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長得像巧克力的「細菌電池」:成本低可摺疊,功率還能變

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從國外媒體 New Atlas 了解到,紐約賓漢頓大學(Binghamton University)近日專門為偏遠地區研發出了一款低成本、便攜式、可降解的電池。這種依靠細菌驅動的燃料電池,外型還和巧克力有些相似。

▲ 外型是不是有點像巧克力? 據了解,紐約賓漢頓大學團隊是在對這款電池進行了一年多的改造調整後,才讓它面世的。起初它只是一個類似火柴紙板的簡單設備,現在已經變得足夠靈活,可以多次摺疊,更像是忍者飛鏢。更重要的是,電池的功率還會根據摺疊程度的不同而產生改變。 在最新版本中,研究人員將電池的陰極上使用硝酸銀帶,取代先前版本的噴塗式鎳鍍液,並且在硝酸銀帶上塗上了一層薄薄的蠟。而電池陽極是由裝有細菌的水製成,被放置在一個由導電聚合物打造的容器裡面(這些材料都是很便宜易得的)。據悉,電池的陰極和陽極分別被放到層析紙的兩端。當電池(層析紙)開始摺疊之後,就會形成電路,微生物會在其中進行供電。 此外,細菌電池被摺疊成不同形狀後所產生的功率和電流都會不同。舉個例子,當 6 個為一組的電池組按照 2×3 的比例進行折疊時,它就會產生 31.51 微瓦特的電功率和 125.53 微安的電流。當它被摺成 6×6 樣式的時候,就會產生 44.85 微瓦特和 105.89 微安。當然,這些數字也許還不能讓我們的智慧手機快速充滿電,但是已經足夠為一些低能耗的生物傳感器充電,比如一些監測糖尿病人血糖情況的儀器。 在一些偏遠地區,或者是戰爭、緊急環境下,這種低成本、材料易得、可降解又便捷性高的實用電池是非常受歡迎的。「透過這項研究,我們可以用微生物將任何一種可降解物質,比如廢水等,用於短暫性發電上。這在資源有限的地區非常管用。」賓漢頓大學的首席研究員 Seokheun Sean Choi 表示。 目前,這項研究報告已經發表在《Advanced Materials Technologies》期刊上,該團隊還將在 2017 年 1 月的 IEEE MEMS 大會上展示這種新型電池。

台灣核心、美國感測、法國技術,法國 NAVYA 無人駕駛電動車艾爾馬將在台進行測試

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來自法國的無人駕駛電動車 NAVYA 打造的第二代自動駕駛無人小巴士 ARMA 艾爾馬,由台灣合作夥伴"喜門史塔雷克( 7Starlake )"引入台灣,並且將於台灣投入營運,首先將會由高雄市試營運,預計在 2017 年 10 月舉辦的" 2017 生態交通全球盛典"活動進行推動艾爾馬無人駕駛用於各應用場域的接駁,預計將在住宅區交通示範區"哈瑪星接駁服務計畫"、工業區、亞洲新灣區,透過艾爾馬作為最後一哩接駁服務。
雖然 NAVYA 屬於法國集團,不過艾爾馬也結集的世界級的技術為其提供自動駕駛,作為核心部分的無風扇電腦系統供應商是由台灣 STACKRACK 所打造的工規級電腦 SR10M 以及影像處理系統 SR200 ; SR10M 是基於 Haswell 架構的 Core i7 搭配 QM87 晶片平台,至於 SR200 影像處理系統則是基於 NVIDIA GT730M 。 另一個關鍵則是由美國 Velodyne 所提供的光達 LiDAR ,雖然 Velodyne 是以音響業務起家的企業,不過將相關技術應用在光達應用,其 3D 光達可達到 2 公分的精度,並具備 0.09 度的角度解析度,而每 0.4 度就具備一個掃描層,可達到 360 度範圍。 艾爾馬則是以 Level 5 層級的無人駕駛小型巴士,聲稱比起目前檯面上的諸多自動駕駛技術層級更高,表示不少標榜自動駕駛的車輛多停留在 Level 2 的輔助層級,但 NAVYA 的艾爾馬則是一開始就以真無人駕駛為目的所開發;艾爾馬只要經由工程師造訪路線並繪製 3D 地圖,即可進行指定路線規劃,艾爾馬就可照路線進行自動駕駛,同時藉由大量的感測器躲避障礙物、行人等,同時乘客也可透過裝置在指定地點進行叫車,而艾爾馬亦可使用顯示器與燈光與車輛、行人互動,車上的乘客也可藉由喇叭與監控中心互動。 你或許會喜歡

