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2023年

3月31日

前言

在这里，

为你提供最新的科研资讯，

实验与热点你缺一不可！

1、哪张图是真人？自动检测工具来了

下面四张图只有一张是真人，其它都是Midjourney画的，你能猜出是哪张吗？

日前，Midjourney公司发布了第五版商业AI（人工智能）图像生成服务（以下简称Midjourney V5），颇受网友关注，该公司设计师Adam fard在社交媒体上留下上述无奖竞猜题。

“稍等，我先预约下眼科”“Midjourney顺便帮我生成一双眼睛吧”……网友们的摆烂式回复不约而同地暗示——人类的肉眼似乎已经无法抵御AI的魔法攻击。

然而，中科睿鉴技术团队很快就给出了正确答案——只有小女孩是真人！中科睿鉴成立于2020年，其核心成员来自中国科学院计算技术研究所数字内容合成与伪造检测实验室，长期深耕虚假伪造检测技术的研发。

“睿鉴图灵”针对Midjourney生成内容的检测结果

“打败魔法还得是魔法本身，反制AI还得靠AI。”中科睿鉴技术总监金志威向《中国科学报》介绍，技术团队开发的图像生成内容检测工具“睿鉴图灵”可以针对Midjourney生成内容检测结果。

金志威告诉《中国科学报》：“新的伪造生成技术一经面世，通过微调，就可在基座模型基础上针对性地迅速分化出相应的检测模型。”

数据的生成与检测互为对抗，也互相促进。如何精确、高效地“喂饱”模型、“喂好”模型，是让模型“成长为专家”的另一个关键。为此，中科睿鉴技术团队将数据生成的过程进行集成，研发了一个全自动化的数字内容生成平台。

此次，针对Midjourney V5的对抗式AIGC内容（利用人工智能技术来生成内容）检测模型训练框架，中科睿鉴技术团队在历时数月的训练数据准备阶段，基于多模态生成模型底座复现了十余种扩散模型，最终生成了TB级的高质量数据。

“我们当前整体使用的训练算力，相当于100张英伟达A100训练3个月。”金志威透露，未来中科睿鉴将通过算法突破、产品创新、系统搭建实现更多“必杀技”，打造新时代互联网数字内容安全基础设施，用技术让世界更可信。^<1>

2、结合两项诺贝尔奖，新型微芯片问世

荷兰代尔夫特理工大学的物理学家首次将两项诺贝尔奖获奖技术结合在一起，在微芯片上创立了一项新技术。

这种微芯片可以高精度测量材料的距离，例如水下或医学成像。由于该技术使用声音振动而不是光，因此适用于不透明材料中的高精度位置测量。这可能会引领监测地球气候和人类健康的新技术。

微芯片主要由一块形状像蹦床的薄陶瓷片组成。这种“蹦床”上有孔，以增强其与激光的相互作用，厚度是头发的千分之一。如果用简单的激光束对准它们，“蹦床”的表面开始剧烈振动。

通过测量振动表面反射的激光，研究小组注意到一种梳状的振动模式，这是他们以前没有见过的。他们意识到，蹦床的梳状特征可以作为精确测量距离的标尺。

这项新技术可以利用声波测量材料的位置。其特殊之处在于，不需要任何精密硬件，因此易于生产。

“只需要插入一个激光器，而不需要其他任何东西——不需要复杂的反馈回路或调整某些参数。这使其成为一种非常简单和低功耗的技术，更容易在微芯片上小型化。”论文通讯作者Richard Norte说，“一旦实现，我们可以把这些微芯片传感器放在任何地方，因为它们体积很小。”

这项新技术基于两种不相关的诺贝尔奖获奖技术，即光学捕获和频率梳。“这两个概念通常都与光有关，但没有任何真正的重叠。我们将它们独特地结合在一起，创造了一种基于声波的易于使用的微芯片技术。这种易用性可能会对人们如何测量周围的世界产生重大影响。”Norte表示。

当研究人员将激光束对准微型“蹦床”时，他们意识到激光施加在“蹦床”上的力会在“蹦床”膜上产生泛音振动。

Norte解释说：“这些力被称为光学捕获，因为它们可以利用光将粒子困在一个点上。这项技术在2018年获得了诺贝尔奖，能使我们极其精确地操纵最小的粒子。”

