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宇宙开发机构光学卫星间链路...
美国太空发展局 (SDA) 正在就光学卫星间链路 (OISL) 开放标准征求业界反馈，以告知 SDA 对互操作性的需求并为未来的招标提供信息，包括预计于 2020 年春季进行的运输第 0 批招标。背景 国家防御战略 (NDS) 承认太空对美国的生活方式、我们的国家安全和现代战争至关重要。在大国竞争再度升温的时代，保持我们在太空的优势对于赢得这些长期战略竞争至关重要。潜在对手试图通过采用利用我们当前和计划中的国家安全空间系统中真实或感知到的漏洞的策略来破坏这一目标。此外，这些潜在对手正在开发和展示对国家安全的多领域威胁，速度比我们部署响应式太空能力的速度要快得多。为应对这一问题，美国国防部 (DoD) 于 2019 年 3 月 12 日成立了 SDA。SDA 负责定义和监控国防部未来威胁驱动的空间架构，并加速开发和部署新的军事空间能力，以确保我们在国防空间方面的技术和军事优势。为了实现这一使命，SDA 将统一和整合下一代空间能力，以提供国防空间架构 (NDSA)，这是一种通过主要在低地球轨道 (LEO) 上的扩散空间架构实现的弹性军事传感和数据传输能力。SDA 不一定会开发和部署 NDSA 的所有能力，而是协调国防部的这些努力，并在提供集成架构的同时填补能力空白。最初，NDSA 由以下各层组成，解决国防部太空愿景中确定的太空关键优先事项：- 传输层，为全球所有作战平台提供有保证、有弹性、低延迟的军事数据和连接；
超高密度 3D 集成电路的热支架
与传统的 2D 计算系统相比，超密集 3D 集成电路（3D IC），例如单片 3D IC（图 1），可以为数据密集型应用带来巨大的能量延迟积（EDP）优势 [1,2]。为了实现这些优势，需要将多层逻辑和存储器（例如，逻辑和/或存储器设备的薄层，以及相关的信号/全局金属布线）以 3D 形式集成，并使用有限长宽比的后端制程（BEOL）层间过孔（ILV）建立超密集（例如，间距 ≤ 100 纳米）垂直连接 [3]。现有的 BEOL 布线结构已经在使用这种纳米级 ILV。3D IC 变得至关重要，因为工艺技术小型化的根本限制使得传统的缩放路径更加困难。但是，必须克服重大的热挑战才能在多个 3D 层上实现高速和高功率计算引擎 [4-5]。如果没有新技术，未来 3D IC 的上层最高温度将大大超过可靠运行所需的上限（例如 [6] 中的 125°C）。我们使用图 1 中的单片 3D IC 来了解 3D 层中的温升和热耗散（详细分析见第 III 部分）。图 1 中的 N 层中的每一层都包含一层高速、高功率硅逻辑器件（例如，计算引擎）和由铜布线和超低κ 层间电介质 (ILD) 组成的 BEOL 层（例如，用于信号布线）。各层通过超密集 ILV 电连接。在某些设计中，每层还存在硅存储器、存储器访问设备和额外的 BEOL。3D IC 由附加的散热器进行外部冷却，散热器将产生的所有热量以散热器比传热系数 h（W/m 2 /K）散发到环境中。最高温度 T j 取决于散热器、环境温度和 N 层的热特性。散热器创新（如 [7]）只需散热器上 10°C 的温升（即 h= 10 6 W/m 2 /K）即可消除 1000 W/cm 2 的热量，尽管
地理信息系统 (GIS) 研究 | NC OSBM
