2024年最有趣的11个电子工程新创意

IEEE Spectrum日前发布“2024年值得关注的11个工程里程碑“，列举了未来一年值得关注的科技技能。
那么有哪些电子运用将在明年发光发热，个中又有哪些潜在的芯片运用将会爆发？

地心之旅：到地下20千米获取能源

地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源，具备储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点。

更为主要的是，根据科学家打算，全体地球热量超过了1 10^19 TJ，这意味着，地球的热能足够人类利用620亿年，而地壳内煤储备量只够人类利用近200年。

为了开释地热能的“太瓦”潜力，麻省理工学院的初创公司Quaise Energy正在2024年测试一种深层钻机，这种钻机利用高功率毫米波，可以钻入地壳10到20千米。

要知道，地壳均匀厚度为17千米，以往各种钻探深度都没有打破地壳的范围，只有Quaise Energy公司的20千米才算是达到了下一个层面。

Quaise Energy将从旧的油气钻探构造开始，通过从回旋管爆破辐射来蒸发下面的硬岩。
钻探至地地下20千米时，此处地下温度可达500摄氏度，根据Quaise高管的说法，得到地热能可能是到2050年实现净零排放目标的关键。

内置电池的电磁炉：家用电器的储能系统

现在我们都在利用煤气来做饭，但国外消费者已经掀起转向基于电磁的炉灶和烤箱的风潮，以办理与燃气灶干系的环境问题和康健风险。

虽然这种电器非常节能，但大多数型号都须要改装电源插座，安装本钱高达数百美元。
Channing Street Copper和Impulse Labs这样的初创公司正在通过添加内置电池，来补充常规的墙上插座电源，使电磁炉和电烤箱更易于安装。
Channing Street Copper操持在2024 年初推出电池增压设备。

大略阐明下，如下图所示，国外许多家用电烤箱和电磁炉如下图所示，由于功率过大须要改装插座，而内置电池，也便是内置一个储能装置，就能供应足够功率，从而不再须要换线。

全自主分诊决策系统：无创传感网络数据

DARPA全称“国防前辈研究操持局”，人称现实版“神盾局”，这家机构颇有一丝传奇色彩，研究的内容总是能够压中未来。

在大规模伤亡事宜中，几分钟每每可以决定死活。
2024年下半年，美国DARPA将会开展新一轮的寻衅赛，一项开拓传感器和算法以支持大规模伤亡事宜期间分诊的竞赛。

根据DARPA去年2月的视频演示，该机构正在探求新的方法来帮助处于两个治疗阶段的医务职员：在低级分诊期间，最须要照顾护士的人将被远间隔的传感器识别；然后，当患者病情稳定时，医务职员可以根据从无创传感器网络的数据来决定最佳治疗方案。
三轮比赛将持续到2026年，奖金总额为700万美元。

大略阐明一下，初步分诊由人类亲自评估，可能适宜少数患者，但不适用于大规模伤亡事宜。
在二级分诊中，标准方法是定期检讨生命体征，例如心率和呼吸频率、血氧饱和度和血压。
这些方法可能会错过危及生命的侵害的早期迹象，DARPA分诊寻衅旨在使医疗相应职员能够在大规模伤亡事宜中挽救生命，方法是利用传感器快速自主地供应低级分诊所需的信息，并供应持续监测以预测二级分诊中救生干预的需求。

在空中套娃：用飞机发射无人机

新型导弹发射无人机将于2024年升空，它就像一个在空中套了三层的娃娃一样，装满导弹的无人机会在翱翔时会从轰炸机的腹部开释出来。

LongShot是美国DARPA于2011财年开始研制的一种用于争夺未来沙场制空权的新型无人战斗机，该机在作战过程中采取有人战机（战斗机、轰炸机等）空中投送办法，利用隐身气动形状和隐身涂料，能携带小型雷达和多少枚美军现役或在研的空空导弹（如AIM-120系列、“CUDA”等）对敌方多类空中翱翔器进行攻击，具备人机协同作战能力。

这架无人驾驶飞机由通用原子航空系统公司是DARPA（美国国防高等操持研究局）开拓，今年将进行翱翔测试，以证明其在空基作战中的可行性。
其目标是在引入新飞机的同时扩大空对空导弹和当前级别战斗机的射程和效力。