“光学频率梳于2005年获得了诺贝尔奖，在世界各地的实验室中被用于非常精确的时间测量和距离测量。”Norte说，“我们制作了一个声学版本的频率梳，由膜中的声音振动代替光。声波频率梳在通过不透明材料时比光波传播得更好。”

这项技术可以用于水下精确测量、医学成像和量子技术等。^<2>

3、基于碳化硅色心的高压原位量子磁探测实现

近日，中科院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员刘晓迪等与中国科学技术大学教授李传锋、教授许金时、研究员王俊峰（现四川大学）等合作，在国际上首次实现了基于碳化硅中硅空位色心的高压原位量子磁探测。该技术在高压超导及磁性材料领域具有重要意义。

基于碳化硅对顶砧的硅空位色心实现高压原位磁探测的渲染图

目前高压技术已经广泛应用于许多领域，包括物理学、材料科学、地球物理和化学等。近年来高压下氢化物体系实现了近室温超导，引起了极大的关注。然而，原位高分辨磁测量一直是高压科学研究的难题，并制约着高压超导迈斯纳效应和磁性相变行为研究的进展。 

针对这一难题，研究团队对碳化硅色心自旋体系进行研究，发现碳化硅色心可以用于高压磁探测研究。进一步地，研究团队加工了碳化硅对顶砧，替代了常用的金刚石对顶砧，在碳化硅砧面上通过离子注入产生浅层硅空位色心，并利用浅层色心实现高压下的原位磁性探测。碳化硅中的硅空位色心只有单个轴向，由于其电子结构的特殊对称性，该色心电子自旋的零场分裂对温度不敏感，能够很好地避免金刚石NV色心在高压传感应用中的多轴向谱图难解析和温变问题。 

利用金刚石对顶砧产生高压环境，并进行碳化硅双空位缺陷高压下的光学和自旋性质的研究

不同压力双空位PL6缺陷的光探测磁共振峰，且利用该缺陷对钕铁硼Nd2Fe14B材料的压致磁相变进行探测

研究团队研究了硅空位色心在高压下的光学和自旋性质，发现其光谱会发生蓝移，而且其自旋零场分裂值随压力变化很小，远小于金刚石NV色心的变化斜率14.6 兆赫兹/吉帕，这将有利于测量和分析高压下的光探测磁共振谱。基于此，研究组通过硅空位色心光探测磁共振技术观测到了钕铁硼磁体在7吉帕左右的压致磁相变，并测量得到钇钡铜氧超导体的临界温度-压力相图。

该实验发展了基于固态色心自旋的高压原位磁探测技术。相对于金刚石，碳化硅材料加工工艺成熟，可大尺寸生长和制备，价格便宜，其制备的压砧在低压区可以提供更大的样品体积。在这些碳化硅压砧中集成磁传感器为高压超导磁探测以及磁性材料相变研究提供了一个优异的研究平台。^<3>

4、奥地利团队研制出可充电的氧离子电池 

奥地利维也纳工业大学的研究团队日前用氧化物陶瓷制造出一种可充电的氧离子电池，其成本相对较低，使用寿命长，适合需要大规模储存电能的场合。

维也纳工业大学日前发表新闻公报说，一些氧化物陶瓷既能传导离子也能传导电子，已用于制造燃料电池等发电装置。该校研究团队以这类混合导电陶瓷材料作为电极，研制出储能用的电池。它依靠氧离子在电极之间来回运动产生电流，就像锂离子电池依靠锂离子的运动那样。

这种氧离子电池不含可燃材料，排除了火灾风险。使用过程中流失的氧可以通过辅助电极直接从空气中补充，让储电能力不断“再生”，实现超长的使用寿命。相关论文即将发表在美国《先进能源材料》杂志上。

研究人员表示，该新型电池的能量密度比锂离子电池低，不适用于智能手机和电动汽车等产品，但其储电能力可维持长时间不衰退，对工业储能有实用价值，例如储存风力发电产生的电能。此外，该电池不需要使用稀少、昂贵的材料。目前研究团队制造的原型电池含有稀土元素镧，将来可望用更廉价的材料取代，相关研究已在进行中。^<4>

