你所知道的最黑的黑科技是什么？

美丽的忧伤

医学工程跟材料方面有很多黑科技啊，一眼看上去就跟科幻小说里走出来的差不多。顺手拎几个吧：
1.    钢铁外科医生 (robot surgeon)
不怕苦不怕累、坚强独立有主见的钢铁医生已经离现实不远了。这几年来电脑和机器人给医生做助手已经不算稀罕了，关键是能独挡一面，独立自主。而打造钢铁外科医生则更是黑科技中的黑科技，是医学、工程、人工智能三大前沿学科的一个白热交汇点。
现在最“聪明灵巧”的钢铁外科医生已经到什么程度了呢？光速缝合小肠，完全（好吧，大部分情况下独立自主），而且“天衣无缝”啊。地球人都知道软组织最最难搞，所以看到那一双真正称得上是百炼钢修成绕指柔的机械手上下翻飞、穿针引线，也确实不得不惊叹。
如果照这样发展下去
的话，十年之内钢铁医生就会成为各科室、尤其是手术室24小时待命的“守护神”了吧。截图如下：


动图请看下列链接：
Autonomous Robot Surgeon Bests Humans in World First
参考文献：
Supervised autonomous robotic softtissue surgery. Science Translational Medicine 04 May 2016: Vol. 8, Issue 337,pp. 337ra64 DOI: 10.1126/scitranslmed.aad9398

2.    医疗材料／器械方面的黑科技
（1）量身定做的人体零部件
拥有可以与人体无缝对接、随时更换的零部件在科幻小说里已经久远得让人都会默认为科幻设置了。最近3D打印又让这个久远的梦想离现实迈近了一大步。
去年3D打印的合成骨骼(syntheticbones)首次在动物实验中获得成功。科研人员用一种最新的生物活性陶瓷(bioactive ceramic) 做材料，3D打印出来的合成骨骼成功地融合进了大鼠受损的脊椎，以及猴子破裂的头骨。关键是这种材料不会引起免疫反应，可以帮助身体长出自身的骨骼，然后自然降解。
因此上了《科学.转化医学》的封面：


当然，这种合成骨骼要经过一系列的临床试验最终进入市场还有一段路要走。不过很有可能是第一个应用于临床的个性化人体零件。
参考文献：
Hyperelastic“bone”: A highly versatile, growth factor–free, osteoregenerative, scalable,and surgically friendly biomaterial Science Translational Medicine 28Sep 2016 Vol. 8, Issue 358, pp. 358ra127 DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf7704
（2）真正的左右手
本世纪以来，得益于材料、工程、医学以及计算机的全面发展，智能义肢的发展有了量子跃升式的突破。
然而要做成真正的想打哪儿打哪儿、拥有自然魔性的左右手，最大的一道难关就是让机械肢体发展出能反馈信号，能让大脑产生基本的感知。没有返回大脑的感觉信号，机械手永远只是工具，而不会是肢体的一部分。另外，没有神经的感知反馈而只靠物理参数的话，机械手也很有可能达不到真正的人手的多功能和灵活性。
所以要复现那些我们习以为常、经常被主观意识忽略的“次要”感觉，比如温度的感觉、触觉、本体感觉等等，其实是项超级复杂的黑科技。
本着屡败屡战的精神，克利夫兰退伍军人医学中心的研究者们把几十个电极包埋在手臂中不同的位点反复实验，终于第一次成功地为一位失去右手的患者通过假肢再现了包括抚摸、轻微的刺痛、柔软等十几种自然感觉。
真正完好如初、而且刀枪不入的黑科技手终于要变成现实了。


参考文献：
Creating a Prosthetic Hand That Can Feel

（3）给药神器 －－ 可内置定时定点给药的水凝胶给药器
讨厌打针吗？至少这一条你是占理的。注射给药不仅简单粗暴，而且长期反复使用的话会造成很多身体损伤。尤其是那些患有慢性或严重疾病，需要长时间注射多种药物的病人来说，智能可控定时定点又无需注射的给药器确实是雪中送碳，不幸中的万幸。
有意思的是，最近由哥伦比亚大学的研究者做成的这一款新型内置给药器，定时的方法还是从机械钟表中借鉴来的，所以连充电都不用。
最初用一个小鼠骨癌模型的实验结果证明这个装置完全可以在体内良好运行。比起通过传统的静脉注射化疗药物，这种给药器可以埋在病灶附近，以少得多的药量杀死更多的癌细胞，而且不被身体排斥。
埋在小鼠体内的凝胶给药神器：