执行摘要 “随着劳动力获得数字化赋权，GIS 数据库中组织的地理空间数据对于大多数企业（无论是私营企业还是公共企业、营利性企业还是非营利性企业、制造业、零售业和服务业）的运营功能至关重要。全面、准确且最新的全州 GIS 数据库将提高北卡罗来纳州企业的运营效率，从而提高其生产力和该州的经济”。上述引述来自 McKim and Creed 总裁 Herb McKim，该公司是一家总部位于北卡罗来纳州、为多个州提供服务的工程、测量和建筑公司，他谈到了本研究的一个关键目标，即提供建议，使有效的 GIS 治理和基础设施能够促进全州 GIS 数据库的发展。这一目标只有通过各级政府、大学、公用事业和私营部门的协作和合作才能实现。地理信息系统 (GIS) 结合了各层数据，提供特定位置所需的信息，为州和地方机构提供极其强大和关键的决策工具。使用 GIS 做出决策的示例包括：交通部 (DOT) 规划高速公路和了解环境影响、生物学家绘制全州传染病的传播情况、犯罪控制和公共安全确定如何最好地将应急人员加速到事故或犯罪现场以及立法者做出重要的区域界线决策。以空间方式显示位置数据 1 并叠加关键决策数据元素 2 可以做出更快、更好和更明智的决策，从而通过优化服务交付为纳税人节省开支，在许多情况下还可以挽救生命。GIS 的力量和价值不仅仅在于“地图制作”；它通过分析各种数据层 3 来体现变量的相互依赖性。这种权力还来自于将不同级别的政府聚集在一起，以便更有效地解决问题。北卡罗来纳州议会认识到 GIS 的重要性，并提供了法定权力来建立地理信息协调委员会 (GICC) 4 。这使得北卡罗来纳州在全国范围内成为全州 GIS 协调和治理成熟度方面的领导者。GICC、地理信息与分析中心 (CGIA) 5 和 NC OneMap 6 GIS 数据交换中心的现有结构以及北卡罗来纳州在国家 GIS 中的积极参与
“人工智能与脑科学的对比与融合”
A01：感知与预测 深度学习如今在模式识别中已经取得了很高的性能。我们将利用信息论来阐明它为什么以及在什么条件下起作用，并且利用深度学习得到的各层中的信息表示来理解大脑各个区域神经元的信息表示。 我们将通过与各种分层贝叶斯推理算法的比较，验证大脑感觉皮层神经回路实现分层贝叶斯推理的假设。 A02：运动与行为 虽然机器人技术已经进步，但如今的人形机器人的运动能力仍然不如三岁儿童。我们将通过与大脑的运动学习机制进行比较来明确其中的不足。具体来说，我们的目标是阐明大脑从多自由度系统中的有限数据中学习充分的内部模型的机制，并在此基础上实现人形机器人的学习控制。 大脑感觉皮层的学习可以理解为依赖外界信息的无监督学习，而运动皮层的学习则需要创建自发运动所必需的信息表征，其背后的原理仍不清楚。此外，基底神经节有直接通路和间接通路两大回路，且有多种控制学习的多巴胺，但这其中的计算意义尚不清楚。我们将寻求通过将学习理论与大脑数据相结合来对这些问题获得新的认识。 A03：认知与社会性 人类的认知功能被认为是通过对模拟感觉运动信息进行分类和分割来实现的。我们着眼于实现这一目标的理论模型——双分割分析，并探索其在大脑中实现的可能性，以及将其应用于人形机器人的模仿学习和意图估计。 “心理模拟”和“心智理论”在人类智力行为，尤其是社会行为中发挥着重要作用，其在脑中的位置正通过fMRI实验等方法阐明。通过阐明神经回路层面的表达和学习原理，我们希望能够理解精神分裂症和自闭症等疾病，并以此设计出更自然的人形机器人和智能代理。 3）研究区域设置期结束后的预期成果。
1064 nm 激光攻击与热损伤相关性...
