塑料產品經常堆積在填埋場或流入自然棲息地，佔據空間並危害野生動物。為了解決這個問題，一支由大學和行業研究人員組成的團隊獲得了來自美國國家科學基金會（NSF）的資助，旨在開發生產堅固且可重複使用的生物塑料的機制。這些生物塑料除了有助於環境保護之外，還能從國內原材料中獲得，有助於加強美國的供應鏈和製造業。

塑料的生產是一個近 1 萬億美元的行業，2022 年全球生產超過 4 億公噸的塑料。不過，只有大約 10% 的塑料能夠被回收。普渡大學農業及生物工程助理教授 Karthik Sankaranarayanan 和他的合作者們獲得了 700 萬美元的 NSF 資助，旨在設計新型酶——這些蛋白質可以加速化學反應，將各種生物材料轉化為可生物降解的塑料。

在這個項目中開發的酶將具有與傳統塑料相似的韌性和可塑性。這些新型生物塑料，聚羥基烷酸酯（PHAs），將利用國內生產的原料，如玉米、糖或農業廢料來生成，而非依賴石油基化學品。Sankaranarayanan 表示：「如今生產的塑料中有近 99% 是由石油或天然氣衍生的石化產品製成，這些產品通常需要從美國以外地區進口。我們希望利用當地可用的材料，例如印第安納州普遍使用的那些。」

此外，儘管保留了機械強度，Sankaranarayanan 也聲明，PHAs 將是無限可回收的。他提到：「您可以將這些聚合物分解為其單個單位，然後不斷重複使用。」他補充道，儘管 PHAs 的發現距今已有近一個世紀，但它們在高溫下可能會變得脆弱和不穩定，這限制了它們在消費品或醫療設備中的廣泛應用。這個新平台旨在調整 PHAs 的化學結構，以提高其強度和熱穩定性，從而潛在地擴展到包裝和生物醫學設備等應用。

這項為期三年的項目專注於生物催化，利用酶加速特定反應以生產所需產品，且不需使用劇烈化學品或極端條件。普渡大學的研究人員正在創建算法，以選擇適合生物塑料生產的酶。加州大學舊金山分校的合作者將利用深度學習對這些酶進行工程改造，之後，斯坦福大學將測試其功能。而普渡大學的研究人員則會分析反應速度和結構調整，加州大學伯克利分校將評估其性能、商業化潛力以及微生物工程的擴大應用。

在酶工程方面存在的挑戰也不容忽視。「我們正在研究的酶——聚酮合成酶（PKSs）——是能夠催化連續化學反應以生產複雜抗生素的高級酶。」Sankaranarayanan 說。「然而，它們並不是設計來適應創造生物塑料的工業過程。因此，我們正在努力找出如何改變它們的自然化學反應，以生產所需的生物塑料，並同時提高經過工程改造的酶的穩定性，使其適合大規模生物製造。」

PKSs 也因其 DNA 結構中的高含量的鳥嘌呤和細胞嘧啶而面臨挑戰。項目的合作夥伴 Twist Bioscience 已經開發出技術來克服這一瓶頸。Twist Biosciences 的首席執行官兼聯合創始人 Emily Leproust 表示：「與普渡大學的合作揭示了複雜序列的現實應用，這使得 Twist 進一步提升我們在大規模生產難以製造的序列的能力，把曾經被視為困難的事情變為常規。」除了研究外，該項目還將為學生提供培訓機會，並開放工具和工作流程的開源訪問，這些工具和流程也可應用於製藥、農用化學品、農藥、除草劑及橡膠等生物材料。加州大學舊金山分校將主辦一場蛋白質設計工作坊，普渡大學則會提供有關酶過程設計的模塊。

Sankaranarayanan 表示：「我非常喜歡這筆資助項目的一點是，我們有來自不同大學的研究人員、博士後和研究生，他們各自帶來獨特的專業優勢。」這個項目由 NSF 的技術、創新和夥伴關係部門通過以需求為導向的蛋白質設計加速計劃提供資金支持。

