追問daily | 投射即預(yù)測？精神分析與神經(jīng)科學(xué)的殊途同歸；從未生育也能擁有母性大腦

█ 腦科學(xué)動態(tài)

Science：蛋白質(zhì)缺乏如何重塑大腦對必需氨基酸的渴望

Nature：從未生育也能擁有母性大腦

Nature：人工智能從頭設(shè)計(jì)微型蛋白精準(zhǔn)靶向GPCR受體

投射即預(yù)測？精神分析與神經(jīng)科學(xué)的殊途同歸

人腦如何將目標(biāo)轉(zhuǎn)化為行動：前額葉與運(yùn)動皮層間的通信子空間

補(bǔ)充麥角硫因有望改善長期服用抗精神病藥物患者的認(rèn)知功能

█ AI行業(yè)動態(tài)

融資700億、價格砍七成：DeepSeek將推出桌面AI Agent

Claude記憶架構(gòu)大翻新，為Conway智能體鋪平道路

跨物種腦機(jī)接口新探索：Dognosis用犬類嗅覺+神經(jīng)信號重構(gòu)早癌篩查入口

█ AI驅(qū)動科學(xué)

新型光子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)4飛焦耳超低能耗光開關(guān)

能耗直降75倍！神經(jīng)形態(tài)芯片與儲層計(jì)算賦予軟體機(jī)械臂運(yùn)動智慧

清華大學(xué)最新模型：2050年全球100%可再生能源供電技術(shù)可行

檢索增強(qiáng)操作框架提升機(jī)器人3D空間推理與復(fù)雜指令執(zhí)行能力

改變混合順序提升千倍導(dǎo)電率，熱可逆離子生物凝膠助力可穿戴腦監(jiān)測

腦科學(xué)動態(tài)

Science：蛋白質(zhì)缺乏如何重塑大腦對必需氨基酸的渴望

動物在缺乏蛋白質(zhì)時如何精準(zhǔn)選擇所需營養(yǎng)？Boram Kim與Greg S. B. Suh等研究人員（韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所、首爾大學(xué)等）揭示了腸道檢測蛋白質(zhì)缺乏并引導(dǎo)大腦尋找必需氨基酸的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)了一個未知的腸腦雙重信號調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。

? 蛋白質(zhì)缺乏會觸發(fā)果蠅腸道上皮細(xì)胞釋放肽 CNMa，從而啟動腸-腦通訊。這種腸-腦信號傳導(dǎo)建立了一個正反饋回路，維持神經(jīng)元活動和 CNMa 的產(chǎn)生。Credit: Institute for Basic Science

該研究主要以果蠅為模型，結(jié)合神經(jīng)成像、行為實(shí)驗(yàn)和基因工具展開。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)果蠅缺乏蛋白質(zhì)時，腸道上皮細(xì)胞會釋放一種名為CNMamide（CNMa，一種肽類激素）。這觸發(fā)了兩條互補(bǔ)的腸腦通訊通路：首先，一條快速的神經(jīng)回路被激活，帶有CNMa受體的腸道神經(jīng)元迅速將信息傳至大腦；其次，一條較慢的激素通路通過血液循環(huán)中的CNMa持續(xù)作用于大腦。在腦內(nèi)，CNMa激活了橢球體（ellipsoid body）中的R3m神經(jīng)元，促進(jìn)對必需氨基酸的攝入。同時，該信號途徑抑制了DH44神經(jīng)元（一種糖感應(yīng)神經(jīng)元），從而降低動物對碳水化合物的興趣，徹底改變其飲食偏好。研究還發(fā)現(xiàn)，腸道共生菌群對該過程具有調(diào)控作用。進(jìn)一步的小鼠模型實(shí)驗(yàn)表明，這種精準(zhǔn)調(diào)節(jié)特定營養(yǎng)素食欲的機(jī)制在哺乳動物中是進(jìn)化保守的，并且獨(dú)立于以往已知的重要激素FGF21（fibroblast growth factor 21，成纖維細(xì)胞生長因子21）。該發(fā)現(xiàn)為肥胖和代謝疾病的干預(yù)提供了重要思路。研究發(fā)表在 Science 上。