虽然仍然任重道远，但是一代给药神器已经初露头角了。
参考文献：
前沿 | Science Robotics 介绍3D打印柔性机器人：可植入身体定点释放药物
Additive manufacturing of hydrogel-basedmaterials for next-generation implantable medical devices Science Robotics 04Jan 2017: Vol. 2, Issue 2, DOI: 10.1126/scirobotics.aah6451
3.营养、好吃，又给力的食品。。。包装
虽然看上去没那么黑，但是难度却一点不少。而且一旦做成了，比以上的黑科技都要有实用价值（关键还是跟“吃“沾了边）。因为无知又放纵的人类已经把22世纪的塑料定额都提前消耗完了，寻找可以降解（最好是好吃）的塑料替代品很有可能直接决定几十年后地球的友善程度。
因此做出来跟食物一样好吃的食物包装就成了吃货们，不对，有理想有担当的材料研发人员的孜孜以求的奋斗目标。
这不，在不久前的美国化学学会年会上又有关于可食用的包装的最新进展了。这种最新包装用奶制品中的一种蛋白做成，号称跟塑料薄膜一样坚固、防腐效果更好，而且最最重要的是：可以吃、有营养！


等着它自然降解多慢啊，直接配菜吃了呗。比如榨菜包装卷榨菜，香辣豆腐干就包装，有荤有素，有主有副，有咸有淡，而且吃完了连垃圾都没有！
参考文献：
Edible food packaging made from milk proteins (video) - American Chemical Society

随心放逐

有问题的话欢迎讨论，但是请先看清楚正文或者refs，原文没办法下的可以私信找我要。
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来写写芯片原子钟。
原子钟是一种用原子共振频率去锁定一个本地振荡器来输出稳定频率的装置。由于原子共振频率比较稳定，所以对比于其他计时手段或者频率标准，原子钟是目前最准确和最稳定的频率标准。日常生活中，每个人的生活都和原子钟相关，全世界的时间标准由美国国家标准技术研究所（NIST），美国海军天文台（USNO），巴黎天文台（Observatoire de Paris），中国计量科学研究院等实验室的原子钟提供，GPS的信号依赖于星载原子钟提供频率标准，通讯基站同步或者电网同步也都依赖于原子钟。
一般来说，在实验室提供时间基准，作为一级频率标准的原子钟（微波喷泉钟或者光钟）体积和功耗都非常巨大。在工程应用或者某些军事用途的原子钟，体积也大部分在1升到十几升之间。



Fig 1. NIST的NIST-F1铯原子喷泉钟，提供美国的频率和时间标准。
不同的原子钟对于抽运和探寻原子的原理不尽相同，其中有一种基于相干布居数囚禁（Coherent Population Trapping，CPT）原理构成的原子钟[1]，其中探询原子光场由频率差为碱金属超精细能级的频率差的边带构成，这样与原子共振的微波频率包含在光场中，由此规避了限制传统微波原子钟最大的部分：微波谐振腔。由此给我们提供了一种大大缩减原子钟功耗体积的可能。目前，NIST和Microsemi公司已经开发出商业化量产的芯片原子钟[2,3]。



Fig 2. Microsemi SA.45s [3]。
整机体积只有

                               
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，功耗只有

                               
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。短期频率的稳定度在

                               
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，比类似体积的晶体振荡器指标至少提高了一个量级。
而且实际上整机里面绝大部分都是集成电路部分，真正的物理部分只有不到

                               
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[2]。


Fig 3. 芯片原子钟的物理部分[2]。
在这

                               
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的体积里包含了激光，衰减片，波片，原子气泡，光电探测器。其中最核心的部分是原子气泡，里面充了缓冲气体和碱金属原子（一般是Rb或者Cs）。而原子气泡的体积大概只有

                               
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[4]. 而单纯利用这种微型化原子气泡的原子钟桌面系统短期频率稳定度也可以达到小系数

