分类： 科技视界

来源：红星新闻

美国西北大学团队领衔，联合新加坡国立大学、中国华中科技大学等多所大学的研究者，合作开发了世界上最小的心脏起搏器，体积比一粒米还小！

北京时间4月2日，《自然》期刊发表了一项由美国西北大学教授、生物电子研究所主任约翰·罗杰斯团队领导的研究，介绍了这款堪称目前世界上最小的心脏起搏器。

▲该心脏起搏器尺寸仅为1.8毫米×3.5毫米×1毫米

这款微型装置的尺寸仅为1.8毫米×3.5毫米×1毫米。实验显示，它不仅能在动物模型和人类心脏组织中有效调控心跳，还能在使用完毕后自行溶解，无需手术取出。这项突破性成果或将为心动过缓患者提供一种潜在的更安全选择，尤其对心脏手术后的临时起搏需求具有重要意义。

对此，红星新闻记者专访了论文通讯作者罗杰斯，了解相关技术的诞生与前景。罗杰斯是美国国家科学院、工程院和艺术与科学院三院院士，长期致力于仿生电子器件和可穿戴生物医学电子器件的研究。他在接受采访时提到，这款起搏器的体积比目前已知最小的起搏器之一——美敦力Micra还小，“按体积计算，我们的设备大约小500倍。”

“体液”自供电，无需电源和电线
3毫米切口“注射式”植入

据介绍，这款微型心脏起搏器可以通过微创植入，极大降低传统起搏器所需的侵入性手术风险，比如感染或心肌损伤。具体来说，它可以通过一种创伤很小的手术方式，即装入导入器，通过宽度小于3毫米的皮肤切口，直接注射到心外膜下心肌浅层。这一结果甚至适用于新生儿，并支持使用微创技术进行植入。

▲约翰·罗杰斯

过去，传统的临时起搏器虽然在治疗心动过缓（心率偏低）方面发挥着重要作用，但其侵入性的植入过程以及外部电源和导线带来的潜在风险，尤其对于儿童和体型较小的患者而言，一直是一项挑战。

令人好奇的是，这款微型心脏起搏器如何在没有电池和导线的情况下工作？关于供电方式，罗杰斯表示：“我们有一个自供电机制来支持起搏器的运行。”其内置的电极由可生物吸收的材料组成：阳极（即负极）为镁（或锌），阴极（正极）为三氧化钼。当电极接触到心脏周围的体液时，体液作为电解液，触发阳极和阴极之间的电化学反应，产生电流。

“具体而言，一个活性可生物吸收的镁合金或锌复合材料作为阳极，一个更具电正性的可生物吸收三氧化钼复合材料作为阴极。心脏组织及其相关生物液体作为电解质，形成原电池。”论文中如此描述。换句话说，这个起搏器不需要外部接入电源或替换电池，而是利用身体自身的环境“发电”，将电流传递给心脏，驱动它跳动。

光遥控起搏，配对贴片监测心电图
发现心律失常自动发光电疗

那么，如何精确控制心跳的频率和节奏？罗杰斯向红星新闻记者介绍，这款起搏器通过“光”实现无线操控。“我们使用光电晶体管（光控开关）来控制传递给心脏的电脉冲的频率和持续时间（以设定心率）。”他说。光电晶体管是一种由硅制成的微小组件，连接在阳极和阴极之间，起到开关作用。在没有光照时，它阻断电流，设备处于休眠状态；当皮肤表面的无线单元发出近红外光，光穿透组织照射到光电晶体管上时，它的电阻降低几个数量级，电路接通，电流流向心脏。

▲皮肤贴片和起搏器将配合一起工作

“近红外光具有深层组织穿透的特性，这使得光学方法变得很有吸引力。我们成功地用硅纳米膜双极结晶体管构建了一个可生物吸收的光控开关。”罗杰斯补充道。实验中，无论是小鼠、猪，还是取自器官供体的人类心脏，这个微型起搏器都完成了控制心脏起搏。

起搏器会配合一个贴在皮肤上的无线皮肤界面一起工作。这个皮肤贴片支持心电图数据收集、数据分析和近红外范围编程光发射，分析判断是否有心律失常。发现心律失常后，皮肤设备会发出近红外光，实现自主闭环心脏电疗。