#疾病與健康 #跨學(xué)科整合 #再生醫(yī)學(xué) #嵌合體 #先天免疫

閱讀更多：

“Complex Interplay of Neuronal and Hormonal Gut-Brain Responses to Essential Amino Acid Deficit.” Science. www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv3355. Accessed 25 May 2026

Nature：從未生育也能擁有母性大腦

生育如何長期重塑母親的大腦結(jié)構(gòu)與行為適應(yīng)性？Jennifer C. O’Chan和Giuseppina Di Salvo等（西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院）揭示了多巴胺在驅(qū)動母性大腦持續(xù)重塑中的核心作用，發(fā)現(xiàn)其不僅提升了母鼠的育兒與認(rèn)知能力，還為產(chǎn)后抑郁等神經(jīng)及心理疾病提供了新機(jī)制。

這項(xiàng)研究通過對比經(jīng)歷生育的小鼠與未生育小鼠的全腦轉(zhuǎn)錄組，發(fā)現(xiàn)背側(cè)海馬結(jié)構(gòu)是基因表達(dá)發(fā)生劇烈改變的核心區(qū)域。行為測試顯示，生育小鼠展現(xiàn)出更快的幼崽尋回速度和更強(qiáng)的情境學(xué)習(xí)能力。然而，在引入產(chǎn)后慢性應(yīng)激（chronic postpartum stress，通過母嬰分離模擬長期壓力）模型后，這些適應(yīng)性改變和神經(jīng)可塑性均被破壞。通過單細(xì)胞測序，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)多巴胺不僅傳遞信號，還引發(fā)了組蛋白H3多巴胺化修飾（H3 dopaminylation，一種調(diào)控基因開關(guān)的表觀遺傳變化），沉默特定基因以實(shí)現(xiàn)大腦的長效適應(yīng)。利用化學(xué)遺傳學(xué)抑制未生育小鼠該腦區(qū)的多巴胺釋放，竟成功復(fù)現(xiàn)了生育帶來的表觀遺傳與基因特征。該發(fā)現(xiàn)明確了長期行為適應(yīng)的根本路徑。研究發(fā)表在 Nature 上。

#疾病與健康 #神經(jīng)機(jī)制與腦功能解析 #多巴胺 #表觀遺傳學(xué) #母性大腦

閱讀更多：

O’Chan, Jennifer C., et al. “Dopamine Drives Persistent Remodelling of the Maternal Brain.” Nature, May 2026, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10509-4

Nature：人工智能從頭設(shè)計(jì)微型蛋白精準(zhǔn)靶向GPCR受體

精確調(diào)控跨膜受體蛋白一直是藥物研發(fā)的難題。Edin Muratspahi?與David Baker等（Skape Bio公司等）通過人工智能從頭設(shè)計(jì)，成功開發(fā)出高親和力微型結(jié)合蛋白，在動物實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了其媲美臨床藥物的卓越療效。

研究團(tuán)隊(duì)采用多層次策略攻克這一難題。首先，他們利用含有5個氨基酸的核心序列引導(dǎo)人工智能擴(kuò)散模型，從頭生成微型蛋白；同時借助AlphaFold2提取自然支架進(jìn)行序列重設(shè)計(jì)。為快速鎖定有效分子，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了受體分流（receptor diversion，一種在細(xì)胞中通過改變受體正常轉(zhuǎn)運(yùn)軌跡來篩選高親和力結(jié)合蛋白的顯微技術(shù)）技術(shù)。結(jié)果顯示，這些蛋白能作為激動劑激活與疼痛相關(guān)的受體，或作為拮抗劑抑制與癌癥相關(guān)的CXCR4等受體。通過冷凍電鏡解析的5種設(shè)計(jì)蛋白結(jié)構(gòu)與計(jì)算模型高度吻合。在小鼠實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)的CXCR4拮抗劑動員造血干細(xì)胞的效果與現(xiàn)行臨床藥物相當(dāng)，且不良反應(yīng)更少。相關(guān)計(jì)算模型與技術(shù)正推進(jìn)全新的靶向藥物管線。研究發(fā)表在 Nature 上。