隨著食品安全和電子產品保護等行業日益依賴傳感器來監測產品狀況，這些系統往往涉及昂貴的電子設備，這不僅提高了成本，還使回收變得複雜。然而，芬蘭瓦薩大學的研究人員認為，可能存在一種更簡單且可持續的選擇。博士研究生 Jari Isohanni 研究了包裝本身如何可以作為狀況監測工具。他的工作探索了在溫度或濕度變化時會變色的印刷油墨的使用。Isohanni 通過將這些油墨與人工智慧相結合，展示了包裝如何在不需要電子設備的情況下，幾乎以人眼可見的準確度來發出變化信號。

智能包裝在全球引起了廣泛關注，但挑戰在於如何可靠地識別小而快速的顏色變化。現有的機器視覺方法往往無法及時檢測到這些變化，通常只能在變化已經發生後才進行識別。Isohanni 在計算機科學方面的博士研究旨在找出哪些技術在不同情境下表現最佳。他指出：“我的研究顯示，傳統的簡單計算方法對於識別顯著的顏色差異效果良好。然而，對於微妙的變化和多變的條件，最有效的方法是基於人工智慧的卷積神經網絡。”迄今為止，尚未有研究比較過不同識別方法的性能，Isohanni 彌補了這一空白，顯示簡單的方法適用於顯著差異，而卷積神經網絡在微小且快速變化的情況下優於其他方法。

功能性印刷油墨能夠對環境因素產生顏色變化，為各行各業提供了新的監測可能性。快速檢測這些變化可以有效預防食品變質、浪費和損壞。Isohanni 描述道：“印刷油墨的顏色變化是如此微妙或迅速，以至於現有的機器視覺方法無法有效識別。在油墨的顏色變化被機械檢測到時，過程可能已經進展得太遠，甚至可能已經造成損害。”有了人工智慧，識別變得更快且更準確，這使得印刷指示器不僅可以應用於工廠，還可以應用於消費品，提供有關產品新鮮度或安全性的即時反饋。

Isohanni 強調，印刷指示器具有顯著的成本優勢。它們可以直接在包裝上與常規標籤一起應用，幾乎不需要額外的費用。與電子傳感器不同，這些指示器不會增加回收的挑戰。他表示：“昂貴的電子測量設備無法放置在生菜包裝上，因為這將占據產品價格的一大部分，或可能對回收造成額外挑戰。印刷指示器解決了這一問題。”他的研究結果為多個行業開啟了新的機會。食品行業可以更精確地跟踪保質期，醫療保健提供者可以確保藥品的正確儲存，物流公司可以驗證運輸過程中的環境條件，電子產品製造商則可以檢測早期的熱或潮濕損壞跡象。

瓦薩大學的研究突顯了一條通向可負擔且環保的智能包裝的明確道路。通過將變色油墨與機器學習相結合，各行各業獲得了一種加強質量控制的工具，同時為消費者提供了可靠的產品信息，增強了購物的信心。

麻省理工學院的研究人員最近開發出一種新技術，使科學家能夠實時觀察材料在核反應堆環境中如何腐蝕和開裂。這一方法利用高強度 X 射線，能夠幫助工程師設計更安全、壽命更長且性能更佳的核反應堆。研究材料在輻射下的失效問題一直以來都是科學家面臨的挑戰。傳統上，研究人員只能在將樣本從嚴酷環境中取出後進行檢驗，無法直接觀察材料的失效過程。

麻省理工學院核科學與工程系及施瓦茨曼計算機學院的 Ericmoore Jossou 表示，這一新方法改變了這種情況。「我們希望能夠觀察整個過程的發生。如果我們能做到這一點，就可以從頭到尾跟蹤材料，了解它何時以及如何失效。這將幫助我們更好地理解材料。」他說。團隊利用高強度的集中 X 射線束對鎳樣本進行模擬反應堆條件的實驗，這種金屬常用於先進反應堆中的合金。準備樣本的過程中出現了一些挑戰，因為鎳在加熱後會與其矽基底反應，導致實驗失敗。