5、国际原子能机构实地证实利比亚失踪天然铀已找到   

国际原子能机构本月15日说，核查人员发现利比亚先前申报存放于塞卜哈地区一处地点的约2.5吨天然铀不翼而飞。控制相关地区的利比亚东部武装“国民军”16日称，失踪天然铀在距先前存放地点大约5公里处被找到，可能被邻国乍得的分裂势力武装误认为武器弹药而偷走。25日，核查人员已经实地证实，利比亚南部一处存放设施先前失踪的天然铀已经找到。

这批失而复得的天然铀可追溯至利比亚前领导人穆阿迈尔·卡扎菲执政时期。美联社援引专家的说法报道，天然铀未经浓缩处理不能直接用于能源生产和武器制造，但如果掌握相关技术和设备，每吨天然铀能够提纯成约5.4公斤武器级铀。

卡扎菲执政时，美国等西方国家担忧利比亚支持恐怖主义、发展大规模杀伤性武器，对利比亚实施制裁。2003年，利比亚与美国、英国就大规模杀伤性武器问题多次秘密谈判，于同年12月正式宣布自愿放弃研发大规模杀伤性武器，并接受国际社会核查。

卡扎菲政权2011年在西方军事干涉下被反对派推翻后，利比亚陷入动荡分裂。^<5>

2020年6月3日拍摄的利比亚的黎波里国际机场

6、含氚放射性水再次泄漏 一核电站关停维修

美国卓越能源公司位于明尼苏达州的一座核电站2022年11月底向监管部门报告泄漏大量含氚放射性水。该公司日前宣布，近期监测又发现新的含氚放射性水泄漏，决定关停该核电站，并对其进行维修。

卓越能源公司去年11月底报告，该公司位于明尼苏达州蒙蒂塞洛市的核电站泄漏约40万加仑（1美制加仑等于3.785升）含氚放射性水。氚是氢的一种放射性同位素。这一事故近4个月后才被公之于众，引发美国舆论对公共安全的担忧以及对信息透明度的质疑。

美国明尼苏达州的蒙蒂塞洛核电站

卓越能源公司说，去年找到泄漏点后，公司实施了短期处理。近期监测又发现泄漏，预计数百加仑新的含氚放射性水从原来的泄漏点泄漏。该公司一名负责人表示，最佳方案是关停这座核电站，立即对其进行彻底维修。

事发核电站附近有居民对反复出现含氚放射性水泄漏表示担忧。他们认为，公众应得到更多有关这一事故的信息。

明尼苏达州污染控制和卫生部门日前联合发表声明说，目前尚无证据表明这起泄漏正在或将对公众健康构成风险，但将持续监测地下水样本。他们同时呼吁美国核管理委员会向社会公布更多信息，帮助居民更好了解情况。^<6>

7、贝多芬的基因组数据揭示了他死亡的线索

贝多芬是有史以来最伟大的作曲家之一，但他终身都受到健康问题的困扰。

1818 年基本上失去了听力。这些问题无疑影响到了他的职业和情绪状态。以至于他留下遗嘱要求医生检查尸体确定痛苦的根源。

凯文·布朗收藏的贝多芬头发，是保存最完好的样本

在接近两个世纪之后，科学家通过分析贝多芬头发的基因组，确认他感染了乙肝，但他的死因还是无法判断。研究小组发现了肝病的许多重要遗传风险因素，以及贝多芬感染乙型肝炎病毒的证据，这种情况至少发生在他患致命疾病之前的几个月。研究人员无法确定贝多芬耳聋或肠胃问题的遗传原因。贝多芬的听力损失与多种可能的原因有关。根据基因组数据，研究人员排除了麸质和乳糖不耐症、肠易激综合征导致肠胃问题的可能。

研究主要作者表示，贝多芬在他生命的最后十年中使用的“谈话笔记本”表明他经常饮酒。如果贝多芬的饮酒量在足够长的时间内足够高，且与他的遗传风险因素的相互作用，就为他的肝硬化提供了可能的解释。^<7>