#疾病與健康 #其他 #蛋白質(zhì)設(shè)計(jì) #新藥研發(fā) #G蛋白偶聯(lián)受體

閱讀更多：

Muratspahi?, Edin, et al. “De Novo Design of Miniproteins Targeting GPCRs.” Nature, May 2026, pp. 1–3. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10656-8

投射即預(yù)測？精神分析與神經(jīng)科學(xué)的殊途同歸

精神分析的現(xiàn)象學(xué)描述與神經(jīng)科學(xué)的機(jī)制研究之間長期存在鴻溝。Erik St?nicke及其團(tuán)隊(duì)（奧斯陸大學(xué)）通過理論分析指出，弗洛伊德的模型與當(dāng)今腦科學(xué)的預(yù)測處理范式高度契合。研究證實(shí)投射與預(yù)測在功能上具有一致性，共同揭示了心智追求心理穩(wěn)態(tài)的本質(zhì)，為理解精神障礙的維持機(jī)制與治療提供了新視角。

該研究通過跨學(xué)科整合，系統(tǒng)比較了精神分析核心概念與計(jì)算神經(jīng)科學(xué)的預(yù)測處理和自由能原理。研究指出，大腦試圖通過消除不確定性來維持穩(wěn)態(tài)。神經(jīng)科學(xué)中的感知推理和主動推理分別對應(yīng)精神分析中的內(nèi)投和投射機(jī)制。

研究結(jié)果表明，妄想癥或內(nèi)在批判聲音等精神障礙癥狀，實(shí)際上是大腦為了降低由于未知帶來的不確定性，而被迫維持的僵化且缺乏靈活性的預(yù)測模型。這些患者在潛意識中迫使現(xiàn)實(shí)符合其內(nèi)部的負(fù)面預(yù)期。此外，研究強(qiáng)調(diào)了驚奇（surprise，即由于預(yù)測誤差引發(fā)的不悅情感反應(yīng)）在心理治療中的關(guān)鍵作用。通過在醫(yī)患關(guān)系中引入新的互動體驗(yàn)，打破患者固有的預(yù)測模型并引發(fā)這種認(rèn)知沖突，可以促使大腦主動更新其僵化的程序性記憶。這一發(fā)現(xiàn)將主觀體驗(yàn)與神經(jīng)生理機(jī)制完美結(jié)合。研究發(fā)表在 Entropy 上。

#疾病與健康 #心理健康與精神疾病 #預(yù)測處理 #精神分析 #認(rèn)知科學(xué)

閱讀更多：

St?nicke, Erik, et al. “Freud’s Model of the Mind Within a Predictive Processing Neuroscientific Paradigm.” Entropy, vol. 28, no. 3, Mar. 2026, p. 318. www.mdpi.com, https://doi.org/10.3390/e28030318

人腦如何將目標(biāo)轉(zhuǎn)化為行動：前額葉與運(yùn)動皮層間的通信子空間

大腦如何將抽象目標(biāo)轉(zhuǎn)化為具體動作？Neha Binish和Jonas Terlau等（蒂賓根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和蒂賓根大學(xué)）發(fā)現(xiàn)了前額葉皮層與初級運(yùn)動皮層間的獨(dú)特通信子空間，揭示了指導(dǎo)適應(yīng)性行為的關(guān)鍵神經(jīng)通路。

? 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、電極放置、行為和關(guān)鍵假設(shè)。Credit: Binish et al.

研究團(tuán)隊(duì)記錄了12名植入顱內(nèi)電極的難治性癲癇患者的大腦活動。參與者被要求完成一項(xiàng)根據(jù)情境線索快速識別目標(biāo)的任務(wù)。通過結(jié)合計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析前額葉皮層和初級運(yùn)動皮層的數(shù)據(jù)，研究人員在大腦的高維活動中識別出了一個低維的通信子空間（communication subspace，即嵌入在復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中專門用于信息中繼的簡化信號通道）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這一特定空間能在單次試驗(yàn)中選擇性地過濾并傳遞與行為相關(guān)的情境預(yù)測信息。相較于單獨(dú)觀察上述兩個獨(dú)立腦區(qū)，該子空間內(nèi)的神經(jīng)活動能夠更加精準(zhǔn)地預(yù)測基于不同情境的動作計(jì)劃。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了大腦正是通過協(xié)調(diào)的區(qū)域間種群動態(tài)（interareal population dynamics，即不同腦區(qū)神經(jīng)元群體協(xié)同活動的網(wǎng)絡(luò)模式）來實(shí)現(xiàn)高效的信息交互與通訊。相關(guān)成果有望推動帕金森病等存在動作規(guī)劃困難的疾病機(jī)制研究，并為開發(fā)直接翻譯人類意圖的腦機(jī)接口提供理論啟發(fā)。研究發(fā)表在 Nature Neuroscience 上。