為了解決這一問題，研究人員在鎳與基底之間插入了一層薄薄的二氧化矽緩衝層。這樣可以防止不必要的反應，但最初會在晶體內部產生新的應力。通常用於重建三維晶體形狀的相位恢復算法無法處理這種過多的應變。隨後出現意外驚喜，當 X 射線束持續照射時，緩衝層逐漸放鬆了內部的應變。這使晶體穩定，算法得以捕捉到它們在失效過程中的三維結構。Jossou 表示：「以前沒有人能做到這一點。現在我們可以製造這種晶體，實時成像電化學過程，如腐蝕，觀察晶體在類似於核反應堆內部的條件下如何失效，這具有深遠的影響。」

這一突破可能會改變核工程的未來。Jossou 指出：「如果我們能改善核反應堆的材料，這意味著我們可以延長反應堆的使用壽命。此外，材料的失效時間也會延長，使我們能夠比現在獲得更多的使用時長。」負責該研究的主要作者和麻省理工學院博士後 David Simonne 說，這種新成像方法提供了納米級的分辨率。「只有用這種技術，我們才能在腐蝕過程中以納米級的分辨率測量應變。」他表示，「我們的目標是將這些新穎的想法帶給核科學界，同時利用同步輻射作為 X 射線探測器和輻射源。」

這項研究還產生了一個意外的好處。團隊發現他們可以利用 X 射線調整晶體內部的應變。這一發現對微電子學有重要意義，因為應變工程能夠提升電氣和光學性能。Jossou 說：「使用我們的技術，工程師可以在製造微電子元件時利用 X 射線來調整應變。雖然這並不是我們這些實驗的目標，但這就像一次實驗獲得了兩個結果。」展望未來，研究人員計劃將這一方法應用於核能和航空航天系統中更複雜的合金，並測試不同緩衝層厚度對應變控制的影響。

倫斯勒理工學院的副教授 Edwin Fohtung 指出，這一發現之所以突出，主要有兩個原因。首先，它提供了對納米級材料如何響應輻射的基本見解，這對於能源技術、微電子學和量子材料正變得越來越重要。其次，它突顯了基底在應變放鬆過程中的關鍵角色，顯示支持表面可以決定顆粒在受到集中 X 射線束照射時是否保持或釋放應變。這項研究的結果發表在《Scripta Materiala》期刊上。

美國能源部（DOE）最近採取了一項重要步驟，以加強對先進核反應堆開發的努力。該部門已對三家美國公司作出條件性承諾，將提供高濃縮低豐度鈾（HALEU），以滿足近期的燃料需求。這一步驟旨在支持兩種先進反應堆設計的測試，並啟動一條新的國內先進燃料生產線，從而推動美國核能的復興。

高濃縮低豐度鈾是開發和部署先進反應堆所需的重要材料。美國能源部的目標是促進一場真正的核能復興，正如美國能源部長克里斯·賴特所言：「特朗普總統已將促進真正的核能復興列為優先事項，能源部正在竭盡所能實現這一雄心勃勃的議程，包括增加獲取製造先進核燃料所需材料的渠道。」這項HALEU分配計劃被認為是經濟、能源安全和美國人民的共同利益。

目前，美國現有的核反應堆大部分使用鈾燃料，鈾-235的濃度最高可達5%。而HALEU的濃度則介於5%至20%之間。根據定義，HALEU的濃度必須介於5%至20%之間，這對於大多數美國的先進反應堆而言，是實現更小設計以每單位體積獲得更多能量的必要條件。能源部指出，HALEU還能使開發者優化系統，以實現更長的運行周期、更高的效率和更好的燃料利用率。