罗杰斯说：“这个系统减少了风险，消除了传统有线临时起搏解决方案的繁琐性。”传统起搏器需要导线穿过皮肤连接外部电源，患者活动受限且有感染风险，而这款装置完全内置，依靠体液供电和光控，可以使患者摆脱束缚。

人体内可完全吸收
任务期后降解，2年多完全消失

罗杰斯告诉红星新闻记者，该装置使用一段时间后，可在体内无害溶解。

由于所有材料（包括电极、光电晶体管和封装材料）都是可生物吸收的材料，设备在完成使命（猪和人类心脏上的体外起搏实验显示连续运行约16天）后会逐渐降解成无害物质，通过肾脏排出体外。完全生物吸收的时间尺度约为1.2-2.5年。未来适当选择材料和设备设计，或可将完全吸收时间大大缩短。据悉，这项设计源于临床需求，由美国西北纪念医院的心脏外科医生提出。

▲微型心脏起搏器的导入器

关于制造过程中的挑战，罗杰斯表示：“自供电方法的概念是关键，同时还需要一个光学方案来控制设备。”他坦言，自供电概念是由中国博士后张亚敏提出的。在美国佐治亚理工学院攻读博士学位时，张亚敏研究电池技术，将这一想法带入项目，促成了这一创新。

本次研究主要在动物模型和离体人体心脏组织上进行了验证。至于未来在活体患者身上的应用，罗杰斯表示需经过监管流程，“任何这类救生植入物都必须通过严格的监管流程”。此外，罗杰斯表示，已有初创公司开始推动该研究的临床转化。

罗杰斯预计在两三年内启动首次人体植入的研究，使这一技术进入临床试验阶段，最终成为医生日常使用的工具，为心动过缓患者带来一项新型治疗选择。

来源：Echo PM 产品经理的逻辑与审美 2025年02月04日 侵删

在春节期间，AI界的DeepSeek一直在刷频，霸屏了大半个公众号。很多对DeepSeek这家公司、创始人、AI天才少女、以及新的大模型设计方法的讨论和解读。也有各行各业自媒体人用DeepSeek进行应用的提问探索。

那么，普通人能用DeepSeek做什么呢，今天贴出20条实用的建议，希望对大家有启发。

一：生活与成长助力

1. 求职简历制作：打造吸睛履历，开启职场新篇
2. 论文大纲搭建：搭建学术框架，点亮研究之路
3. 学习难点攻克：攻克数学难点，畅享知识海洋
4. 儿童故事创作：激发无限想象，编织童真世界

二：家庭生活指南

1. 家居装修规划：规划温馨小窝，邂逅理想家园
2. 亲子活动策划：共度欢乐周末，陪伴孩子成长
3. 宠物喂养指导：呵护萌宠日常，共享有爱时光
4. 婚礼筹备清单：精心筹备婚礼，定格浪漫瞬间

三：财富与法律参谋

1. 投资理财咨询：合理规划财富，实现稳健增值
2. 法律问题咨询：化解合同纠纷，维护合法权益
3. 退休生活规划：规划退休时光，开启精彩晚年
4. 社交困境应对：化解尴尬误会，维系真挚情谊

四：日常实用妙招

1. 园艺种植建议：打造阳台花园，静享自然美好
2. 穿搭建议获取：适配场合天气，展现个性风采
3. 家电故障排查：解决冰箱故障，保障生活无忧
4. 房屋清洁攻略：掌握清洁秘籍，焕新家居环境

五：创意与商业助手

1. 短视频脚本创作：构思美妆脚本，引领时尚潮流
2. 活动主持稿撰写：撰写年会主持稿，点燃全场氛围
3. 节日礼物挑选：精选节日礼物，传递浓情爱意
4. 品牌宣传文案创作：创作店铺文案，绽放独特魅力

根据5个方面的实用建议，也可以横向拓展到更多的方面，如果你是长期从事相关领域的人士，也可以深入探索自己使用DeepSeek的个性化方式，让它成为我们工作生活的好帮手。

