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World File Search System小型化
开发和探索低地球轨道：小型卫星，...
2010 年至 2020 年，约翰霍普金斯大学应用物理实验室 (APL) 在小型卫星和承载有效载荷方面取得的突破，为未来太空无处不在的传感铺平了道路。APL 利用其丰富的空间工程知识、先进的小型化技术以及经过验证的应对新挑战的能力，做出了重要贡献，使我们的星球能够在未来通过前所未有的空间和时间尺度的预测传感和通信进行管理。小型卫星将开启利用太空资产改善地球生活和扩大人类在宇宙中影响力的新时代，APL 将通过独立、拼车和星座任务概念引领潮流。
未来的实验室电生理学
1虽然团队打算在靠近患者生活和工作的社区中提供尽可能多的服务，但必须在医疗中心的复杂环境中提供高度技术和复杂的疗法。“心脏电生理学是现代医学中技术驱动最多的专业之一，” MedStar Health心脏电生理学总监Zayd Eldadah博士说。“早期采用了计算机，机器人技术，三维映射以及设备的小型化，人工智能的整合以及许多其他进步，突出了EP的创新如何改变心脏节奏的护理。最先进的专业值得一个最先进的创新中心，我们希望这项未来的EP实验室将向今天需要他们的疗法提供明天的疗法。”
混杂生理信号的多元卡尔曼滤波回归用于 fNIRS 数据的实时分类
意义：功能性近红外光谱 (fNIRS) 是一种非侵入性技术，用于测量与神经功能相关的人体皮层血流动力学变化。由于其小型化潜力和相对较低的成本，fNIRS 已被提议用于脑机接口 (BCI) 等应用。与诱发神经活动产生的信号相比，大脑外生理产生的信号幅度相对较大，这使得实时 fNIRS 信号解释具有挑战性。通常使用结合生理相关辅助信号（例如短分离通道）的回归技术将脑血流动力学反应与信号中的混杂成分分离。然而，大脑外信号的耦合通常不是瞬时的，需要找到适当的延迟来优化干扰消除。
基于 FDM 的结构电子器件的加速测试和可靠性
摘要：随着电子系统小型化的发展，元件散热问题日益严峻。结构电子学为解决这一问题提供了一种新方法。在这种思路下，电子元件不是缩小所有元件的尺寸，而是嵌入到机械结构中。这种方法有很多优点，但迄今为止，尚未对以这种方式构建的系统的可靠性进行深入研究。在这项研究中，在 FDM 聚合物基板上印刷了由银墨导电迹线组成的电路（带或不带 0 Ω 电阻），并进行了加速老化测试。将样品分为三组，并计算了每组的平均故障时间，最佳组的平均故障时间为 8000 小时。本文还介绍了导致这些系统故障的机制，以及消除这种现象的措施。
智能系统、机器人和控制论 (ISRC)
我们利用桑迪亚国家实验室在电子和元件小型化方面的能力以及材料科学和电源方面的进步来创建创新系统，这些系统正在医学、太空探索和监视等领域引发革命。我们拥有制造能力，可以开发中小型和微型跳跃、爬行、轮式、履带式和铰接式微型机械车辆。微型自动驾驶车辆的发展与我们先进的控制技术相结合，使得能够开发出能够执行当今难以或不可能完成的任务的微型自动驾驶车辆群，例如定位和拆除地雷、检测化学和生物武器以及核实条约。我们专注于利用机械、电气/电子、磁、流体、热和化学现象以及先进材料的小型多领域工程系统。
控制空间和时间中的光
在过去的二十年里，超表面（一种通过空间排列的纳米级特征或“超原子”来操纵光的工程表面）已成为一种强大的概念，可用于定制和控制光的基本特性。透镜、移相器、偏振器和滤光片等传统光学元件体积庞大，需要数个波长的长度尺度才能改变穿过它们的光流。相比之下，光学超表面可以用一层深亚波长尺寸的光学纳米天线来操纵相位、振幅和偏振。用这种超薄扁平结构取代传统笨重光学元件的前景使超表面成为未来光学元件小型化设计工具包的重要组成部分，并实现全新的功能。
用于可见近红外光电检测和挥发性有机化合物传感的多功能二维玻璃石墨烯装置
摘要 多功能器件对于在同一平台上的集成和小型化具有重要意义，但简单地添加功能会导致器件过大。在这里，基于二维 (2D) 玻璃状石墨烯开发了光电检测和化学传感器件，该器件满足两种功能的类似特性要求。与原始石墨烯相比，扭曲的晶格结构产生的适当带隙使玻璃状石墨烯表现出相当甚至更好的光电检测和化学传感能力。由于玻璃状石墨烯与周围大气之间的强相互作用，这些器件对光诱导解吸的敏感度低于基于石墨烯的器件。因此，少层玻璃状石墨烯器件提供正光响应，响应度为 0.22 AW
适用于太空应用的光学低温冷却器
尽管在抑制微振动方面取得了重大进展，但仍然需要真正无振动的替代性低温冷却技术。例如，这已在欧空局制定的欧洲空间领域空间技术需求路线图（即欧洲空间技术协调进程）中有所体现。主要驱动力之一是高质量卫星数据的市场不断增长，这些数据服务于无数的经济、科学和社会目标。虽然这一趋势起源于传统的政府资助的空间计划，但市场上新空间技术公司的数量和活动正在呈指数级增长。除了消除微振动之外，新空间趋势还需要更小、更便宜、更可靠的低温冷却器。因此，小型化、降低成本和可靠性也是关键挑战。
无人机的空气动力学分析。MFD Nimbus
摘要：由于对感兴趣区域数据的信息需求和技术小型化，机器人机载系统得到了快速发展。尽管这些空中系统具有很高的性能，但它们仅用于特定任务，并且受限于大气因素。空中载体的性能和技术战术特性直接取决于空气动力学、系统可靠性和人为因素以及破坏性因素的影响。在全球范围内，空中系统有 6 个任务（监视、检测、分类、识别、跟踪和中和），可根据空气动力学和技术战术特征在不同的作战层面上完成。本文包括一系列 Nimbus MFD 的飞行性能分析、整个飞机的 2D 轮廓和 3D 分析，不包括螺旋桨产生的干扰。