機光鈣鈦礦太陽能電池 轉換效率高

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機光鈣鈦礦太陽能電池 轉換效率高 2016-12-12 22:03:39 經濟日報 陳華焜 機光科技公司推動鈣鈦礦有機太陽能電池與材料開發計畫,歷經7年研發投入,成功研發出新穎且高功率轉換效率的鈣鈦礦太陽能電池材料,有效增加轉換效率與壽命,能量轉換效率高達18%,較2009年開發時的3.8%的能量轉換效率大幅成長。
機光科技公司推動鈣鈦礦有機太陽能電池與材料開發計畫,歷經7年研發投入,成功研發出新穎且高功率轉換效率的鈣鈦礦太陽能電池材料,有效增加轉換效率與壽命,能量轉換效率高達18%,較2009年開發時的3.8%的能量轉換效率大幅成長。 機光科技/提供分享
機光科技研發團隊在有機發光二極體(OLED)材料及有機太陽能電池(OPV)材料上合成經驗豐富,全世界已擁有上百篇專利。並於今年全力開發新穎性鈣鈦礦太陽能電池材料,包括新穎性的主動層、電子傳導層與電洞傳導層材料,並積極申請材料專利。 鈣鈦礦太陽能電池材料擁有優越的轉換效能且製程穩定,躍升為太陽能電池中最具潛力的新興材料。 機光科技研發團隊將持續開發新型的鈣鈦礦太陽能電池材料,並努力將此新穎性材料應用於大面積(10cm×10cm)鈣鈦礦電池,期進一步提升大面積鈣鈦礦太陽能電池的效率與壽命。 機光科技此項研發成果,可使臺灣企業充分掌握鈣鈦礦太陽能電池材料技術,並帶動國內產業發展,促使鈣鈦礦太陽能電池商品普及化,也將令臺灣於國際鈣鈦礦太陽能電池材料技術上更具競爭力。

用汗水來收集「人體巨量資料

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不同於傳統的可穿戴裝置,一種新開發感測器將人類的汗液設定為一種收集與探測更精確、更具洞察力之生理資訊的手段。 美國加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)的電子工程暨資訊科學教授Ali Javey,總是喜歡把他的團隊正在進行之可穿戴式電子研究專案稱為「人體巨量資料(big data of the human body)」 今日的可穿戴式感測器已經能追蹤使用者的身體活動與生命徵象,但Javey在近日於美國舉行的2016年度國際電子元件會議(IEDM)上發表他的研究團隊成果「可穿戴式汗液生物感測器(wearable sweat biosensor)」時指出:「沒有人能以分子(molecular)水準監測個人健康狀況。」 市面上已經有許多不同的可穿戴式裝置,如Fibit、Misfit、Apple Watch以及各種血糖儀等等,這些「智慧醫療」裝置似乎與現實世界僅距離一步之遙,顯然各種無所不在的無線技術以及運算技術,已經能增強針對每一位病患的監測。 然而,如同在同一場會議上德州儀器(TI)研究團隊發表「省電智慧可穿戴式裝置電路與系統(Circuits and Systems for Energy Efficient Smart Wearables)」論文時表示,資料擷取(data acquisition)仍然是最大的挑戰;為此各家廠商爭相開發超低功耗、軟性、印刷式電子元件,以催生能持續監測使用者健康狀況並能以非侵入式方法即時擷取人體資料的裝置。 在今年IEDM發表的多篇論文,就是關於軟性與印刷式電子元件技術;所提出的方案從高性能的軟性CMOS電路與感測器(由日本大阪府立大學發表)、省電多模式生物感測技術(TI發表),到RFID與醫療貼片應用之軟性金屬氧化物薄膜電晶體電路(IMEC發表)。 而Javey的團隊所發表之「可穿戴式汗液生物感測器」論文特別出色,因為該團隊探討了「以廣泛的汗液生物標記頻譜監測人體」。
圖片來源:IEDM 不同於傳統的可穿戴裝置,Javey團隊將人類的汗液設定為一種收集與探測更精確、更具洞察力之生理資訊的手段;他表示:「我們選擇汗液的原因,是因為那是最容易取得的體液。」 值得注意的是,汗液分析並不是新概念,已經有各種汗液生物標記被開發,用以定義人體健康狀況;Javey解釋,例如在運動領域,人們通常會以…