来源：AI智见录 2025年02月07日

一、前言：为什么每个人都该学会用DeepSeek？
这个春节 DeepSeek 在国内国外爆火，它就像是一个无所不知的”智能小助手”，可以24小时随时陪您聊天解闷、答疑解惑。简单来说，它就是一个特别聪明的 “电子孙子”，您想问什么就问什么，从养生保健到追剧看戏，从广场舞教程到老年人防诈骗，它都能给您很好的建议。

最让人惊喜的是，它特别有耐心，不管您问多少遍都不会烦，而且回答得简单易懂，完全不用担心听不懂。以前觉得 AI 可能离大众很远，但现在连国家超算互联网平台都开始加入 DeepSeek 了，它已经成为第一个真正走进千家万户的 AI 工具。

对中老年朋友来说，DeepSeek 就像是一个贴心的小棉袄：

想知道今天吃的药有什么注意事项？问它！
想学习怎么用智能手机？问它！
想了解最近热播的电视剧？问它！
担心遇到电信诈骗？它也能教您识别！
总之，只要您会打字（建议让家人教您用拼音输入法），就能轻松使用 DeepSeek，让生活变得更便利、更有趣。

二、零基础入门篇：3分钟认识DeepSeek

2.1 怎么开始用 DeepSeek？
DeepSeek 有三种使用方式，您可以选择最习惯的一种：

DeepSeek 微信公众号网页端：最方便！直接在微信里搜”DeepSeek”就能用

手机APP：功能最全，在手机应用商店搜”DeepSeek”下载

电脑网页：打开浏览器，输入 DeepSeek 官网网址就行

2.2 新手常见问题
❓ “用哪个方式最简单？”→ 建议先用 App，微信公众号那个也可以，主要优势是不用额外下载

❓ “打字慢，怎么办？”→ 别着急！它不会催你快点！快点！你打一个小时他也能接受。我们还需要等待官方接入语音功能！

❓ “要花钱吗？会不会乱扣费”→ 不用担心！功能都是免费的，也不会自动扣钱。

三、手把手教学：第一次使用就上手
我们以手机 App 为例来讲解怎么用（微信公众号的操作也差不多）

第一步：注册登录很简单

先输入手机号
勾选下面的同意协议（就是打个勾√）
点”发送验证码”，手机马上就能收到短信
把短信里的数字填进去，再点”登录”就行啦！

第二步：认识界面，就跟微信聊天差不多

左上角的三条横线：点一下能看到以前都聊过什么
右上角的加号：想问新问题就点这个
底下三个按钮：
拍照：拍个药盒子它就能告诉你药的说明
上传图片：可以发已经拍好的照片
上传文件：比如发个文档让它帮您看看

第三步：开始聊天！

想问什么就直接问，就像跟人聊天一样
它回答的慢，您别着急，等一等就好
如果回答的不够清楚，您就接着问”这是什么意思？”
要是想换个话题，点右上角的”+”，重新开始就行

小贴士：

第一次用，可以这样问：
“你好，你能帮我做些什么？”
“我想知道今天适合吃什么？”
“帮我写一个生日祝福”

示例 – 帮我写一个生日祝福

要是卡住了：

试试重新打开App
或者点右上角的”+”重新开始
实在不行就问问年轻人帮忙

3. 安全提醒：

不要告诉它您的银行卡密码
不要给它转账
不要相信它推荐的药品广告
不要让它替你做决定，它给你的是参考，你最好确认下
不要完全相信它的答案，有可能不准确，重要信息，需要你二次确认

四、它都能帮您做什么？

4.1 健康小助手

看药品说明书：

拍个药盒照片，它就能告诉您怎么吃药
能解释医生写的检查单
提醒您吃药要注意什么

养生建议：

问它”今天适合吃什么”
“这个季节要注意什么”
“最近睡眠不好怎么办”

示例：最近睡眠不好怎么办

4.2 生活好帮手

防诈骗帮手：

收到可疑短信，问问它是不是诈骗
学习识别诈骗电话的套路
不确定的链接先问问它安全不安全

娱乐助手：

想学广场舞，问它”现在流行跳什么”
想追剧，问它”最近有什么好看的电视剧”
想学摄影，问它”怎么拍出好看的照片”