目前對HALEU的需求迫在眉睫，若無此材料，許多先進核技術的開發、示範和部署將面臨危險。HALEU分配的第二輪計劃有助於滿足近期燃料需求。今年早些時候，DOE已將首批HALEU分配給五家公司，其中三家公司需要在2025年前交付燃料。根據該計劃的優先標準，還選擇了另外三家公司進行條件性承諾，這三家公司分別是Antares Nuclear、Standard Nuclear以及Abilene Christian University/Natura Resources LLC。

能源部還強調，目前國內供應商並未提供HALEU，而許多先進反應堆需要這種材料以實現更小的設計、更長的運行周期和比現有技術更高的效率。為了填補這一空白，能源部創建了一個流程，供核開發者向能源部請求HALEU材料，包括來自國家核安全管理局（NNSA）的材料。根據DOE的估計，到2035年，國內對HALEU的需求可能每年達到50公噸，並且每年需要額外的數量。為了減少這一風險，DOE正在探索三種選擇，以向先進反應堆開發者提供HALEU，支持這些先進反應堆的測試和示範。HALEU可用性計劃於2020年成立，旨在為民用國內研究、開發、示範和商業用途確保HALEU的國內供應。

在現代科學中，氦氣扮演著至關重要的角色，無論是用於冷卻粒子加速器還是為太空飛行器提供動力。然而，生產超純氦氣一直是工程技術上的一大難題。最近，一個來自中國的團隊聲稱已經攻克了這一難題。位於延安的 Vacree Technologies 公司，作為中國首批冷凍和真空技術公司之一，最近發佈了一種能夠從低豐度天然氣來源中生產氦氣的裝置，其純度高達 99.99997%。這一純度等級被稱為 6N9 級，意味著每百萬個氦氣分子中僅含有一個雜質分子。這一標準在全球範圍內都極難達到，突顯了該團隊在克服傳統方法限制方面的突破。

根據《科技日報》的報導，這是中國首個可持續運行的系統，年產量高達 40 萬立方米超純氦氣。氦作為一種惰性氣體，具有化學惰性和超低沸點的特性，這使得其在許多技術中不可或缺，否則這些技術將無法實現。這種元素能夠在粒子加速器和磁共振成像（MRI）機器中保持超導磁體的低溫，並廣泛應用於半導體生產、航天壓力系統及核能應用中。這項創新是經過六年的研究，由科學家 Rong Chengxu 領導。該過程結合了多個步驟：催化脫氫去除氫雜質，膜分離和壓力擺動吸附過濾氮氣和甲烷等氣體，超低溫精煉則去除了氖。這種多層次的方法已獲得第三方評估，並確認其達到了世界一流水平。

在過去幾年中，氦的作為戰略資源的角色日益增強。供應短缺導致價格飆升，給依賴氦氣的行業帶來了壓力。隨著國內技術的發展，能夠提取和精煉接近完美純度的氦氣，中國不僅解決了科學挑戰，還應對了國家安全的顧慮。根據近期 IDTechEx 的研究預測，到 2035 年，全球對氦的需求將翻倍，因為各行各業都在採用回收技術並探索新的地質儲備，以應對即將出現的供應約束。這一發展對於中國來說，不僅是技術上的突破，更是未來在全球氦氣市場中占據更大份額的重要一步。

科學家們最近研發出一種全新的、多行的盲文顯示設備，這種設備具有防水和防污的特性。這項技術能夠同時顯示多行盲文，甚至可以展示複雜的圖形，例如表情符號。這項新技術由美國康奈爾大學的研究團隊開發，研究負責人 Ronald Heisser 在接受《Interesting Engineering》訪問時表示，他們希望能夠提高觸覺反饋的解析度，同時創造出用於盲人和視障人士的盲文及圖形顯示系統。這項新技術的發展，不僅是對現有單行盲文顯示設備的補充，更是對視障人士日常生活的改善。