可提供穩定工業級量測的隔離技術

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可提供穩定工業級量測的隔離技術  目錄概述了解隔離功能隔離需求建置隔離功能的方式類比與數位隔離結論
1. 概述 電壓、電流、溫度、壓力、應變與流量等量測,均屬於工業與製程控制應用的一部分。而這些應用所在的環境,往往並存著高電壓、暫態訊號、共模電壓,以及不時變動的接地電位,可能損害量測系統並影響量測精確度。為了克服這些難題,針對工業應用所設計量測系統,往往會利用電子隔離功能。 此篇技術文件將說明類比量測的隔離功能、解答常見的隔離問題,並提供不同隔離技術的相關資訊。 回到頂端
2. 了解隔離功能 針對可能暴露於高電壓1 環境中的感測器訊號,隔離功能可透過電子方式,從量測系統的低電壓背板中隔離出訊號。 隔離功能可提供多項優點,包含: 避免使用者、昂貴設備與資料接觸到瞬變電壓 (Transient voltage)。提升抗擾性 (Noise immunity)移除接地迴路提升共模電壓抑制 具隔離功能的量測系統,亦針對類比前端與系統背板配備獨立的接地機板,以區隔感測器量測作業。隔離式前端的接地連結為浮動針腳 (Floating pin),可透過與接地相異的電位 (Potential) 進行作業。圖 1 即為類比電壓量測裝置。隔離功能抑制了感測器接地與量測系統接地之間的共模電壓。 此可避免接地迴路於感測器線路上形成或移除任何雜訊。 圖 1. 組間 (Bank) 隔離的類比輸入電路
1高電壓即是大於 30 Vrms、42.4 Vpk 或 60 VDC。 回到頂端
3. 隔離需求 與下列情況相關的量測系統,均應考慮使用隔離功能: 關閉鄰近的高電壓具暫態電壓的工業環境具共模 (Common-mode) 電壓或浮動接地電位 (Fluctuating ground potential) 的環境因工業馬達而造成的電子雜訊環境必須避免由量測系統所傳送電壓突波的任何應用
工業級量測、製程控制,與汽車測試應用,往往充滿了共模電壓、高暫態電壓與電子雜訊。而具備隔離功能量測設備,則可於此種嚴苛環境中進行穩定的量測。 而針對直接接觸病患的醫療設備,隔離功能更可有效阻絕設備所產生的暫態電流。

根據電壓與資料傳輸率的需要,亦有多個選項可進行具隔離功能的量測作業。筆記型電腦、桌上型電腦、工業級電腦、PXI、單板式電腦與 CompactPCI 均可使用插卡式介面卡,用以內建隔離或外接訊號處理功能。 亦可透過可程式化自…