家电指南：

新买的电器不会用？问它
手机设置看不懂？问它
想学用智能音箱？问它

五、遇到问题怎么办？
常见问题解决方法：

突然不回答了？

点右上角”+”，重新问一遍
或者退出重新打开试试
还不行的话等一会儿再试

回答听不懂？

直接问它：”能说得简单点吗？”
或者说：”我没明白，你能用更通俗的话解释吗？”

出现英文看不懂？

告诉它：”请用中文回答”
或者重新登录试试

想换个话题？点右上角的”+”号，就能重新开始

温馨提示：

不要着急，慢慢打字它都会等您
不明白的地方多问几遍也没关系
重要的事情还是要问问家人
涉及健康、安全的建议要先和医生、家人商量

六、结束语
DeepSeek 就像是一个不会累的小助手，您想问什么就问什么。不过要记住，它再聪明也只是一个工具，重要的事情还是要和家人商量着来。希望它能帮您的生活变得更方便、更有趣！

 

来源：人民日报 2025年02月03日

“戴上之后
感觉像是有人在拉着我上山
科技感满满！”
一名游客健步如飞地攀登泰山
引来周围游客纷纷侧目

他身着的登山助力机器人
类似科幻电影中“机械装甲”的神器
该机器人于大年初二
首次在泰山景区内试用

据泰山文旅集团工作人员介绍
登山助力机器人是一款
帮助游客攀登泰山的
外骨骼机器人
同时也可广泛应用于
登山、健身、跑步、日常行走
上楼等生活和工作场景

机器人自重仅1.8公斤
运用先进的人体工学设计
以及动力、电子和AI算法等核心技术
可感知下肢的每一个运动趋势
及时给予恰到好处的助力
可有效减轻双腿负担
从而助力游客轻松登顶泰山

登山助力机器人
体型较小，由人工智能设计
可以连续走5个多小时
一次充电可行走约14公里
对老年人或者年龄稍大的群体来说
想要领略泰山风光
又不想因为坐索道而错过沿途风景
就可以戴上登山助力机器人上山
体验一下登山的感觉

据悉
这款产品正在试运营阶段
预计3月初批量投放市场

有网友表示
感觉自己又行了

你心动了吗？

温馨提示：点击视频右下角，可全屏观看！

温馨提示：点击视频右下角，可全屏观看！

来源： 上观新闻 2024-11-29 侵删

一个完全由医生团队发起并主创参与研发、被“喂”了六千余本国内外医学教材的AI医学大模型，已在东方医院门急诊、重症医学科和住院部丝滑上岗。而在中山医院，大模型承担起病历辅助书写等工作，帮助医生把更多时间留给患者。

记者从市经信委获悉，在MaaS（模型即服务）新型人工智能服务模式大潮下，上海新近成立了上海公共服务MaaS训练及成果转化联盟，市卫生健康行业语料库和公共服务大MaaS平台的首批5个医疗应用场景也同期发布。

上海公共服务MaaS训练及成果转化联盟，是由上海电信、上海市人工智能行业协会、多家医院及人工智能产业链上下游企业发起成立，联盟各单位共同搭建了公共服务大MaaS平台，并发布了首批5个医疗应用场景，包括中山医院的AI电子病历辅助书写、AI医健助手，东方医院的医生伴侣、科研助理，以及上海电信的就医小帮手。

如东方医院的医生伴侣，可协助完成病史记录、初步诊断建议和分析，以及治疗方案推荐。东方医院门急诊和重症医学科主任张海涛介绍了一真实案例——在某三甲医院儿科，一患儿两次住院、经一年时间才确诊了罕见的自身免疫性疾病。然而，将患儿病历输入大模型后，大模型数分钟后就给出了与专家一致的诊断。张海涛说，一名专科医生面对复杂的跨专业疾病，需要查询很多文献资料，有时还需要多学科专家诊断。大模型可基于庞大的医学知识数据库辅助决策，这是AI对临床诊疗极具价值的部分。

据悉，公共服务大MaaS平台以上海电信“智云上海”为公共服务算力底座，其上汇聚了硅基流动、无问芯穹等模型训推加速能力，兼容中国电信星辰、阶跃星辰等基础大模型，同时根据公共服务行业特点，将库帕思通用语料库及部分专属语料库纳入其中，可供各领域机构根据自身开发需求开展应用场景落地。