                               
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[5]。

Fig 4. MEMS原子气泡[6]。
以上是已经量产的芯片原子钟。在这种芯片原子钟里，为了避免碱金属原子和气泡壁碰撞引起的弛豫，原子气泡充入的比较大气压的缓冲气体。但是缓冲气体的引入会引起缓冲气体和碱金属原子的碰撞，导致这种原子钟的长期稳定度不是很好。同时，以现在的技术，很难精确的控制充入缓冲气体的气压，所以导致这种原子钟输出的频率准确度较差。为了解决这个问题，现在开始研究利用磁光阱冷却原子的CPT原子钟。冷原子的好处是可以避免缓冲气体带来的碰撞频移，使得CPT原子钟的长期频率稳定度更好。在光学平台上，冷原子CPT的长期频率稳定度达到了

                               
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[7,8]。然而光学平台上的系统是不够，为了将来能够做成芯片冷原子CPT钟，最大的问题是如何将磁光阱小型化。
目前NIST已经做出仅仅只有

                               
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厚磁光阱原子泡，成功俘获了

                               
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个原子[9]。不过现在这种微型磁光阱仍然是使用主动离子泵，下一步开始尝试使用被动吸气剂来保持原子泡内的真空，这样原子气泡就可以完全独立于外部的真空泵。

Fig 5. 用于微型磁光阱原子气泡。
芯片原子钟不仅可以用作替代石英振荡器的功能，还为其他芯片传感器的研制打好了基础。因为利用原子跃迁频率为基础的原子传感器基本都需要用到激光，原子气泡，微波器件等类似的结构，比如美国国防部先进研究计划局（DARPA）提出的mPNT（micro Positioning, Navigation and Timing）单元就像将芯片原子钟，芯片加速度计和芯片陀螺仪整合在一起，形成一个完全独立的自主导航单元。


Fig 6. 设想的mPNT原子气泡和整体结构图[10]。

Refs
[1] J. Vanier, Appl. Phys. B 81, 421 (2005).
[2] S. Knappe, V. Shah, P. D. D. Schwindt, L. Hollberg, J. Kitching, L.-A. Liew, and J. Moreland, Appl. Phys. Lett. 85, 1460 (2004).
[3]Quantum™  SA.45s Chip Scale Atomic Clock (CSAC)
[4] Li-Anne Liew， Svenja Knappe， John Moreland， Hugh Robinson, Leo Hollberg, and John Kitching, Appl. Phys. Lett. 84, 2694 (2004).
[5] R. Boudot, X. Liu, P. Abbe, R. Chutani, N. Passilly, S. Galliou, C. Gorecki, and V. Giordano, IEEE Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 59, 2584-2587 (2012).
[6] M. Hasegawa, R. K. Chutani, C. Gorecki, R. Boudot, P. Dziuban, V. Giordano, S. Clatot, and L. Mauri, Sens. Actuators, A 167, 594 (2011).
[7] F.-X. Esnault, E. Blanshan, E. N. Ivanov, R. E. Scholten, J. Kitching, and E. A. Donley, Phys. Rev. A 88, 042120 (2013).
[8] X. Liu, V. I. Yudin, J. Kitching, and E. A. Donley to be published.
[9] A. T. Dellis, M. T. Hummon, S. Kang, E. A. Donley, and J. Kitching, Frontiers in Optics (2016).
[10] A. M. Shkel, I. P. Prikhodko, S. A. Zotov, and A. A. Trusov, Sensors and Sensing Systems (2009).

小75

说一下我们接触过的三个“黑科技”

第一个“黑科技”：“人造皮肤”。





你或许没有注意过，人的皮肤有着许多神奇的特性，譬如可拉伸性、生物降解性和自我修复性，这些是目前的电子材料所不具备的。

而斯坦福大学鲍哲南教授就受这些特性的启发，从中汲取灵感去研制新材料，从而改变电子工业界发展的方向。

她参与研制的柔性电子材料真的已经越来越接近人体皮肤了。譬如皮肤的可拉伸性就做到了，下图就展示了一种即使使用尖锐物刺也依然能够导电的材料：





而又譬如皮肤的自我修复性，据鲍哲南所述，她参与研制的一种材料在被切成一半后，在30分钟内会慢慢自我愈合:




最神奇的是，她还研究了一种能给神经传导触觉的人工皮肤，利用碳纳米管、有机电子材料和光控基因技术等前沿科技的整合，可以响应压力变化，并可以向神经细胞发送信号。

我们的采访文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/22647474

第二个黑科技，火星移民必备 - “人工光合作用”