日本研發出新型光碟 一張容量可抵400片藍光

日本產業技術綜合研究所(產綜研)與大金工業日前宣布,共同開發出新型光碟,大幅提高光碟的儲存容量與速度,估計這種新型光碟的容量可達10TB(10240GB),未來可望將其商用化,並應用於長期資料保存領域。 根據《日本經濟新聞》報導,產綜研與大金工業合作開發出新型光碟,雖然光碟本身可以藉由活用增加記錄層的方式,來擴大儲存容量,不過,由於光碟多層化就會使得光碟記錄材料發生感光度不足的問題,必須反復利用雷射光進行照射,這就限制了光碟的記錄或讀取速度。 針對這一點,日本的研究人員,採用了多級光子吸收技術,提高了對記錄介質的感光度,縮短了雷射光照射的時間,讓光碟的讀取速度可以從原來的100奈秒的照射,縮短至8奈秒,相當於達到了100Mbps的寫入速度,是目前藍光光碟的3.5倍。 另外,目前新開發的技術已經可達到DVD等級的記錄密度。但只要將記錄密度提高到藍光光碟水準,便可利用100μm厚的記錄層來達到50層,總計1.25TB容量的記錄,而從這新型光碟的透過特性來看,預估可達到800μm厚記錄層的水準,有望達到400層紀錄層,總計10TB容量的超多層光碟,1張相當於現在400片藍光光碟。 產綜研已經開始向其他企業發起邀請,共同為這種高容量光碟的商用化進行投資,以及開發對應的周邊,包含光碟機開發等,如能達商業化,光碟還可省去HDD及磁帶等原稿儲存媒體所需之空調及數據轉移處理,可望將耗電量及二氧化碳排放量減少約4成,達到節能省碳。

2017 年 IT 界重要預測

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達科 (Dimension Data) 公布 2017 年 IT 界重要預測,指出市場對數碼科技的關注預計仍是未來 12 個月 IT 的關鍵趨勢。他們亦認為,容器 (Container)將會更加普及,AR 和 VR 技術亦會邁向 B2B 。
達科首席科技總監 Ettienne Reinecke 表示,數碼科技其實是利用網絡、數據中心、應用程式以及其他基礎建設等 IT 元素,建構真正以客戶為中心的商業模式,有關部署可以採用內部或雲端型式。他說:「如今已沒有數碼策略這回事,只有數碼世界裡的策略。雖然數碼時代為某些企業帶來了一定的不確定性,但也敞開了迎接各種振奮人心的可能性的大門,開啟了一個擁有無限潛能的時代。」 Reinecke 認為,數據與元數據的擁有權和存取權是個極其重要的主題。他解釋說:「明年,對數據和元數據的控制及擁有權將成為討論話題,甚至是爭論點。這是因為數據和元數據相當於『金沙』,企業可利用這些『金沙』來收集有關客戶行為的豐富見解。此外,有了元數據,企業還可以識別具體的行為模式,發掘商業情報,並作出有見地的業務決策。」 因此,企業對其元數據的保護意識越來越強,對存取者的身分也越來越警惕。Reinecke 補充:「企業不僅會出於法規遵循的考慮,才想擁有對數據的控制權和擁有權,它們還希望用元數據來進行分析。我們認為這會讓企業與雲端服務供應商之間展開一些有趣的探討。例如,如何定義擁有權的界限,特別是對元數據而言。就這個問題,估計各方之間會出現拉鋸現象。」
達科還預測了以下其他 2017 年的 IT 界趨勢: 智能推動網絡安全預測效能的發展 網絡犯罪是筆大買賣。過去幾年,網絡犯罪分子利用更先進的技術,將很多非法所得的資金重投到更尖端技術的研發當中。儘管網絡安全界持續創新,但大部分努力仍屬於被動回應。網絡安全的可預測性 (而非主動性) 將增強。
機器開始融入未來的工作場所 新生代開始在工作上展露頭角,不過他們不是千禧世代,甚至也不是 Z 世代:他們,是機器。不久將來,全像攝影、擴增實境(AR) 和虛擬實境 (VR) 便會從 B2C 轉向 B2B 模式發展。此外,在接下來的兩三年裡,這些技術將推動工作場所發生根本性的改變。
物聯網將兌現大數據承諾 物聯網將兌現大數據承諾。主要拜物聯網 (IoT) 所賜,越來越多的大數據計畫將在一年內經歷多次更新。這是因為物聯網能夠讓企業檢…