市经信委人工智能处相关负责人透露，目前上海已有46款大模型通过备案。去年10月，上海发布《上海市推动人工智能大模型创新发展若干措施（2023-2025年）》，持续推进大模型赋能垂类应用，后续在智能终端、科学智能、在线新经济、自动驾驶、具身智能五个重点领域，以及金融、教育、医疗、文化旅游、智能制造、城市治理六个重点行业，上海还将批量诞生标杆产品与服务。

来源：央视科教 2024年10月25日 侵删

中国科学院消息，位于地下700米的广东江门中微子实验（JUNO）的中心探测器内部，世界最大的单体有机玻璃球已经全部建成，进入建设的收官阶段。

江门中微子实验地面设施

网友则戏称，“鬼终于有了一个高大上的名字了—中微子。如果在地下700米处发现了中微子，翻译过来就是去地府抓了个鬼。”

为什么大家这么说呢？

我国道教有个说法，人死为鬼，鬼死为聻，聻死为希，希死为夷，夷死为微，微死无形。难怪网友们戏称，中微子就是“阿飘”。

01
江门中微子实验装置为什么要建这么深?

由于地面上有很强的宇宙射线，会干扰对中微子的探测。700米的山体和岩层就相当于过滤器，可将宇宙射线的强度大幅降低，让我们得到纯净的中微子信号。

02
中微子到底是什么呢？

在粒子物理学中，科学家一致认为，构成物质世界最基本的粒子有12种，包括6种夸克(上、下、奇异、粲、底、顶)，3种带电轻子(电子、缪子和陶子)和3种中微子(电子中微子、缪中微子和陶中微子)。

中微子不带电，质量非常轻，小于电子的百万分之一，以接近光速运动，不过光在星际传播过程中，由于引力或者星际尘埃会转弯，而中微子不会。中微子几乎不与任何物质发生反应，只参与非常微弱的弱相互作用。

中微子还有一个非常重要的特性，那就是具有极强的穿透力。打个比方，我们的地球直径约为12700多公里，而中微子可以毫无阻挡的穿过地球，不会受海水和地层的阻挡，也无法干扰、拦截和破解，因此中微子的检测非常困难。在所有基本粒子中，人们对中微子了解最少，所以中微子又被称为“幽灵粒子”。

03
中微子是怎么产生的呢？

大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生，例如核反应堆发电（核裂变）、太阳发光（核聚变）、天然放射性（贝塔衰变）、超新星爆发、宇宙射线等等。

超新星爆发时，会产生巨大的能量，而中微子会带走超新星爆发出的99%的能量。

我们的宇宙产生于一次大爆炸。部分科学家认为，宇宙在大爆炸之初，同时产生了物质世界和反物质世界。那么，在宇宙的起源和演化过程中，曾经存在过反物质世界去哪儿了？

04
为什么寻找中微子？

我们的宇宙中充斥着大量的中微子，大部分为宇宙大爆炸的残留，大约为每立方厘米300个。科学家普遍认为，广泛存在于物质世界中的中微子，就包含了反物质世界的重大信息。

其实，我们地球本身也会发出中微子，而这些中微子的构成与我们现在看不到的结构有关系。

中微子是宇宙形成之初就存在的最古老也最原始的基本粒子，携带着非常多重要的神秘信息，研究中微子对于认识宇宙和我们现存的世界物质都具有非常重要的意义，也是国际最前沿的基础科学。

江门中微子实验2013年立项，2015年开工建设地下实验硐室，2021年底，地下硐室交付使用并开始探测器安装。目前，江门中微子实验中心探测器最内层的有机玻璃球已合拢，外层的不锈钢网架和光电倍增管也在有序合拢中，预计11月底完成全部安装任务，并启动超纯水、液体闪烁体的灌装，2025年8月正式运行取数，预计运行约30年。

作为我国大科学工程建设在粤港澳大湾区的重大布局，江门中微子实验以测量中微子质量顺序为首要科学目标，同时也将深入研究大气中微子、太阳中微子、地球中微子、超新星中微子等。