8、W 玻色子的最新测量再次支持标准模型

去年 4 月物理学家对费米实验室对撞机产生的 W 玻色子进行分析后发现，W 玻色子比标准模型预测的重了 0.1%。

费米国家加速器实验室的对撞机探测器中心，质子和反质子会碰撞产生短暂的奇异粒子

数字虽小但意义可能重大。如果结论能被独立验证，那么这一发现将暗示存在着尚未发现的粒子或者力，将带来半个世纪以来量子物理学定律的首次重大改写。CERN 大强子对撞机（LHC）ATLAS 实验的物理学家分析了 LHC 产生的 W 玻色子数据，发现其质量仍然与标准模型预测的一致。这是初步结论，但降低了费米实验室测量正确的可能性。^<8>

基本粒子的标准模型

9、微软研究员称 GPT-4 是 AGI 的雏形

微软研究院的研究人员在预印本平台 arXiv 上发表论文《Sparks of Artificial General Intelligence: Early experiments with GPT-4》，称赞 GPT-4 是 AGI（通用人工智能）系统的早期不完整版本。GPT-4 是 OpenAI 最近公布的多模态语言模型，而 OpenAI 的主要合作伙伴就是微软。研究人员强调他们在测试时 GPT-4 还在开发中，他们测试使用的是其早期版本。

为了测试 GPT-4 将艺术和编程结合的能力，研究人员要求 GPT-4 生成 javascript 代码，以生成画家 Kandinsky 风格的随机图像

 GPT-4 实现代码过程

GPT-4 比过去的模型表现出更多的通用智能，除了精通语言，GPT-4 还能解决数学、编程、视觉、医学、法律、心理学等领域的新难题。在所有这些任务中，GPT-4 的表现接近了人类水平。微软研究人员的测试显示，GPT-4 能解决 Leetcode 上的中等甚至部分高难度问题，能解决国际数学奥林匹克竞赛 2022 年上的一道难题，根据高层次描述生成游戏的完整代码，等等。虽然 GPT-4 还不完美，但它正朝着 AGI 前进。^<9>

解题代码

10、机器人毛毛虫展示软体机器人运动新方法

爬行动物的启发

北卡罗来纳州立大学的研究人员展示了一种类似毛毛虫的软体机器人，它可以在狭窄的空间内前进、后退和下潜。该机器人的运动由一种新颖的银纳米线模式驱动，这种银纳米线利用热量来控制机器人弯曲的方式，从而使用户可以在任一方向上操纵机器人。相关研究成果近日发表在《科学进展》上。

履带式爬行机器人的设计与制造

软爬行机器人的加热性能

履带式机器人的两种爬行模式

爬行机器人的运动速度

毛毛虫机器人由两层聚合物组成，当受热时，底层会收缩，顶层会膨胀。银纳米线图案嵌在不断膨胀的聚合物层中，该图案包括多个引线点，研究人员可以通过向不同的引线点施加电流来控制纳米线图案的哪些部分变热，并且可以通过控制电流的多少来控制热量，从而控制毛毛虫机器人运动的方向和速度。

研究人员表示，接下来会将这种软体机器人运动方法与传感器或其他技术相结合，用在搜索或救援设备上。^<10>

参考文献：

<1>《哪张图是真人？自动检测工具来了—新闻—科学网 (sciencenet.cn)

<2>https://doi.org/10.1038/s41467-023-36953-8

<3>https://doi.org/10.1038/s41563-023-01477-5

<4>奥地利团队研制出可充电的氧离子电池—新闻—科学网 (sciencenet.cn)

<5>国际原子能机构实地证实利比亚失踪天然铀已找到—新闻—科学网 (sciencenet.cn)

<6>含氚放射性水再次泄漏 美国明尼苏达州一核电站关停维修—新闻—科学网 (sciencenet.cn)

<7>https://arstechnica.com/science/2023/03/beethovens-genome-sequenced-for-first-time-yields-clues-on-cause-of-death/
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/496764.shtm

<8>https://arstechnica.com/?p=1926610

<9>https://arxiv.org/abs/2303.12712

<10>机器人毛毛虫展示了软体机器人运动的新方法—新闻—科学网 (sciencenet.cn)

END

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