是的，你没看错，人工的光合作用，让人造材料实现绿叶能完成的功能，把二氧化碳变废为宝！

加州大学伯克利分校的杨培东团队在人工光合作用方面取得了划时代的科研成果 —— 通过将纳米导线与生物催化剂（工程菌）结合，建立出了一个具有相同功能的人工系统，首次模仿绿叶复制了光合作用的过程。

在自然界中，植物利用太阳能将二氧化碳和水转化成碳水化合物。不过，人工光合作用的想法则是将二氧化碳和水转换为醋酸酯（acetate），后者是今天很多生物合成反应的基础。


最早，杨培东团队在与美国能源部提出生物催化剂的概念时，曾被当成了玩笑。但当他们发表论文验证这个概念可能性时，却引起了巨大的轰动！尽管，他们的能源转化效率（太阳能到化学能）只有0.4%。

在杨培东后续的研究中，他们将能源转化效率提升到了10%，是自然界光合作用效率的20倍（自然光合作用效率约0.5%）。他们的公式是：

阳光 + 水 + 二氧化碳 = 甲烷 + 氧气


这是火星移民的必备黑科技！

也可能将未来变成光子时代，完全替代生物燃料，彻底解决二氧化碳排放过量引起的温室效应。

我们的采访文章  https://zhuanlan.zhihu.com/p/22710382

第三个黑科技，告诉你这个“味道”是什么味道？

先问一个问题，乙醇是什么味道？
“是一种独特的芳香刺激性气味”
那么独特的芳香刺激性气味的什么味道？

天了噜....不知道....

Aromyx这项技术可以告诉你，受2004年诺贝尔生理学或医学奖的启发，他们开发的一块测试板(GPCR microarray)，上面有384个小孔。每一个小孔里装着克隆出来的不同受体蛋白，各对应着人的一种嗅觉分子,基本是模拟了人的鼻子。
384个小孔便对应384种气味分子。在把被测试的气体导入到测试板上，如果气味被某个嗅觉感受器感知的话，对应的小孔里的蛋白质就会被激发出荧光。




接下来可以通过一些通用仪器可以测定荧光的强度，便可以衡量这一气味的味道。

将气味和味道电子化的原理一致。

为什么觉得这个黑科技呢？
这基本和照相机的发明一样有意义，我们可以存储一种味道了！
这意味着我们可以，我们未来可以精确的模拟人类的视觉、听觉、触觉（?）、嗅觉和味觉。

有没有想起谷歌的愚人节玩笑谷歌鼻子？

谷歌鼻子【Google Nose】官方宣传片—在线播放—优酷网，视频高清在线观看
http://v.youku.com/v_show/id_XNTM1OTY0MjI0_rss.html

我们的采访文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/22868902

以上的成果基本都是（准）诺贝尔奖级别的科技。

你是在说我

2016年8月26日，逍遥法外28年的连环强奸杀人犯高承勇落网。“中国四大谜案”之首的白银案告破。破案的关键是『Y-STR基因检测』技术。（卓老板聊科技对此有精彩讲述）
『白银案』---- 在甘肃省白银市，从1988年至2002年的14年间，先后发生了9起女性惨遭入室杀害的案件，凶手专挑年轻女性下手，作案手段及其残忍。其间，内蒙古自治区包头市昆都仑区也发生过两起类似案件，共计11起。

高承勇1988年-2002年，在14年间，在白银市和包头市连续先奸后杀11人，且都选择穿红衣服的女子。在很长一段时间造成白银市民的恐慌。2002年后收手不干，终于在2016年通过Y-STR的基因技术找到了线索，被抓获。高承勇1983年和1984年两次高考失利，报考飞行员也因家庭中地主的成分没有通过政审。民间传言他女友因此提出分手，他怀恨在心。因为前女友爱穿红色衣服，在此后的连环杀人案中均选择红色衣服的被害人，当时白银市年轻女性都不敢穿红色衣服。长达28年的侦查跨度，采集指纹多达23万枚，但没找到凶手。高承勇的叔叔2016夏天在外地因为行贿被抓，警方按流程采集了他的Y-STR信息，测试结果竟然和白银市连环杀人案的Y-STR信息吻合。警方查阅了高家家谱，锁定了高承勇。