05
江门中微子实验装置什么样？

江门中微子实验有机玻璃球内径35.4米，大约有12层楼高。由263块12厘米厚的烘弯球面板和上下烟囱粘接而成，有机玻璃净重约600吨，是世界最大的单体有机玻璃球。

国之重器：地下700米江门中微子实验装置

有机玻璃球作为探测中微子的靶物质液闪的容器，将承载20000吨液闪，同时整个球体置于纯水中运行，运行中需要长期承受约3000吨的浮力，该受力通过有机玻璃节点、连接杆和不锈钢节点传递到不锈钢网壳主结构上，在连接杆上装有传感器进行受力监测。特殊设计的不锈钢结构预埋入有机玻璃中作为有机玻璃节点，经过反复设计优化和上百次试验最终获得超高承载能力，并且部分不锈钢节点采用碟簧设计方案、有效改善了有机玻璃节点的受力分布。

江门中微子实验建成后将成为国际中微子研究的中心之一，与日本的神冈中微子实验和美国的深部地下中微子实验，形成中微子研究的鼎足之势。

 

来源：IT之家 2024-09-24 侵删

IT之家 9 月 24 日消息，腾讯 Robotics X 实验室今日公布了其机器人最新研究成果 —— 人居环境机器人“5 号”（The Five，小五）。

据介绍，小五具备一系列创新技术和能力，目标是成为可以与人居环境和谐相处的通用机器人。实验表明，小五可在真实人居环境中完成行走、搬运物体等动作，例如给老人取快递、抱老人起床等。

腾讯表示，小五集合了此前多代机器人研发的核心能力，融合了四腿轮足复合设计、大面积触觉皮肤、多指灵巧手以及安全人机物理交互等多项自研技术。IT之家附规格如下：

本体设计兼容并蓄：四腿轮足复合设计，让机器人走得更快更稳

与此前的机器人最大的不同之处在于，小五在本体上采用了四条直线腿和轮足复合的设计，既保持了足式机器人的越障能力，也保持了轮式机器人运行的效率，让机器人在平地上有更快的速度。

在运动模态方面，它在平地上可以切换四轮模态、两轮模态运动；在四轮模态下可以根据不同的负载需求和环境空间，通过交叉腿的设计，扩大和缩小支撑空间。

在不平整地形上，小五使用可伸缩的直线腿配合主动力控，实现弹簧悬挂的效果，从而保证上半身平稳。在楼梯和马路牙子等场景，小五可以采用轮足复合的形式，顺利走过去。

轮腿足的组合变换

负载能力上，小五通过直线腿设计有效提升承载能力，每条直线腿可以单独伸长缩短，可以根据不同的作业空间需求，调整支撑高度，从而实现“上摸高、下摸地”的广阔作业空间，例如帮助用户取放高处的物品，或者在低矮的空间中操作。

自主折叠

除了运动模态和负载能力，小五还可以自主折叠与展开，当不需要工作时，小五可以自主折叠起来，减少占用空间，方便运输。

除了形态创新之外，根据腰部大负载的需求，小五采用自研的双编码器大扭矩密度的执行器，让机器人能够更有力量，同时也在手臂上部署了自研的具有 180 个检测点的大曲面覆盖触觉皮肤，这使得小五能够拥有更加敏锐的“感官”，可以根据外界环境的变化作出相应的反应。

【左】大扭矩密度的执行器【右】大面积曲面触觉皮肤

统一的控制框架：更强的感知、更灵活的控制

面对人居环境中多样复杂的任务，小五需要具备兼顾灵敏的移动能力和灵巧的操作能力，这对机器人的控制提出了较高的要求。

小五基于统一的控制框架，通过感知环境信息实现地形识别和精准定位，进而实现了对多地形的自主适应，移动与操作一体化的全身运动控制，及各模态下稳定、高效、灵敏的移动能力。

统一的控制系统框图

小五统一框架大致分为三个模块，首先是大范围复杂环境下高精度视觉感知定位和状态估计，腾讯 Robotics X 实验室基于激光雷达和 IMU 等传感器搭建了一套高频、低延迟、高精度的实时在线定位和建图（SLAM）系统，并与轮足复合里程计进一步融合，可以让小五更好地感知环境和自身状态。