目前市面上的電子盲文顯示器存在著多種限制，這些限制妨礙了其廣泛使用。大多數設備都是單行的，這不僅限制了閱讀速度，還無法有效地顯示表格或圖形等空間信息。此外，這些顯示器通常價格昂貴、體積龐大且容易損壞，這使得它們在公共空間、學校或戶外環境中的實用性大打折扣。而這項新技術旨在填補這一空白，提供更加耐用、多行且潛在更具價格競爭力的解決方案。研究團隊創造的這種多行顯示設備，使用了 10×10 的「等距橡膠點」陣列，每個點直徑為 2 毫米，能在僅僅 0.24 毫秒內升起，從而形成觸覺反饋的圖案。

每個橡膠點都連接到微流控通道，該通道將燃料氣體輸送到一個微型燃燒缸。當一個微小的火花點燃這些氣體時，就會產生一個「小爆炸」，使得橡膠膜反轉，從而在顯示器的表面上形成一個凸起的盲文點。Heisser 解釋道，這個設備通過將反應性燃料混合物流過微流控通道，並依次用火花點燃這些混合物，造成燃燒缸內部的壓力短暫上升，迫使橡膠膜向外延展。當用戶閱讀完這些盲文點後，系統會啟動真空裝置將膜拉回，排放廢氣，並為下一個圖案做好準備。這一設備採用了密封設計，使其對液體洩漏完全抵抗。

在初步測試中，參與者根據不同的盲文經驗成功讀取了「Big Red」這一短語，而更高級的讀者則成功識別出由凸起點形成的微笑表情符號。Heisser 提到，這項技術的設計考慮到了耐用性和安全性。據他所述，這些點在上升過程中的動能僅為塑料氣槍 BB 彈的 1/100,000，燃燒產生的熱量幾乎可以忽略不計。由於系統在發射額外的點之前需經過一秒鐘的重置時間，因此閱讀表面保持在接近室溫的狀態。目前，這項技術的長期耐用性仍在測試中，然而創造者表示，從這一概念驗證原型向用戶友好且商業可行的產品發展的路徑是明確的。

要將這一系統商業化，仍需進一步的工程設計和改良，以擴大點的數量並使系統更加便捷。Heisser 表示，他們相信已經消除了最關鍵的技術風險，並且有實際的途徑可以實現這一技術的成熟。如果這項盲文顯示技術成功商業化，將有可能使數字信息對視障人士變得更加可及，從公共學校的數字閱讀器到博物館、圖書館、公交車站和火車站的信息亭，都能找到它的應用場景。這項研究的結果已發表在《Science Robotics》期刊上。

在阿根廷，科學家們發現了一種強大的史前爬行動物化石，這種動物曾主宰過巴塔哥尼亞的洪泛平原。這一發現介紹了一個新的鳄魚類捕食者物種，名為 Kostensuchus atrox。這個化石來自於喬里奧組（Chorrillo Formation），這是一個位於南巴塔哥尼亞的岩層，形成於大約 7,000 萬年前。這個時期被稱為馬斯特里赫特期（Maastrichtian age），標誌著白堊紀的結束。在那個時候，該地區氣候溫暖且季節性潮濕，擁有廣闊的淡水洪泛平原，支持著各種生命形式。恐龍、龜、青蛙和早期哺乳動物都在這片土地上漫遊。

這一發現的特別之處在於化石的保存狀況。化石大體完整，包括頭骨、下顎和數根身體骨骼。如此良好的保存狀況非常罕見，為研究人員提供了清晰的細節，幫助他們了解這種動物的外觀與生活方式。Kostensuchus atrox 並不是一種小型生物。研究人員估計其長度可達 3.5 米（約 11.5 英尺），體重約 250 公斤（約 551 磅）。其頭骨顯示出寬大的下顎，並排列著大型鋒利的牙齒。憑藉這種解剖結構，它輕易地可以捕獲包括中型恐龍在內的可觀獵物，這些獵物與它共享同一環境。