『Y-STR基因检测技术』Y-STR是存在 Y 染色体上的串联重复序列（short tandem repeat，STR）具有三大特点：

1. 正常男性特有。Y 染色体为男性特有，而且在男女混合样品的鉴定中，可对男性成分进行精确分析，不受女性成分的干扰。
2. 父系遗传。 除突变外，同一男性家系中的所有男性个体 Y 染色体非重组区是相同的，STR 基因分型结果一致。
3. 呈单倍型遗传。 Y-STR 基因座均位于同一条染色体上，在减数分裂中不发生重组，呈连锁单倍型遗传，对单拷贝Y-STR 基因座，每个男性个体仅有一个等位基因。 若现场检材的 Y-STR 分型单个基因座上检见两条以上谱带，可在一定程度上提示混合样本中的男性人数。

说回人话，Y-STR 由于其父系遗传的特点，无需拿到犯罪嫌疑人本人的DNA进行对比，只需要其父系亲属的DNA，就可以确定嫌疑人是其本人或者亲属 。它就像一棵参天大树，家族所有男性就是树叶，只要有一片树叶，就可以利用Y-STR染色体找到的树根，完了顺着它的这个树干，找到目标树叶。
只要数据库量足够大，信息、数据比对在几秒钟之内就能完成。基于 Y-STR分型技术的家系排查法可以快速缩小范围，加快破案进程，大量的陈年悬案都有可能被告破。通过积累有案底的犯罪分子的DNA信息，还可以高效的在相隔几千公里发现逃窜多年的嫌疑人。新生儿出院前采集DNA信息入库，可以解决今后很多问题：失踪人口确认，拐卖儿童父母找回，骨髓移植配型，器官移植配型，犯罪分子监控，基因+数据库的方式批量解决的效率非常高。
遇害者亲属里面，已经有一家“绝户”，而另有一家也只剩下了一个人。崔向平在姐姐崔金萍遇害时还是个16岁的高中生，如今已是35岁的成年人。他的父亲在女儿遇害后郁郁寡欢，三年多以后就因病去世了，时年才51岁；母亲天天以泪洗面，生活不能自理，直到次年夏天才能下床。崔向平甚至烧掉了姐姐的所有照片，以避免勾起母亲的伤心回忆。但崔金萍的母亲王彩花说，她仍然希望能活到真凶落网那一天。
感谢大家的赞，让更多人得以了解这项科技。
高承勇于2019年一月三日被执行死刑。
如何科学增高？

欢乐颂

Vantablack——高端黑
这货的反射率不到50ppm，长在别的东西上之后，所有的光学信号就都被吞掉了（不恰当的，类似黑洞），只能看到这里有个洞，看不到它的形状（下图的中间部分也是有类似边缘的褶皱的，但是你就是看不见~~


其实它就是垂直组装的碳纳米管





呃答完了发现张泽中已经回答过了(-_-)，就当补图吧~~

xiaodao_0011

英伟达的 AI P 图技术和全新的画图工具——GauGAN，使用生成对抗网络，把你随意涂抹的简单几笔绘制成复杂逼真的风景图画。在你的印象中，这大概是一家做显卡的公司。但英伟达实际上是一家人工智能计算公司。
在英伟达的官方网站，有一个 AI PLAYGROUND（AI 游乐场），目前已开放的是 IMAGE INPAITING。效果如下：



英伟达 AI 图像修复技术
https://www.zhihu.com/video/1092113633655590912


只需要通过涂抹，你就可以去掉画面中的无关主体，应用可以通过算法自动补全。利用这种功能，你可以去掉人物的眼镜、饰品，还能够除皱、去胡子、补头发。如果你正在手边使用 PS ，是否会稍微觉得工具栏的印章、画笔、修补功能在英伟达的这个功能面前稍显落后了？至少你会觉得，嗯，不久的将来，修改图像就该这么简单高效。


关于这项技术的论文，你可以戳此网址直接进行下载；


同样可以在官网看到的，还有艺术风格迁移、图像合成，可以把你最喜欢的图像变成梵高的画作。




不止如此，基于风格迁移的思路，英伟达还可以直接生成这个世界上根本就不存在的人像。




近期，在 GTC 2019 大会上，英伟达又推出了一个全新的画图工具——GauGAN，使用生成对抗网络，把你随意涂抹的简单几笔绘制成复杂逼真的风景图画。


这个功能和之前的 AI P 图一样，令人惊叹。不过回想一下，你会觉得，这很像是当年的 Windows 画图工具。不一样的是，这个画图工具更加智能，它更像是 AI 时代的产物。效果如下：