a 艾克斯马赛大学，CNRS，IM2NP，13451 马赛，法国。b SPINTEC，格勒诺布尔阿尔卑斯大学，CNRS，CEA-SPINTEC，CEA，38000 格勒诺布尔，法国。摘要本文首次在读写操作过程中实时实验研究了 1064nm 激光攻击对 STT-MRAM 单元的影响，以了解传感电路在剧烈温度变化下的行为。技术设计必须考虑到这一点。我们重点介绍了激光发射过程中的读取电流变化，这可能会影响传感电路。我们测量了两种状态之间的切换概率以及照射时间、激光功率和单元尺寸的影响。我们将结果与宽温度范围内的电气特性相关联，表明攻击会以热方式影响 STT-MRAM 行为。总之，可以采取适当的对策。 1. 简介 一种很有前途的非易失性存储器，称为自旋转移力矩磁性随机存取存储器 (STT-MRAM)，它将快速写入操作与高密度和显着的耐久性（高达 1013 次循环）相结合 [1,2]。磁隧道结 (MTJ) 由 CoFeB/MgO/CoFeB 堆栈组成，其中 MgO 层用作隧道阻挡层。通过强制自旋极化电流通过设备，可以将单元从反平行 (AP) 状态编程为平行 (P) 状态和反之亦然。自旋电流的横向分量被自由层吸收，导致 CoFeB 铁磁材料磁化发生扭矩诱导反转，即自旋转移力矩 (STT) 效应 [3,4]，详见 [5]。磁化方向是 MTJ 中数据编码的形式，其读/写延迟由反转的随机性、器件尺寸和流过各层的电流控制 [6]。MTJ 的一个重要特性是隧道磁阻比 (TMR)，定义为 (R AP - RP )/RP ，其中 R AP 和 RP 分别是 AP 和 P 状态的电阻 [7]。本研究的目的是调查红外激光攻击如何影响读取和编程阶段的 STT-MRAM 行为。此外，我们还旨在了解激光攻击的物理贡献，这可能是
系统分析和荟萃分析
胃癌是全球第三大癌症死亡原因（1）。大多数胃癌是在晚期才被诊断出来，因为其症状和体征往往不明显且无特异性，导致整体预后不良，而在早期发现的情况下，5 年生存率可超过 90%（2-4）。内镜检查仍被认为是检测 EGC 最有效的方法（5）。然而，早期胃癌（EGC）特别难以识别，因为它通常表现为细微隆起或凹陷以及淡淡的红色，很可能被识别为正常粘膜或胃炎。此外，胃壁内的侵入深度也很难预测。10 项涉及 3,787 名接受上消化道内镜检查的患者的研究显示在诊断前 3 年内上消化道癌症的漏诊率为 11.3%（6）。一项涉及 2,153 例病变图像的荟萃分析显示，白光成像 (WLI) 内镜诊断 EGC 的受试者工作特征曲线下面积 (AUC) 仅为 0.48 (7)。近十年来，人工智能 (AI) 在医学中的应用引起了广泛关注，人工智能辅助内镜诊断是研究的热点。人工智能是指计算机执行与智能生物相关的任务的能力，例如模仿人类的认知能力的“学习”功能 (8)。人工智能的子领域包含机器学习和深度学习（图 1）。机器学习这个术语最初由 Arthur Samuel 于 1959 年创造，是计算机科学的一个领域，即系统能够在没有特定程序的情况下从输入数据中“学习”的能力 (9)。分类模型训练中常见的机器学习方法包括集成树、决策树、支持向量机、k近邻等（10）。深度学习最初于1998年应用于图像处理领域，是指在用于特征提取和转换的机器学习算法的基础上，在非线性处理中应用各层（11）。神经网络与人脑相似，特别模仿紧密相连的神经元来识别模式、提取特征或“学习”输入数据以预测结果（12）。不同的模型训练范式被称为“神经网络”（13）。对于标准内窥镜图像，已经推荐了几种用于自动检测早期胃癌的计算机辅助检测（CAD）算法。原有图像分类模型的性能提升主要依赖于视觉特征和大规模数据集，这在 EGC 中很难实现
未来可重复使用运载火箭的生态设计：洞察其生命周期和大气影响
摘要 可重复使用运载火箭 (RLV) 正逐渐成为降低太空准入成本的解决方案，并带来突破性太空应用带来的潜在好处。虽然太空是解决全球问题的理想平台，但它也带来了“适应-缓解困境”。运载火箭是唯一直接向大气层各层排放的人造物体，可重复使用性可能会带来额外的负担。虽然它可以通过回收主要部件来确保材料的合理使用，但其相对于等效一次性运载火箭 (ELV) 的潜在可持续性收益尚未量化。因此，正确理解这些对于确保可持续的太空运输设计选择至关重要。本研究回顾了目前对运载火箭环境影响和生态设计的知识状态，然后介绍了第一阶段可重复使用的不同技术的初步生命周期和大气影响评估。可重复使用性表明材料资源消耗可能在早期减少，这与推进剂选择和回收策略无关。