#神經(jīng)科學(xué) #意圖與決策 #前額葉皮層 #動作規(guī)劃 #神經(jīng)群體動力學(xué)

閱讀更多：

Binish, Neha, et al. “A Communication Subspace Relays Context-Dependent Actions from Human Prefrontal to Motor Cortex.” Nature Neuroscience, May 2026, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-026-02290-4

補(bǔ)充麥角硫因有望改善長期服用抗精神病藥物患者的認(rèn)知功能

長期服用抗精神病藥物常導(dǎo)致患者認(rèn)知功能衰退，但其機(jī)理一直不明。徐州醫(yī)科大學(xué)和北京回龍觀醫(yī)院的Mingxuan Zheng、Hanrong Yan、Wenting Hao、Huimei An、Yinghua Yu與Kuiyang Zheng等揭示了此類藥物通過耗竭特定腸道微生物代謝物從而誘發(fā)認(rèn)知受損的完整致病通路。

研究人員以小鼠為模型，對其進(jìn)行八周的奧氮平（一種常用的非典型抗精神病藥物）持續(xù)暴露。多組學(xué)分析顯示，藥物導(dǎo)致小鼠腸道菌群失調(diào)，特別是藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria，一類能合成特定生物分子的腸道微生物）豐度大幅下降，進(jìn)而引發(fā)血液和腦內(nèi)麥角硫因（ergothioneine，一種人體無法自身合成、完全依賴微生物產(chǎn)生且具有強(qiáng)抗氧化作用的代謝物）顯著耗竭。這一現(xiàn)象在服用利培酮和氯氮平的患者及小鼠中同樣得到驗(yàn)證。通過糞菌移植（FMT，將供體腸道菌群植入受體以改變其菌群組成的實(shí)驗(yàn)技術(shù)），證實(shí)了菌群改變是導(dǎo)致認(rèn)知損傷的直接原因。機(jī)制層面，麥角硫因缺乏激活了海馬區(qū)蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B，一種氧化還原敏感磷酸酶），抑制了抗氧化調(diào)控因子，引發(fā)嚴(yán)重氧化應(yīng)激與突觸結(jié)構(gòu)受損。補(bǔ)充麥角硫因或特異性敲除海馬神經(jīng)元中的PTP1B編碼基因，均能有效逆轉(zhuǎn)上述神經(jīng)突生長異常與認(rèn)知缺陷。研究發(fā)表在 Cell Host & Microbe 上。

#疾病與健康 #心理健康與精神疾病 #腸腦軸 #抗精神病藥物 #麥角硫因

閱讀更多：

Zheng, Mingxuan, et al. “Gut Microbiota-Derived Ergothioneine Alleviates Antipsychotic-Induced Synaptic and Cognitive Impairments.” Cell Host & Microbe, vol. 34, no. 5, May 2026, pp. 959-974.e7. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.chom.2026.03.020

AI 行業(yè)動態(tài)

融資700億、價格砍七成：DeepSeek將推出桌面AI Agent

人工智能公司DeepSeek近日宣布將其API定價永久調(diào)整為原價的四分之一，引發(fā)全球開發(fā)者關(guān)注。此前限時優(yōu)惠結(jié)束后，官方直接將價格砍掉75%，使得實(shí)際費(fèi)率遠(yuǎn)低于GPT-5.5、Claude Opus 4.7等國際主流模型，且計(jì)價單位從美元轉(zhuǎn)為人民幣。在保持模型性能頂尖的同時，DeepSeek V4 Pro憑借獨(dú)創(chuàng)的注意力架構(gòu)、并行策略和顯存量化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了極低的推理成本，價格僅為國際同級別模型的十分之一以下。這一舉措被視作對高頻調(diào)用代碼API的開發(fā)者和企業(yè)的巨大讓利，也引發(fā)了外界對其低價策略可持續(xù)性的討論。