让你的鬼画桃符变成逼真的风景画
https://www.zhihu.com/video/1092115249032982528


这种工具在现实生活中将可能有哪些应用场景呢？



想象一下，当下一个普通的建筑设计师，需要通过专业的设计软件，比如 CAD、3Dmax 来进行相对基础的操作。其中所耗费的时间以不算短，而最终达到的效果并不见得多理想。但 GauGAN 的意义在这里就凸显出来了。


你可以直接使用该工具，经过简单的绘制，瞬间了解最终设计所呈现的效果，并且，这种效果无限趋近于现实。这种绘图方式和 “神笔马良” 之间仅差最后一步，那就是把逼真的作品直接搬运到现实。


以上所提到的这些软件和技术都基于 GAN（Generative Adversarial Networks），也就是生成式对抗网络。该项技术由 Ian J. Goodfellow 在 2014 年提出。你可以简单理解为，在一个框架中，通过生成模型和辨别模型。生成模型给定一系列的结果，并从这些结果中生成目标结果；而辨别模型从这些结果中辨别出最优解。这是机器在无人监督下的学习过程。


比如在 GauGAN 当中，英伟达通过 Flickr 上基于知识共享计划的 100 万张图片来训练神经网络。当你简单画出几笔时，GauGAN 会生成若干结果，并从无数种结果当中筛选出最优解。这些图像并非基于模板生成，每一份都是独一无二，且经过修正的。


值得注意的是，不久的未来，在相关领域的实际应用中，你会发现，基础的技能应用，也就是我们常说的冰山模型中，冰山之上的部分，正在显得越来越不重要。你能做出什么样的成果，取决于你是否拥有足够丰富的想象力、足够大的脑洞。毕竟在没有成熟技术的支撑和没有长期的训练前提下，你的双手和嘴巴似乎无法帮你做到简单、直接地表达出大脑中的内容。这些可能将让 “视觉表达” 变成真正意义上的表达，而不像现在，它还仅仅是某些专业人士和艺术家的专属。


不过，问题是，在技术足够成熟的那一天到来时，你如何分辨，机器给出的结果是你想象的？它有没有可能是机器帮你做的决定呢？




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我在之前这个帖子（太空精酿：你现实中见过科技含量最高的东西是什么？）里回答了欧空局研究地球重力场和全球洋流的的GOCE卫星。

GOCE图片来自ESA宣传片
中间提到了它的测量精度相当于如果把它放在一艘万吨巨轮上可以感受到一片雪花落到船上时产生的加速度。依靠的就是它不可思议的静电重力梯度仪（Electrostatic Gravity Gradiometer）。
最近开会时无意碰到了欧空局对重力梯度仪提需求的甲方一位负责人，聊了聊发现它的精度还是被我曾经写的给低估了不少，就单独写一写也给自己做个学习记录好了。

来自欧空局和https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/g/goce
这就是重力梯度仪，它的原理其实就是在一定的距离上放置两个测量加速度的加速度计，通过它们之间的区别（梯度）来精确推演重力场。
这就好比是LIGO用来找引力波，得靠两个巨大的干涉臂来感知引力波的微小变化，甚至这也不够，还需要在华盛顿和路易斯安娜这两个距离3000千米的城市中同时测量。这种思路探测引力波收获颇丰，比如就得了2017年的诺贝尔奖。


而GOCE重力梯度仪的这个“臂”仅有0.5米，如果测量超高精度，要求就非常高了。
GOCE重力梯度仪的一些关键数据吓死人。

它的感知精度在

                               
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,地表的引力在

                               
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左右，一万亿分之一的重力精度！它的臂要求极高，是用碳纤维拼接成的碳纤维矩阵加工而来，以造成完全各项同性的变化，碳纤维毕竟在长度和宽度方向上有所不同；不管卫星表面处于正负上百摄氏度的怎样温度变化，内部要绝对控温，200秒钟内的温度稳定性要不超过0.01摄氏度，尽力减少温度导致的变形；加速度计上的敏感质量（由铂铑合金制造而来）距离变化测量精度要求做到实时60纳米，大概是人类头发直径的1000分之一；敏感质量的控制肯定不能靠机械了，需要依赖仪器产生的静电场，形成一个笼子把它们关起来；3分钟内一对加速度计距离的测量误差平均值不允许超过1埃格斯特朗（Ângstrom ），埃格斯特朗是用来衡量原子半径的单位，1埃格斯特朗是0.1纳米；它可以测量三维方向，总共有3个臂6个加速度计，不是我们想象的从地心指向某点，所以是多维测量；要知道，这么高精度要求是在天上，中间火箭发射的巨大振动和干扰，都要幸存过去才行。