养老院室内外场景定位建图结果

其次是多层级（路径级-轨迹级）的在线运动规划，小五可以利用激光雷达和 RGBD 相机等传感器数据，实时检测周围环境中的动静态障碍物，并在线规划最优路径和控制指令，避免碰撞和意外发生，确保在复杂环境中安全高效地完成任务，比如携人推轮椅主动避障。

推轮椅过程中携人避障

最后是面向多地形适应移动操作一体化的全身运动控制。如遇到有障碍的地形，比如人居环境中常见的楼梯，小五会移动到楼梯附近，将自身模态由四轮运动模态调整到四足站立模态，进而通过楼梯地形。上楼梯过程中，小五可以结合周边精确的台阶地形和自身状态估计，会规划出在台阶上可达的落脚点位置，生成一系列的后续时刻质心轨迹。随后，全身运动控制器会根据机器人的全身动力学模型、质心轨迹和落脚点信息，解算出各关节控制指令，控制小五上楼梯。上完楼梯后，小五可以从四足迈步模态切换回四轮运动模态，方便以更加高效、节能的姿态，在平地上完成其他复杂、多样的任务。

进一步地，小五具备有腿部主动力控能力，这一能力类似于汽车的主动悬挂功能，能够适应各种复杂地形，如平地、斜坡、波浪坡、鹅卵石地面等常见家庭和市政地形，无需对现有的人类居住环境进行改造。在该模式下，小五根据力传感器和轮足里程计实时估算地面接触点，利用自适应阻抗控制和全身运动控制算法使得机器人可以适应不同地形，且关节控制模块中采用自适应无模型摩擦补偿算法实时补偿摩擦力，使得它可以在低速和高速时平滑运动，提升力控制的准确性和稳定性。

上楼梯

主动悬挂

安全多模态人机物理交互：让机器人更加亲切

依托触觉和视觉感知，以及识别、规划和控制算法，小五能够与人类进行安全舒适的物理交互，并准确地理解、预测并满足人类的日常行动需求，例如辅助老人行走和坐立等。

人机物理交互辅助老人起身

以抱扶为例，为了帮助老人完成这一日常动作，小五需要综合考量老人从坐到站运动过程的特点、老人的身体状态（如运动能力及物理需求）、小五本身的物理能力等问题。

为了实现这一目标，腾讯 Robotics X 实验室提出了机器人抱扶过程最优控制模型。该模型考虑了老人本身的运动能力（如关节运动范围、驱动能力等）、身体结构（如身高、体重等）、站立过程的运动特性、机器人抱扶过程的负载分布等因素。

此外，为了使该模型更符合老人个性化的运动特性，团队通过采集了少量老人的抱扶数据，让模型从中学习出符合被抱扶老人的最优模型参数，从而使该模型更符合老人被抱扶站立的运动特性。

人-人抱扶过程数据采集

此外，多模态感知系统也是实现人机交互的关键模块之一，它为小五赋予了类似人类的感知能力，使其能够更精准地识别人类和复杂的人居环境。

据腾讯介绍，在这些感知模块中，视觉和触觉系统扮演着至关重要的角色。视觉系统使小五能够快速定位和识别人类的状态，从而更有效地进行交互和响应。

在抱扶老人的过程中，高分辨率的触觉系统能够帮助小五以更安全和精确的方式提供支持和辅助，有效避免对老人造成不必要的压力或伤害。这些技术的整合不仅提高了小五的功能性，也增强了其在实际操作中的敏感性和人性化表现。

 

视觉（upper）及大面积触觉（lower）感知系统

来源：科技日报 2024-5-30 侵删

从外表看，这台无人机和它的同类没有很大不同，但实际上，它的“大脑”别有乾坤。

这是荷兰代尔夫特理工大学团队研发的新式无人机，采用了基于动物大脑工作原理的神经形态图像处理器来控制自主飞行。与目前在GPU（图形芯片）上运行的深度神经网络相比，动物大脑使用的数据和能量更少。因此，神经形态处理器非常适合小型无人机，完全不需要笨重的大型硬件和电池。在飞行过程中，该无人机的深度神经网络处理数据的速度比在GPU上运行时快64倍，而能耗仅为后者的1/3。