網眼智能科技把AR技術應用在工地上

「作整合、作服務,如果只是比價,就不要玩了。」成功打進大陸國企生意的深圳市網眼智能科技創辦人程敏峰,從創客變為創業者,在大陸市場,有能力就會有伯樂,他找到新的物聯網應用,也開拓出小團隊也能接大生意的新路徑。 台灣有很多工程師想創業,但常止步於空有想法,沒有實踐、沒有資金,更沒有揮灑的市場舞台,像是目前看似很火爆的物聯網、雲計算,或是VR或AR,到底怎麼「變現」、創造出新的商業模式,兩岸的青年創業者都在苦惱。 程敏峰在台灣時做的是智能家居,但他到了大陸,發現市場很亂,所以立刻轉變思維,改作「智能工地」。以4個人的團隊,作出相關的軟硬體,除了一般的工地智慧化管理,包括操作人員出勤、環保、工安、能源管理等,並從工地的設計圖就開始作系統整合。 系統整合宛如透視眼 利用GPS和AR技術,後續就能通過APP掃描和定位建築物的方式,直接3D模擬作質檢與修正,後續也可以用掃碼,看出牆壁內出問題的管線,結合物聯網,若監測到流量異常,甚至可以用APP關掉漏水的電子閥;而利用AR技術,就像是有透視眼,看到內部、處理問題。 他這套系統成功打進大陸的中建三局第一建設工程有限責任公司,近來建設的珠海橫琴國際金融中心大廈項目上,就使用他研發的智能工地系統,為此,他幾乎是住在工地裡,隨時跟工人、設計師與專家們,把每個細節的需求搞清楚,然後不斷進化系統。 現在很流行互聯網、雲端與大數據等議題,但工程師不能只是坐在房間裡埋頭設計,因為實際操作的數據,只有真正在第一線的業者才瞭解,能否彼此配合、整合資源與平台,才是物聯網能實際「上路」的方式。

鑽石核能電池 恆久遠的供電力

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鑽石核能電池 恆久遠的供電力 「鑽石恆久遠」是一句經典的廣告詞,表現鑽石無匹的強度使它歷久彌新。不過鑽石所打造的電池也一樣有著極為長久的續電能力, 使用5000年電量才會掉一半。 英國布里斯托大學(University of Bristol)的研究團隊試著利用放射性同位元素來做電池能量源,外頭包覆著一層人造鑽石,同時成為電流迴路,也可以利用鑽石的強度來阻擋放射線,一舉兩得。 這電池可連續用20年又安全 但你敢用嗎? 這種電池不是以化學能來發電,也不是發電機的作用,而是利用射線電池(Betavoltaic device)的原理。核物質釋放的貝他射線(β-ray)被人造鑽石吸收後,就會形成小小的電流。目前研究團隊是用鎳63作為放射源,因為鎳63就是典型的貝他射線放射源,但是它的產量很少,不適合大量應用。所以研究團隊希望用碳14為核心。研究團隊主持人湯姆史考特教授(Tom Scott )說:「我們計畫以核廢料物質來做電池核心,既能處理核廢料,還能轉換成更好的用途,而碳14就是我們的目標。」 在科學領域上,碳14是個常見的名詞,它稀少的存在於自然界中,生物體內都有固定數量的碳14,因此常常做為歷史定年工具,可以定年到10萬年之間的化石與遺物。 但是碳14也會從提煉核武的過程中產生,主要是石墨式反應器的副產品,英國在冷戰期間,大量製作核武的時間裡,產生了9.5萬石墨塊。石墨就是晶格形狀不同的碳,因此這些石墨塊裡,就會連帶產生大量的碳14。要是能精煉出純萃的碳14,並且包覆在鑽石裡,就能形成一枚鑽石外殼的核電池。 尼爾福克斯博士(Dr. Neil Fox)說:「貝他射線(β-ray)如果與裸露的皮膚接觸,確實會產生緩慢的輻射傷害,但是鑽石是人類已知的最堅硬物質,因此它的高密度可以擋住所有貝他射線。」