就气候强迫而言，仅当假设氢氧、氨氧技术实现完全碳中性推进剂生产，而如果烟尘产量保持在可持续限度以下，甲氧可能实现碳中性推进剂生产，可重复使用性才是有益的。执行空中捕获回收的 VTHL 也表现出降低的气候强迫潜力。据估计，与 ELV 相比，VTVL 运载器的平流层臭氧消耗潜能将增加 18-34%，VTHL 则将增加 12-16%。此外，还发现混合比、飞行剖面、分级条件和空气动力学能力具有高敏感性，需要采用更高保真度的设计方法进行详细评估。据估计，未来大规模空间活动的发射影响也不再可以忽略不计，尽管各种设计方案中都存在一些缓解余地，而且近期将气候变化成本内部化的监管发展可能会显著影响 RLV 的商业案例。此外，高空大气影响，尤其是烟尘排放的影响，似乎主导了潜在的生命周期影响和不确定性，尤其是对于以碳氢化合物为燃料的运载火箭。这进一步加剧了基于航空和地面排放的常用但不合适的加权。这些可能会对绝对和相对比较产生重大影响，因此，必须谨慎对待本研究的结果。未来的研究应采用最先进的大气建模和适当的方法来衡量各个生命周期阶段，从而实现缓解设计，同时避免负担转移。
地理信息系统 (GIS) 研究 | NC OSBM
执行摘要 “随着劳动力获得数字化赋权，GIS 数据库中组织的地理空间数据对于大多数企业（无论是私营企业还是公共企业、营利性企业还是非营利性企业、制造业、零售业和服务业）的运营功能至关重要。全面、准确且最新的全州 GIS 数据库将提高北卡罗来纳州企业的运营效率，从而提高其生产力和该州的经济”。上述引述来自 McKim and Creed 总裁 Herb McKim，该公司是一家总部位于北卡罗来纳州、为多个州提供服务的工程、测量和建筑公司，他谈到了本研究的一个关键目标，即提供建议，使有效的 GIS 治理和基础设施能够促进全州 GIS 数据库的发展。这一目标只有通过各级政府、大学、公用事业和私营部门的协作和合作才能实现。地理信息系统 (GIS) 结合了各层数据，提供特定位置所需的信息，为州和地方机构提供极其强大和关键的决策工具。使用 GIS 做出决策的示例包括：交通部 (DOT) 规划高速公路和了解环境影响、生物学家绘制全州传染病的传播情况、犯罪控制和公共安全确定如何最好地将应急人员加速到事故或犯罪现场以及立法者做出重要的区域界线决策。以空间方式显示位置数据 1 并叠加关键决策数据元素 2 可以做出更快、更好和更明智的决策，从而通过优化服务交付为纳税人节省开支，在许多情况下还可以挽救生命。GIS 的力量和价值不仅仅在于“地图制作”；它通过分析各种数据层 3 来体现变量的相互依赖性。这种权力还来自于将不同级别的政府聚集在一起，以便更有效地解决问题。北卡罗来纳州议会认识到 GIS 的重要性，并提供了法定权力来建立地理信息协调委员会 (GICC) 4 。这使得北卡罗来纳州在全国范围内成为全州 GIS 协调和治理成熟度方面的领导者。GICC、地理信息与分析中心 (CGIA) 5 和 NC OneMap 6 GIS 数据交换中心的现有结构以及北卡罗来纳州在国家 GIS 中的积极参与
在瑞士阿尔卑斯山三个不同的山地冻土区进行长期能量平衡测量
摘要。地表能量平衡是影响地面热状况的关键因素。随着气候变化，了解地表和地下各层中各个热通量的相互作用及其对多年冻土热状况的相对影响至关重要。分析了一组独特的高海拔气象测量数据，以确定瑞士阿尔卑斯山三个山地多年冻土站点（Murtèl–Corvatsch、Schilthorn 和 Stockhorn）的能量平衡，这些站点自 1990 年代末以来一直在瑞士多年冻土监测网络 (PERMOS) 框架内收集数据。所有站点都配备了四分量辐射、空气温度、湿度、风速和风向以及地面温度和积雪高度的传感器。这三个站点的表面和地面物质成分以及地面冰含量差异很大。能量通量是根据二十年的实地测量计算得出的。虽然辐射收支和地面热通量的确定相对简单（通过钻孔内的四分量辐射传感器和热敏电阻测量），但湍流显热和潜热通量的确定存在较大的不确定性。我们的结果表明，Murtèl–Corvatsch（1997–2018 年，海拔 2600 米）的平均气温为 −1.66 ◦ C，在测量期间上升了约 0.8 ◦ C。在 Schilthorn 站点（1999–2018 年，海拔 2900 米），测得的平均气温为 −2.60 ◦ C，平均上升了 1.0 ◦ C。Stockhorn 站点（2003–2018 年，海拔 3400 米）记录到的气温较低，平均为 −6 ◦ C。 