监测新冠后遗症：用APP预测症状的发生

长新冠（Long Covid，也便是新冠后遗症）是指新冠转阴后，仍旧长期伴有很多身体不适的症状，去医院检讨又检讨不出来什么非常，包括恶心、头晕、疲倦、严重的心悸和胸痛。

长新冠治疗中常常利用的治疗方法称为起搏（Pacing），这种疗法把稳保护受影响者的能量资源，避免可能使症状恶化的身体和精神或感情过度劳累，但与之相悖的是，我们又很难察觉到长新冠对我们身体的影响，因此我们就更加难以调度自己的生活节奏以对抗长新冠。

这便是为什么一位患有长新冠的人Harry Leeming决定创建Visible，一款帮助用户监控活动并避免过度劳累的运用程序，Visible旨在帮助人们掌握自己的活动。

Visible通过监测HRV（心率变异性）预测某人何时会感到疲倦，而这种传感通过光电体积描记法 (PPG) 技能，利用智好手机摄像头，记录用户肤色的眇小变革，丈量心率。

今年，根据Leeming的说法，Visible将推出利用专存心率监测器的高等版运用程序。
Leeming 说，虽然大多数可穿着设备用于赞助磨炼身体，但这些臂带监测器针对降落心率进行了优化，以帮助患有长新冠的人，该运用程序还将从赞许的用户那里网络数据，以帮助研究这些情形。

耗资100亿美元，亚马逊进军卫星互联网

亚马逊估量将在2024年底前通过Project Kuiper“柯伊伯操持”开始供应卫星互联网做事。
这个耗资100亿美元的项目旨在通过向近地轨道发射3000多颗卫星，将可靠的宽带互联网接入扩展到环球屯子地区。

虽然该项目须要数年韶光才能完备完成，但亚马逊将在今年晚些时候开始与客户进行beta测试。
如果成功，Kuiper可以集成到Amazon Web Services套件中。
与此同时，SpaceX的Starlink自2019年以来一贯很生动，已经有5000颗卫星在轨运行。

根据亚马逊（Amazon）及联合发射同盟公司（United Launch Alliance，ULA）官方信息，北京韶光2023年10月7日2时06分，亚马逊提出的卫星互联网“柯伊伯操持”（Project Kuiper）的2颗原型卫星Kuipersat-1和Kuipersat-2搭乘联合发射同盟公司的宇宙神5型（Atlas V）运载火箭发射升空，支配在离地球表面约500公里的高度。
亚马逊在其官方网站上称，这次发射标志着其"原型翱翔"（Protoflight）任务的开始。

太阳电动汽车：明年上路

电动汽车到来之时，很多人就曾畅想过利用太阳能供电，而这将在明年成真。

潜在客户和众筹者期待已久的初创公司Aptera Motors制造的太阳能电动汽车（SEV） 将于 2024年上路。

2015年，Aptera Motors曾发布过一款太阳能电动车，之后公司便破产了，如今三位公司创始人已经重聚，重新量产全新的太阳能电动车。

值得一提的是，Aptera Motors制造的是三轮SEV，采取空气动力学设计，可减少阻力，整体外不雅观看起来颇为新颖。

该车的最新版本将插电式功能与覆盖其车顶的太阳能电池板相结合，一次充电可行驶1600公里，每天利用太阳能发电可行驶65公里。
Aptera表示，它的目标是在2024年开始早期生产，首批将交付2000辆汽车。

零信赖架构：三分之二的信心

“信赖但要验证”是现在美国网络安全政策中的一句谚语。

到2024财年末，即9月，所有美国政府机构都将被哀求切换到零信赖安全架构。
所有用户都必须验证其身份和设备，纵然他们已经连接到政府网络和虚拟专用网络。

零信赖的最早雏形源于耶利哥论坛 。
Forrester前剖析师约翰金德瓦格以“从不信赖，始终验证”思想正式提出“零信赖”这个术语，明确零信赖架构的理念 ，改进了在耶利哥论坛上谈论的去边界化的观点，认为所有网络流量均不可信，该当对访问任何资源的所有要求履行安全掌握。

而现在，零信赖架构指的是一种端到真个网络安全体系，零信赖是一种侧重于数据保护的体系构造方法，常基于业务场景的人、流程、访问、环境等多维成分进行相应的信赖评估，通过信赖级别动态地调度权限，构建动态自适应的安全闭环系统，其创新的安全思想符合新技能的特点，不断提高信息系统和网络的整体安全性。