用鑽石做外殼的鑽石電池,既供電,又保值。(圖/布里斯托大學) 不過由於碳14所製成的電池的功率並不高,目前估計,一公克的碳14鑽石核電池,僅能在一天內提供15焦耳,還不到一枚3號電池的量。但是它的使用時間極長,需要5730年才會使功率衰退一半,而這種歲月已超過許多人類文明的存在時間了。史考特教授補充說:「我們認為,鑽石核電池是使用在低耗電與長時間使用的電子設備中,比如人工器官、太空人造衛星、高空無人飛機,甚至行星探測船等。」

布里斯托大學介紹的鑽石電池原理。 當然,即使技術上可行,在…

優化通訊架構, 網路交通不打結

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優化通訊架構, 網路交通不打結——芬蘭新創Wirepas 物聯網 by 
 盧諭緯 2016.11.30
穩定的網路環境是物聯網的基礎,Wirepas打破以中心節點的星狀網路模型,改為分散式的架構,確保整體物聯系統的自動化與即時性。 在各方勾勒美好的物聯世界中,很關鍵的部分就是傳輸網路必須可靠且穩定的運作,才能讓物件所蒐集到的資料訊號進行相關的傳輸交換,這個由芬蘭坦佩雷科技大學(Technical University of Tampere)研究單位所獨立出來的公司,正是提供這樣的解決方案,將傳統以中心節點的星狀網路模型,改為分散式的架構,當網路中一個節點出現故障時,網絡會自動連結讓其他節點與物件接入,優化平衡節點間的網路數據流量,並且適應運行環境的變化,以確保整體系統的自動化與即時性。 「感測器市場相當成熟,且大型公司具有量產能力,小公司必須思考自己的生存之道。」Wirepas行銷暨溝通副總裁賽巴斯欽.林寇(Sebastian Linko)說,公司的團隊最早是在校園內鑽研無線電技術,2000年時拆分出來,2010年時投入研發感測器與相關硬體,兩年前才轉型專注在網路通訊協定技術,向IC設計公司、感測器公司及IT顧問公司提供模組化的解決方案。
感測器市場相當成熟,且大型公司具有量產能力,小公司必須思考自己的生存之道。 Wirepas行銷暨溝通副總裁林寇
林寇解釋,通訊協定就像是交通規則,決定哪些交通工具該如何通過,在傳統架構的星狀架構中,很像是飛機有固定航道,如果轉移改變,必須經由中央塔台確認放行,但如果塔台出現狀況,可能就會造成空中交通大亂,而分散式的架構,就像是飛行的雁群,它們之間雖有領頭雁,但卻可以隨時補位,且行進方式及方向會參考周遭同伴的反應,而非單獨一隻做中央控制,「如此可以省下基礎網路的建置費用。」 公司目前在巴西、韓國、法國與美國都設有據點,9月又再度獲得400萬歐元的投資,總計今年募資金額達1千萬歐元。「目前必須都採用我們的方案才能彼此溝通,因此我們正努力拓展市場,以成為市場主要標準技術。」 進攻IoT 3大關鍵多年無線電傳輸技術開發經驗採用分散式網路架構可確保系統自動化與即時性Wirepas
成立時間│2010年
執行長│泰普.漢米亞(Teppo Hemiä)
業務範疇│將傳統以中心節點的星狀網路模型,改為分散式的架構,優化平衡節點間的網路數據流量…