就在降價通知發(fā)布前一天，彭博社報道DeepSeek正推進(jìn)一輪高達(dá)700億元人民幣的融資，有望創(chuàng)下中國科技初創(chuàng)企業(yè)首輪融資的歷史紀(jì)錄。創(chuàng)始人梁文鋒在投資者會議上明確表示，公司將把突破性AI研究置于短期商業(yè)化之前，以實(shí)現(xiàn)通用人工智能為最終目標(biāo)。投資方陣容包括國家人工智能產(chǎn)業(yè)投資基金、騰訊、IDG資本等，寧德時代、京東、網(wǎng)易也在談判中。與此同時，DeepSeek開始組建Harness團(tuán)隊(duì)，內(nèi)部對標(biāo)Anthropic的Claude Code，旨在開發(fā)桌面端智能體產(chǎn)品，將強(qiáng)大的代碼能力轉(zhuǎn)化為改變開發(fā)者工作流的實(shí)際應(yīng)用。

#DeepSeek #API降價 #百億美元融資 #AGI #AI智能體

閱讀更多：

https://www.bloomberg.com/news/articles/2026-05-22/deepseek-founder-declares-agi-goal-as-10-billion-round-advances

從便簽到Wiki：Claude記憶架構(gòu)大翻新，為Conway智能體鋪平道路

人工智能公司Anthropic正為Claude測試一套全新的“雙模記憶系統(tǒng)”，旨在徹底重構(gòu)其記憶架構(gòu)。新系統(tǒng)在保留原有將信息壓縮為單一摘要的“經(jīng)典記憶”模式外，新增了革命性的“文件記憶”（Memory Files）功能。該功能允許Claude在對話中自動將信息整理成按話題或項(xiàng)目區(qū)分的結(jié)構(gòu)化文檔，形成一個內(nèi)置的“個人維基（Wiki，一種支持多人協(xié)作編輯的知識庫系統(tǒng)）”。當(dāng)后續(xù)對話涉及相關(guān)主題時，Claude僅選擇性讀取對應(yīng)文件，從而突破了單一摘要的容量瓶頸，實(shí)現(xiàn)了近乎無限的持久化記憶，并能精準(zhǔn)按需檢索。用戶也能像編輯文檔一樣，隨時瀏覽、修改或刪除這些記憶文件，重新獲得了對AI記憶的控制權(quán)。

伴隨文件記憶一同亮相的，還有名為“夢境”的異步后臺記憶整合機(jī)制。該機(jī)制受人類快速眼動期（REM）睡眠啟發(fā)，能在Claude空閑時自動對積累的記憶文件進(jìn)行合并重復(fù)項(xiàng)、更新過時信息、解決矛盾等深度整理，從而提升記憶質(zhì)量。為企業(yè)客戶設(shè)計(jì)的“夢境”預(yù)覽版已展現(xiàn)出將首次處理錯誤率降低97%等顯著效果。更重要的是，這些記憶升級被視為是為即將到來的殺手級產(chǎn)品“Conway智能體”鋪路。Conway是一個設(shè)計(jì)為7x24小時永不下線的AI智能體平臺，擁有獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境，能主動監(jiān)聽事件、執(zhí)行任務(wù)、操控瀏覽器等。文件記憶提供了存儲架構(gòu)，夢境提供了自動維護(hù)機(jī)制，二者共同為Conway的持久自主運(yùn)行奠定了基石，標(biāo)志著AI從被動應(yīng)答向主動行動的范式轉(zhuǎn)變。

#Claude記憶系統(tǒng) #文件記憶 #夢境機(jī)制 #Conway智能體 #持久AI

閱讀更多：

https://www.testingcatalog.com/anthropic-plans-claude-memory-update-with-new-memory-files/