為這種捕食者所選擇的名稱具有特殊意義。“Kosten”在特韋爾切（Tehuelche）本土語言中指的是巴塔哥尼亞的風，而“Souchos”則來源於埃及神話中一位鱷魚頭神祇。物種名稱“atrox”的意思是“兇猛”或“殘酷”，反映了它作為一名可怕獵手的角色。值得一提的是，K. atrox 並不是恐龍，而是屬於一組稱為佩伊羅薩利德（peirosaurid）的鱷形類動物。這些是現代鱷魚和短吻鱷的古老親屬。與現代的親戚不同，許多佩伊羅薩利德適應了在陸地和水中的生活，使它們成為多功能的捕食者。

Kostensuchus atrox 的發現意義重大，首先，它是喬里奧組中識別出的第二大捕食者，將其置於其生態系統中的頂級獵手之列。它的存在暗示著這個地區在晚白堊紀時期的食物鏈比科學家之前想象的更為複雜。其次，這一化石是喬里奧組中發現的第一個鱷形類動物。在此之前，該地區的記錄主要顯示恐龍和較小的生物。這一新發現擴大了對這些洪泛平原上生命的認識，並顯示出鱷形類動物與恐龍之間的重要角色。第三，這一化石的完整性使其成為迄今為止保存最良好的佩伊羅薩利德鱷形類動物之一，為古生物學家提供了深入研究這些動物解剖結構和適應能力的絕佳機會。

研究人員認為，K. atrox 會與其他捕食者競爭食物，但由於其強大的體格和狩獵能力，它也能夠開創出獨特的生態角色。這一發現增添了越來越多的證據，表明鱷形類動物在恐龍時代結束時是多樣且廣泛存在的。每一項新的化石發現都為地球過去的拼圖提供了一個片段。Kostensuchus atrox 的發現凸顯了南巴塔哥尼亞作為史前生命豐富源泉的重要性。這些曾經被茂盛洪泛平原覆蓋的土地，如今保存著動物的遺骸，揭示了古代生態系統的動態。阿根廷自然科學博物館的 Fernando Novas 和他的同事強調，這一化石不僅記錄了一個新物種，也擴大了對該地區捕食者與獵物關係的理解。憑藉其強大的下顎和兇猛的牙齒，K. atrox 的生存策略顯示了其在生態系統中的主導地位。這一發現已在期刊 PLOS One 中發表。

位於聖馬特奧的 Alef 公司已與霍利斯特和半月灣機場簽署協議，計劃進行全球首款飛行汽車的運營，這是一種可以垂直起飛的道路交通工具。該公司將開始在這兩個矽谷機場的測試運營，並將與其他類型的飛機進行協作，以測試這款飛行汽車在空中交通中的運作情況。據 Alef 透露，這兩個機場將在未來可能成為飛行汽車的基地，這一計劃顯示出該公司對未來交通方式的雄心壯志。

早在今年早些時候，Alef 已經發布了一段視頻，展示了其「超輕型」版本的 A 型號飛行汽車越過其他車輛的情景。這款汽車的設計旨在實現駕駛、垂直起飛、前進飛行和垂直降落，並支持空中和地面機動。根據公司規定，這款飛行汽車被歸類為「超輕型」，這意味著該公司無需獲得法律認證即可進行飛行。然而，這一分類也帶來了一些限制，例如限制飛行時間為白天，以及禁止超輕型飛行器在擁擠或密集的人口區域上空飛行。

Alef 強調，該飛行汽車將是100%電動的，具備 200 英里（約 322 公里）的行駛範圍和 110 英里（約 177 公里）的飛行範圍。這款 Model A 飛行汽車在 2022 年推出原型後，引發了社交媒體上的廣泛關注。根據 Alef 的說法，這款飛行汽車每次出行所消耗的能量比 Tesla 或其他電動車更少。Alef 的首席執行官 Jim Dukhovny 表示，該公司首先是汽車，並使用汽車基礎設施、商業模式和市場，而它的創新之處在於將汽車整合進航空基礎設施和空中交通中。