18 ◦ C 并增加了 0.5 ◦ C。测量到的净辐射作为地表最重要的能量输入，显示出显著的差异，Murtèl–Corvatsch 的平均值为 30.59 W m − 2，Schilthorn 的平均值为 32.40 W m − 2，Stockhorn 的平均值为 6.91 W m − 2。使用鲍文比方法计算的湍流通量显示所有站点的值约为 7 到 13 W m − 2，使用总体方法计算的湍流通量显示所有站点的值约为 3 到 15 W m − 2。在融化积雪所用的能量方面观察到了很大的差异：在 Schilthorn 计算出的值为 8.46 W m − 2，在 Murtèl–Corvatsch 为 4.17 W m − 2，在 Stockhorn 为 2.26 W m − 2，反映了三个站点积雪高度的差异。总体而言，我们发现不同地点的能量通量存在相当大的差异。这些差异有助于解释和阐释大气变暖的原因。我们认识到净辐射和地面热通量之间存在很强的关系。我们的研究结果进一步证明了长期监测的重要性，以便更好地了解地表能量平衡成分的变化对永久冻土热状况的影响。所提供的数据集可用于改进永久冻土建模研究，例如，提高对永久冻土融化过程的了解。此处显示和描述的数据可在以下网站下载：https://doi.org/10.13093/permos-meteo-2021-01 (Hoelzle et al., 2021)。
阿联酋公布小行星带探测任务 - 阿拉伯时报
迪拜，5 月 30 日（美联社）：阿拉伯联合酋长国周一公布了发射一艘宇宙飞船探索太阳系主要小行星带的计划，这是这个石油资源丰富的国家在 2020 年成功向火星发射希望号航天器后的最新太空项目。该项目被称为阿联酋小行星带任务，旨在未来几年开发一艘航天器，然后在 2028 年发射，以研究各种小行星。“这次任务是火星任务的后续行动，它是从该地区首次前往火星的任务，”阿联酋小行星带任务项目主管 Mohsen Al Awadhi 说。“我们通过这次任务创造同样的东西。也就是说，这是有史以来第一次专门探索这七颗小行星的任务，也是从宏伟壮丽的角度看的第一次此类任务。”2021 年 2 月，阿联酋的“希望”号探测器抵达火星，成为第一个阿拉伯国家，也是有史以来第二个首次成功进入火星轨道的国家。该探测器的目标包括提供火星大气及其各层的第一张完整图像，并帮助解答有关火星气候和成分的关键问题。如果成功，这艘新宣布的航天器将以每小时 33,000 公里（20,500 英里）的速度飞行，为期七年，探索六颗小行星。最终，它将在第七颗罕见的“红色”小行星上部署一艘登陆艇，科学家称这可能为了解地球生命的基础提供线索。水等有机化合物是生命的重要组成部分，已在某些小行星上发现，可能是通过与其他富含有机物的天体碰撞或在太空中产生复杂的有机分子而产生的。研究这些化合物的起源，以及红色小行星上可能存在的水，可以揭示地球水的起源，从而为了解地球上生命的起源提供宝贵的见解。这项努力对于 2014 年成立的蓬勃发展的阿联酋航天局来说是一个重要的里程碑，因为它是继成功向火星发射 Amal 探测器（或“希望”号）之后的又一举措。这次新的旅程将比火星任务的距离长十倍以上。该探测器以迪拜统治者谢赫·穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆的名字命名，后者还担任世袭统治的阿联酋副总统兼总理。它将首先前往金星，在那里，金星的引力将把它弹回地球，然后到达火星。该飞船最终将到达小行星带，飞行距离小行星带最近处 150 公里（93 英里），总飞行距离为 50 亿公里（约 30 亿英里）。2034 年 10 月，该飞船预计将向第七颗也是最后一颗小行星 Justitia 进行最后一次推进，然后在一年多后部署着陆器。Justitia 被认为是仅有的两颗已知红色小行星之一，其表面可能含有有机物质。“它是小行星带中最红的两个物体之一，科学家们并不真正理解它为什么这么红，”阿联酋航天局的空间科学研究员 Hoor AlMaazmi 说。“有理论认为它最初来自柯伊伯带，那里有更多的红色物体。所以这是我们可以研究的一件事，因为它也有可能富含水。” MBR 探测器将部署一艘登陆艇来研究 Justitia 的表面，该登陆艇将由阿联酋的私人初创公司全面开发。它可能为未来从小行星中提取资源奠定基础，最终支持人类在太空的长期任务 - 甚至可能支持阿联酋到 2117 年在火星建立殖民地的雄心勃勃的目标。