跨物種腦機(jī)接口新探索：Dognosis用犬類嗅覺+神經(jīng)信號重構(gòu)早癌篩查入口

印度班加羅爾初創(chuàng)公司Dognosis近期引發(fā)行業(yè)關(guān)注，其核心思路并非簡單利用犬類聞癌癥的能力，而是將這一生物感知過程通過腦機(jī)接口數(shù)字化，構(gòu)建可訓(xùn)練、可量化、可擴(kuò)展的疾病篩查系統(tǒng)。公司推出的BreathEasy產(chǎn)品定位為非侵入式呼氣檢測平臺，受檢者佩戴定制面罩正常呼吸約10分鐘，系統(tǒng)采集呼氣中的揮發(fā)性有機(jī)物。樣本隨后送至實(shí)驗(yàn)室，由訓(xùn)練過的生物醫(yī)學(xué)檢測犬在受控環(huán)境中分析。關(guān)鍵在于，Dognosis自研了犬用腦機(jī)接口DogSense，用于記錄犬只嗅聞時的腦電圖及行為數(shù)據(jù)，并配合多模態(tài)機(jī)器學(xué)習(xí)平臺DogOS，將神經(jīng)信號、呼吸模式等信息整合為數(shù)字化的疾病預(yù)測結(jié)果。這相當(dāng)于把犬類天然的嗅覺優(yōu)勢，通過神經(jīng)信號讀取轉(zhuǎn)譯成標(biāo)準(zhǔn)化、可復(fù)核的醫(yī)療決策輸入。

從驗(yàn)證數(shù)據(jù)看，公司宣稱一項(xiàng)與英國Medical Detection Dogs合作、涉及印度6家醫(yī)院1,502名參與者（含283名癌癥患者）的II期研究，在7種癌癥上取得了超過90%的敏感度與特異度，相關(guān)成果曾在ASCO、AACR等國際會議展示。Dognosis試圖將自己定位為多癌種早篩的低門檻入口，聲稱其篩查成本比常規(guī)套餐便宜10倍以上，并已在印度開展10余個醫(yī)院試點(diǎn)。這一路線對腦機(jī)接口領(lǐng)域而言，意義在于將應(yīng)用邊界從“人-機(jī)控制”拓展到跨物種神經(jīng)信號讀取與生物傳感增強(qiáng)診斷。不過，其腦機(jī)接口的具體技術(shù)參數(shù)（如電極數(shù)量、信號質(zhì)量控制）、臨床數(shù)據(jù)的詳細(xì)分層結(jié)果以及系統(tǒng)的可重復(fù)性，仍有待獨(dú)立驗(yàn)證和正式論文披露。無論如何，它展示了一種非典型但有啟發(fā)性的BCI范式：腦機(jī)接口可以作為“生物智能數(shù)字化”的中間層，放大人眼無法直接觀察的天然感知優(yōu)勢。

#犬類腦機(jī)接口 #呼氣早篩 #跨物種AI #多癌種檢測 #生物傳感數(shù)字化

閱讀更多：

https://startuppedia.in/startup-stories/dognosis-is-combining-dogs-and-ai-for-cancer-screening-11837947

AI 驅(qū)動科學(xué)

新型光子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)4飛焦耳超低能耗光開關(guān)

如何在極低功耗下實(shí)現(xiàn)利用光信號控制光信號，一直是開發(fā)高速且節(jié)能的全光計(jì)算系統(tǒng)面臨的關(guān)鍵難題。Zhi Wang、Li He等（賓夕法尼亞大學(xué)與蒙大拿州立大學(xué)）利用二維半導(dǎo)體材料結(jié)合微觀光學(xué)結(jié)構(gòu)，成功開發(fā)出一種能夠在飛焦耳級能耗下運(yùn)行的全光開關(guān)，為未來的人工智能硬件與量子計(jì)算鋪平了道路。

? 二維納米腔激子極化子。(a) 耦合 TMD-PhC 納米腔示意圖。(b) 柵極可調(diào) TMD 堆疊結(jié)構(gòu)示意圖。(c) 懸浮 Si0N1 納米梁腔的掃描電子顯微鏡圖像，插圖顯示了模擬的腔模分布。暗區(qū)懸浮于 SiO2 襯底上。比例尺：500 nm。Credit: Physical Review Letters (2026).