Alef 的預訂情況相當可觀，目前已收到超過 3,300 預訂，這款全電動飛行汽車的定價預計將在 $300,000（約 HK$ 2,340,000）左右。顧客可以通過 Alef 的網站進行預訂，需支付 $150（約 HK$ 1,170）作為定金，或支付 $1,500（約 HK$ 11,700）以確保在優先隊列中的位置。這與兩個機場的合作，可能為 Alef 在未來於這些關鍵樞紐引入飛行汽車艦隊鋪平道路。這一合作也標誌著機場朝著擁抱電動航空的方向邁出了一步。

即將進行的測試運營不僅展示了汽車和飛機技術的融合，還展示了與自動駕駛車輛類似的先進 AI 驅動安全系統。這些測試將幫助 Alef、FAA、機場運營商及飛行員理解未來的運輸系統如何在更大規模上運作。電動航空被認為更環保、更安靜，並且需要的空間更少，因此能夠在矽谷機場中得到推廣，無疑是值得期待的未來發展。

根據最近在《美國國家科學院院刊》發表的一項研究，深海氧氣水平的上升可能為早期脊椎動物開闢了新的海洋棲息地，並促進了物種的演化。這項研究將中泥紀期間（約三億九千三百萬到三億八千二百萬年前）的持續氧氣增強，與有顎魚類及其他動物向深水域的殖民化聯繫起來，這一變化與化石紀錄中出現的生物多樣性大爆發相吻合。杜克大學的共同作者邁克爾·基普（Michael Kipp）指出，雖然氧氣長期被認為是動物演化所必需的，但氧氣是否也能成為物種多樣化的充分條件一直難以確定。這項研究強調了氧氣在早期動物進化時間上的重要性，特別是對於有顎脊椎動物在深海棲息地的出現。

在深海發生了什麼變化，以及何時發生。多年來，科學家對深海是否在古生代早期（約五億四千萬年前）就已經氧化，或者這一過程是分階段進行的問題展開了激烈的討論。新的分析結果支持了這一分階段的故事。研究團隊發現，在古大陸的外部大陸架上，深水域發生了兩次明顯的氧化事件。第一次是在約五億四千萬年前的寒武紀期間，持續時間短暫。隨後，氧氣水平下降至大多數動物無法生存的程度。第二次氧化事件始於中泥紀，並持續至今。這一中泥紀的變化與一些研究者所稱的中古生代海洋革命相符，生態系統重組，動物進入新的生態位，身體大小也隨之增加。隨著氧氣在深水環境中的持續存在，有顎魚類及其他群體在化石紀錄中出現，並開始在這些棲息地中繁衍和多樣化。

這項研究不僅將氧氣視為催化劑，更視為古代動物能夠繁榮的關鍵驅動力。基普表示，最初的寒武紀氧氣脈衝可能短暫地打開了大門，但隨後的氧氣下降卻阻礙了海洋動物向外部大陸架深水環境的擴散和多樣化。研究者們還發現了陸地與海洋之間的聯繫。持續的氧化與木本植物的擴散重疊，這些植物是森林的早期前驅，擁有堅硬的支撐莖。基普指出，隨著這些植物的增長，它們釋放了更多的氧氣進入空氣中，進而導致深海環境中氧氣含量的增加。換句話說，陸地的創新可能為深海的持久生物擴張奠定了基礎。

為了推斷遠古氧氣的變化，研究人員轉向了硒元素。這是一種存在於海洋沉積物中的微量元素，通過其同位素記錄過去的氧氣條件。重硒和輕硒同位素的比率在氧氣水平足以支持動物生命的地方變化明顯，而在氧氣過低的地方，這一比率則相對穩定。透過測量這些同位素的模式，科學家能夠推斷出古代水域是否達到了動物生存的門檻。研究團隊收集了97個在252到541百萬年前的深海水域沉積的岩石樣本，這些岩石均形成於外部大陸架，正是深水氧氣變化會重塑棲息地的地方。這些岩石被粉碎並在實驗室中溶解，隨後進行硒的純化分析。分析結果揭示了兩步的氧化歷史，短暫的寒武紀氧化和持久的中泥紀轉變。