如果这项技术进一步发展，可能会使所有无人机都变得像飞虫或鸟类一样小巧、敏捷且智能。

图为第一架采用完全视觉控制的神经形态AI无人机。

图为神经形态无人机飞越花朵图案，无人机从放在角落的神经形态相机接收到视觉输入。红色表示像素变暗，绿色表示像素变亮。

“进阶”为脉冲神经网络

人工智能（AI）拥有巨大潜力，可为自主机器人提供实际应用所需的智力支持。然而，当前的AI依赖于需要大量计算能力的深度神经网络。用于运行深度神经网络的GPU又会消耗大量能量，特别是对于像无人机这样的小型机器人来说，更是一个严重问题，因为它们在传感和计算方面只能携带非常有限的资源。

动物大脑处理信息的方式，则与GPU上运行的神经网络截然不同。生物神经元异步处理信息，主要通过尖峰电脉冲进行通信。由于发送这样的尖峰会消耗能量，因此大脑会自发最大限度地减少尖峰。

受动物大脑这些特性的启发，科学家们正在开发新的神经形态处理器。这些新处理器允许运行脉冲神经网络。

脉冲神经网络执行的计算比标准深度神经网络中的计算简单得多。数字脉冲神经元只需要添加整数，而标准神经元必须相乘并添加浮点数。这使得脉冲神经网络更快、更节能。举个例子，这就好比人类大脑可以简单地判断出，计算5+8比计算6.25×3.45+4.05×3.45要容易得多。

如果将神经形态处理器与神经形态传感器（如神经形态相机）结合，这种能源效率还将进一步提高。其信号可直接输入在神经形态处理器上运行的脉冲神经网络，成为自主机器人的巨大推动力。

首次实现神经形态视觉和控制

在发表于《科学·机器人》上的一篇文章中，荷兰代尔夫特理工大学研究人员首次展示了这种使用神经形态视觉和控制进行自主飞行的无人机。具体来说，他们开发了一种脉冲神经网络，可处理来自神经形态相机的信号，并输出控制命令，以确定无人机的姿态和推力。他们将这个网络部署在无人机上的神经形态处理器上，即英特尔的Loihi神经形态研究芯片。借助网络，无人机可感知并控制自己在各个方向的运动。

训练脉冲神经网络其实是个巨大挑战。研究团队设计了由两个模块组成的网络。第一个模块学习从移动的神经形态相机的信号中，通过视觉感知运动。它仅利用来自相机的数据，完全以自我监督的方式自行完成，类似于动物学习如何感知世界。

第二个模块学习在模拟器中将估计的运动映射到控制命令。这种学习依赖于模拟中的人工进化，经过几代人工进化，脉冲神经网络就会越来越擅长控制，最终能够以不同的速度向任何方向飞行。

最终，无论是在黑暗环境中穿梭，还是在明亮光线下翱翔，凭借其神经形态视觉和控制，无人机能轻松实现不同的光照条件下的多种速度飞行。

神经形态AI大幅提高能效和速度

这是神经形态AI的一次完美演出。

首先，该网络平均每秒运行274—1600次。而在小型嵌入式GPU上运行的同一网络，平均每秒仅运行25次，相差10—64倍。

其次，在运行该网络时，英特尔Loihi神经形态研究芯片耗电1.007瓦，其中1瓦是处理器在打开芯片时消耗的空闲功率，运行网络本身只需7毫瓦；相比之下，嵌入式GPU在运行同一网络时，耗电为3瓦，其中1瓦为空闲功率，2瓦用于运行网络。

神经形态方法无疑使AI运行更快、更高效，而且能轻松部署在微型自主机器人上。

拿微型自主无人机来说，其可用于监测温室作物、跟踪仓库库存等诸多领域。它们更安全，可在狭窄的环境中（比如几株植物之间）顺利导航；它们还非常便宜，可以成群部署，快速覆盖一整个区域。

但科学家不会止步于此，他们正在进一步缩小神经形态硬件，并准备将神经形态AI扩展到更复杂的任务中。（记者 张梦然）

图片来源：圭多·德·克罗恩/代尔夫特理工大学