这个技术简直无情，上天之后直接将人类同样仪器的精度，提高了100倍以上，目前无人能超越，足够叫做黑科技了。
不过这货已经于2013年11月11日的午夜，大家在疯狂的剁手购物时，燃料用尽的它悄无生息地坠入地球大气，解体焚毁。
在它的任务周期内，所有科研目标均超出预期，可谓巨大的成功。

焚毁在地球大气中的最后一幕恰好被马尔维纳斯群岛附近的Bill Charter拍到


不过这种人类航天黑科技还有很多，
太空精酿：你现实中见过科技含量最高的东西是什么？
太空精酿：人类历史上有哪些疯狂的计划？
太空精酿：人类史上令人叹为观止的极限精度制造成果有哪些？


有时候看到这些航天领域的黑科技，无论研发的国别如何，总给人一种生而为人的骄傲。
不过也有例外，哈哈哈哈，
太空精酿：有哪些听起来高大上实际上很普通的东西？
太空精酿：关于美国「好奇号」火星车，有哪些有趣事情？
太空精酿：有哪些令人叹为观止的细节？


所以说，人类是世界上最伟大的生命，看看他们做出来的东西就知道了。

瞬间

字面意思上最黑的科技是vantablack，一种能吸收99.96%光线的材料。
这种材料由英国Surrey Nano Systems 公司研发，每平方厘米有着大约十亿个紧密排列成束状的碳纳米管，几乎可以捕捉一切照在表面上的光线。
99.96%的光线吸收率是初号机的战绩，它反射的光线已经完全无法被人眼识别，人眼甚至无法在涂了这种涂料的表面聚焦。
他们甚至推出了喷涂罐装，不过并没有这么黑。


左边是与右边相同的面具：
普通黑颜料和vantablack喷涂的面具：
只有转到侧面才能看出是不是平面：
这种颜料用于工业设计简直cool到爆炸！
黑到失踪的杯子：
秒变“纸片人”套装：
Anish Kapoor设计的黑洞表盘：
蝙蝠车（雾）：
看不见？看不见就对了！
总之我很希望这玩意儿能平民化，我想要一件这样的夜行斗篷……
请大家移步我的微博获取更多快乐，那边没有粉丝玩单机的我好卑V
《冰雪奇缘》里怎么有张春宫图？
伦勃朗教你如何把甲方气到脑中风（上）