根据2023年的一份报告，大约三分之二的联邦机构雇用的安全专业职员相信他们的部门将在网络安全的末了期限前完成。

薇拉鲁宾第一缕曙光：解开阴郁宇宙之谜

暗物质和暗能量对研究职员来说，一贯是巨大的寻衅，只管它们占宇宙总能量和物质含量的 95%（暗物质占 27%，暗能量占 68%），但它们对我们来说基本上不可见。
这意味着构成恒星、行星和我们日常周围的统统（包括我们的身体）的物质仅占宇宙含量的 5%。

Vera C. Rubin（薇拉鲁宾）天文台拥有有史以来最大的数码相机，估量将于2024年底首次向天空睁开眼睛。

该天文台配备了一个8.4米的宽视场望远镜，将在长达十年的韶光里，扫描南半球的天空。
它配备了一个3200百万像素的相机，每晚都会从智利山顶上拍摄40个满月大小的区域。
这意味着它可以每三到四个晚上捕获全体可见天空。
薇拉鲁宾天文台投入利用后，将帮助天文学家清点太阳系，绘制银河系舆图，并揭示暗物质和暗能量。

翱翔汽车：在奥运会上叫一辆空中出租车

在今年的巴黎夏季奥运会上，参会者可以开始乘坐电动垂直起降翱翔器（eVTOL，也被人称为翱翔汽车）在城市中穿梭。

德国布鲁赫萨尔的航空初创企业Volocopter操持在比赛期间为体育爱好者和游客供应空中出租车做事，只管Volocopter仍在等待欧盟航空安全局（European Union Aviation Safety Agency）的认证，但Volocopter操持供应三条来回城市各地区的航线，以及两条来回游客航线。
Volocopter的空中出租车将使巴黎成为第一个供应eVTOL做事的欧洲城市。

虽然想法是好的，但走得路却不那么顺。
2023年11月14日， Volocopter 空中出租车巴黎奥运会做事操持遭到了巴黎地方当局险些同等的反对，市议会在审议该主题时公开强烈反对操持，部分与会者乃至称其是“荒谬的”和“生态失落常”。

超音速飞机：比普通飞机快两倍

Boom Technology正在开拓一种名为Overture的客机，其翱翔速率超过音速。
这家美国公司表示，它将在2024年完成其北卡罗来纳州“超级工厂”的培植。

Boom操持每年生产多达33架飞机，该公司声称这将是天下上最快的客机。
Overture的设计速率是当今商用飞机的两倍，飞机翱翔速率将为1.7马赫。
也便是说，从旧金山到东京不再须要10个多小时，6个小时旁边即可，从美联航位于新泽西州的枢纽到伦敦的翱翔韶光也会从6个多小时降到3个半小时。

Boom希望这架飞机由可持续航空燃料供应动力，不包含石油，与此同时，Boom已经从商业航空公司得到了订单，并操持到2027年首飞。

值得一提的是，Boom Technology是自协和式飞机（Concorde）以来最先研发超音速客机的公司。

参考文献

[1] IEEE Spectrum：2024 年值得关注的 11 个有趣的工程里程碑.2024.1.1.https://spectrum.ieee.org/technology-in-2024

[2] 科技直击：钻入地壳20千米！
开释无限能源，美国公司的波钻，究竟什么技能？.2023.11.28.https://mp.weixin.qq.com/s/mIyTXkjHaDNz-tLsBq2zsg

[3] https://www.darpa.mil/news-events/2022-11-16

[4] DOLC：长新冠患者开拓出长新冠监测运用.2023.1.13.https://mp.weixin.qq.com/s/TbG1-jBZwmZr2Im_VLTNvQ

[5] 普惠数码科技：什么是零信赖安全架构？.2023.10.20.https://mp.weixin.qq.com/s/ntgEo_QN5_gfG4WSJTKpYA

[6] 星秘空间：鲁宾天文台可以解开阴郁宇宙之谜.2023.10.15.https://mp.weixin.qq.com/s/8NG-Ft4NFHWTglFsVnXL-Q

[7] 通航圈：Volocopter等eVTOL UAM或将梦碎巴黎奥运会，新加坡那边也不太顺利.2023.11.22.https://mp.weixin.qq.com/s/CnniLOuw-vyIQb6UNZMC2Q

[8] 民用航空网：初创公司Boom Technology操持让搭客重新体验超音速翱翔.2021.7.1.https://mp.weixin.qq.com/s/X6Q0MpinId98eNd9jPwSMg