這些發現對現代的警示意義深遠。如今，海洋的氧氣水平通常與大氣保持平衡，但局部和區域性的死區仍然會形成。其中一些是自然現象，但許多是由於來自化肥和工業活動的養分流失促進了浮游植物的繁殖；隨著有機物質的分解，氧氣被消耗，可能驅使氧氣水平下降至不可檢測的值。基普警告說，這項研究明確顯示了氧氣與海洋動物生命之間的聯繫。大約四億年前形成的平衡使得複雜的生態系統能夠擴展到深海環境中，若今天在幾十年內擾亂這一平衡，將是非常可惜的。

研究人員最近開發了一種新的控制系統，專為四足和人形機器人設計，使它們能夠在複雜地形中導航。這一系統採用了名為注意力基於地圖編碼的機器學習技術，並通過強化學習進行訓練。這一創新的系統不再需要一次性檢視整個地圖，而是讓機器人的控制模型聚焦於最重要的區域，以計劃其下一步的安全行動。這樣的網絡能夠識別並規劃在困難和多變的地形上可步行的安全位置，從而提高機器人的行動能力。

研究團隊成員之一的張沖（Chong Zhang）在接受《有趣工程》（Interesting Engineering）訪問時表示：“我們的工作中訓練了一個強化學習的行走控制器，它能夠讀取地形地圖並學會對最能預測安全未來步伐的區域進行自適應注意力的分配。”他補充說，這一系統不再均勻處理整個高維度地圖，而是通過注意力模塊給予每個區域不同的權重，這樣策略學習便能基於這種加權視圖進行規劃，過濾掉不相關的細節，從而提高在變化地形中的穩定性和泛化能力。

在真實的室內和室外環境中測試這些控制器的有效性，團隊使用了四足機器人ANYmal-D和人形機器人Fourier GR-1。值得注意的是，這些機器人成功地導航了在其訓練階段完全未見的環境，這顯示出系統的泛化能力和適應新挑戰的能力。此外，該方法還提供了獨特的視覺見解，通過可視化其地圖掃描，展示了神經網絡如何解釋其周圍環境。

儘管如此，張沖指出該系統的限制，因為目前僅在2.5D高度地圖的行走中進行過測試。他提到，系統無法考慮懸空的物體，例如樹枝或邊緣。他解釋說：“目前僅在2.5D高度地圖的行走中進行了驗證，因此無法對懸空的3D障礙進行推理。我們預計這一方法將擴展到完整的3D以及運動操控/全身控制，只需進行適度的架構變更，我們正在探索這一方向。”儘管如此，這項研究為未來的發展奠定了良好的基礎，未來機器人有可能應對更複雜的挑戰。

這一新控制系統在效率方面表現突出，能夠在低功耗的25W板載CPU上實時運行。與機器人馬達相比，計算機的功耗非常低，因為馬達是主要的能量消耗者。這一低功耗需求使系統變得實用且具有高度擴展性，幾乎可以整合到任何配備現代中央處理單元的機器人中。此外，這些新的控制器在性能上也優於其他最先進的行走控制器。張沖表示：“我們不僅讓機器人能夠應對多種不同的地形，還在訓練過程中通過獎勵高效步伐來降低功耗。在我們的硬件上，它能以每秒2米的速度穩定行走，這是在類似系統中見過的最快速度之一。”研究人員展望著注意力機制將擴展到更複雜的“運動操控任務”，例如開門、移動障礙物，甚至在手的協助下攀爬。這將為機器人開創許多可能性，從災難應對和探索到物流和個人助理，使其變得比以往更加多才多藝和強大。