hsinchuone

两年前，科学家们为一名7岁的叙利亚男孩进行了超大面积的换肤手术。这名男孩因一种可怕的遗传缺陷导致全身约80%的皮肤脱落，伤口无法愈合。所幸，再生医学的疗法最终改变了这名男孩的命运。
由于失去了80%的皮肤，男孩身上尽是无法愈合、甚至已经感染的伤口，只能依靠吗啡暂时缓解疼痛，这已经是其在德国的主治医生尝试过多种治疗方法未果后唯一的选择。这种罕见的遗传疾病名为大疱性表皮松懈症（EB），因基因LAMC2、LAMA3或LAMB3发生突变所致。这三种基因能生产层粘连蛋白，这种蛋白质能使皮肤的表层和真皮层粘连在一起。因此，不幸祸患此病的患者会因为极其微小的碰撞和摩擦而浑身长满水泡，以致破损溃烂。据资料显示，40%的患者会在患病1年内死亡。
主治医生曾想过从男孩的父亲身上取下部分皮肤进行移植，但因各种排斥反应方案以失败告终。作为最后的希望，医务人员不得不向意大利科学家——再生医疗领域的先驱Michele  De Luca求助。Michele领导的团队曾在实验室条件下成功将基因编辑后的皮肤再次移植至部分躯体，比如腿部的一小部分皮肤。“但如此大面积的换肤手术，还是第一次”，Michele心里也很忐忑，“患者几乎失去了所有的表皮。”
首先，医生取下一小部分男孩身上尚存的正常皮肤作为样本，利用基因编辑技术在皮肤细胞核中修正LAMB3基因。由于皮肤中有对应的干细胞，我们的皮肤表皮一直在不停地更新，大概每个月就能完全更新一遍，医务人员正是利用这一点，在实验室中通过小部分的表皮样本，再生出了足够换肤术所用的皮肤。2015年秋天，在经历了两场手术之后，新的表皮终于被成功地移植至男孩的身体，如同拼布一般包裹住了患者的整个躯体。一个月之后，植入的表皮就和更深层的皮肤融为一体。
两年过去了，我们不仅等来了论文，还迎来了另一个好消息：到目前为止，男孩的皮肤十分健康，已经回到学校上课，甚至还能参加课外活动踢足球。如果因意外皮肤受伤，也能同正常人一样自己愈合。
但是，研究人员同时指出，利用基因编辑修正皮肤细胞也有潜在的风险，比如有可能增加患皮肤癌的风险。因此，这种再生治疗是否能长期安全有效还需进一步经受时间的考验。但科学家们坚信，这种治疗方法一定会在将来治愈更多的严重皮肤问题。
基因编辑在广义上属于包括转基因在内的基因修饰技术。除了体外培育基因修饰过的皮肤外，近日美国加州大学旧金山分校还完成了首次体内编辑治疗，通过病毒运载锌指蛋白和正常基因进入肝部，治疗一位亨特氏综合征患者。
该疗法如果能证明成功，今后的基因治疗将不在需要体外编辑培养细胞，而是可以直接编辑人体自身细胞。那时，基因疗法或许会成为常规的医疗技术。
文章来源/The Guardian
参考链接/https://www.theguardian.com/science/2017/nov/08/scientists-grow-replacement-skin-for-boy-suffering-devastating-genetic-disorder
http://www.iflscience.com/health-and-medicine/scientists-replace-80-percent-of-boys-skin-with-epidermis-grown-in-lab-saving-his-life/

秀丽37

世界上最快的摄像机可以让你看到光的运行。

试验场景是这样的：一小段激光脉冲从左边进入水瓶，高速摄像机记录下激光在水瓶中运动的过程。

图片来自https://youtu.be/Y_9vd4HWlVA
如果你看不到Youtube上的视频，可以试试TED：万亿分之一秒摄影（能拍摄光运动轨迹的逆天技术）_数码_科技_bilibili_哔哩哔哩。
这种摄像技术叫做飞秒照相，出自麻省理工学院的研究人员之手。成像速度达到骇人听闻的每秒1万亿帧。仔细算算你可能会发现一个问题：光在真空中的速度是每秒3 x 10^8米，那么在摄像机产生一幅图片的时间内，光在真空中也只能走0.3毫米。为了生成一幅图像，摄像机需要进行大量的电子或机械操作。这样看来，莫非这个摄像机可以超光速运行？
还有一个问题：高速摄影中，每一幅图片曝光时间都非常短。在1万亿分之一秒内，摄像机接收到的光微乎其微，远远不足以生成一幅图片。
飞秒照相技术确实玩了一个小花招来避免上述问题。你看到的视频好像是一小段激光穿过水瓶的过程，但实际上，他们向水瓶发射了上百万次激光脉冲，录制了上百万段视频。当然，每一段视频包含的信息量极少，无法观看。然后电脑把所有视频合成为一个，集合了所有视频中的信息。所以，摄像机不需要超光速运行（虽然摄像机的速度确实很高），错过了几帧也没有关系，下一次总会抓住的；每一帧光线太暗也没有关系，把一百万个视频合起来亮度就够了。
这项技术还有一些匪夷所思的应用，比如可以看见躲在墙角的人。

图片来自https://www.slideshare.net/cameraculture/raskar-ted-global-2012-femto-photography
在上图的场景中，摄像机不能看见屋里的人。于是，摄像机向门的不同位置发射多次激光脉冲。光子从门上发射，走向不同方向。有少量激光会落到人身上，再次反射。部分激光会再次落到门上。其中少数比较走运的光子会进入摄像机的镜头，被摄像机看到。摄像机通过分析接收到光子的时间，大致判断目标在屋里的什么位置。
经过上百万次激光脉冲和成像，摄像机就能建立起一个大致的三维模型。

图片来自https://youtu.be/Y_9vd4HWlVA
飞秒照相技术发表于2012年。从此以后，其他研究机构纷纷跟进，成像速度也得到了突飞猛进的发展。现在的最高纪录为瑞典隆德大学保持：每秒5万亿帧。