為了使通常不會相互作用的光子產(chǎn)生強(qiáng)烈的非線性光學(xué)響應(yīng)，研究團(tuán)隊(duì)將原子級厚度的二維半導(dǎo)體單層二硒化鉬（MoSe2）與氮化硅光子晶體納米腔（photonic crystal nanocavity，一種能在納米尺度極度壓縮并限制光場的微觀結(jié)構(gòu)）集成在一起。通過這種設(shè)計(jì)，光與原子層中的物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)耦合，形成了一種名為激子極化子（exciton-polariton，兼具光子極速傳播特性與物質(zhì)間相互作用能力的半光半物質(zhì)準(zhǔn)粒子）的混合態(tài)。納米腔作為一個超精密的光陷阱，將這些準(zhǔn)粒子限制在亞波長尺度內(nèi)，顯著增強(qiáng)了粒子間的相互作用強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該器件僅需約4飛焦耳（femtojoule，極微小的能量單位）的能量就能達(dá)到開關(guān)閾值，比以往同類系統(tǒng)低了數(shù)個數(shù)量級，且開關(guān)操作在幾皮秒內(nèi)即可完成。由于該平臺采用了兼容標(biāo)準(zhǔn)制造工藝的結(jié)構(gòu)，未來有望將其大規(guī)模集成到復(fù)雜的光學(xué)微處理器中。研究發(fā)表在 Physical Review Letters 上。

#其他 #計(jì)算模型與人工智能模擬 #光子學(xué) #激子極化子 #二維材料

閱讀更多：

Wang, Zhi, et al. “Strongly Nonlinear Nanocavity Exciton Polaritons in Gate-Tunable Monolayer Semiconductors.” Physical Review Letters, vol. 136, no. 14, Apr. 2026, p. 146901. APS, https://doi.org/10.1103/gc15-qsvf

能耗直降75倍！神經(jīng)形態(tài)芯片與儲層計(jì)算賦予軟體機(jī)械臂運(yùn)動智慧

軟體機(jī)器人憑借極高的靈活性在搜救與醫(yī)療等領(lǐng)域極具潛力，但其復(fù)雜的非線性身體結(jié)構(gòu)使得動態(tài)控制成為長期的工程瓶頸。Noel Naughton、Arman Tekinalp、Keshav Shivam與Mattia Gazzola等（弗吉尼亞理工大學(xué)與伊利諾伊大學(xué)等）利用受大腦啟發(fā)的儲層計(jì)算方法，成功實(shí)現(xiàn)了對仿生軟體機(jī)械臂的高效控制，并大幅降低了計(jì)算能耗。

? 諾埃爾·諾頓團(tuán)隊(duì)制作的軟體機(jī)器人虛擬渲染圖。Credit: Noel Naughton

該研究團(tuán)隊(duì)利用三維虛擬工具構(gòu)建了一個仿生軟體機(jī)械臂模型，其內(nèi)部包含一個中央彈性核心和多對協(xié)同工作的合成肌肉。為了攻克傳統(tǒng)控制方法的局限，研究人員引入了儲層計(jì)算技術(shù)。他們將機(jī)械臂的運(yùn)動數(shù)據(jù)輸入到神經(jīng)儲層中，測試不同運(yùn)動模式并進(jìn)行反饋優(yōu)化。該方法自然地適應(yīng)了機(jī)械臂的彈性動力學(xué)特征，在處理復(fù)雜任務(wù)時成功實(shí)現(xiàn)了同步的肌肉協(xié)調(diào)與自建模，超越了傳統(tǒng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表現(xiàn)。更令人矚目的是，當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)將該算法部署到神經(jīng)形態(tài)硬件上時，其能效比標(biāo)準(zhǔn)中央處理器提高了75倍，比高效中央處理器提高了45倍。這一成果解決了軟體機(jī)器人復(fù)雜的動態(tài)控制難題，也為開發(fā)無束縛的小型實(shí)體機(jī)器人鋪平了道路。研究發(fā)表在 PNAS 上。

#AI驅(qū)動科學(xué) #機(jī)器人及其進(jìn)展 #軟體機(jī)器人 #儲層計(jì)算 #神經(jīng)形態(tài)硬件

閱讀更多：

Naughton, Noel, et al. “Neural Reservoir Control of a Bio-Hybrid Soft Arm.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 123, no. 17, Apr. 2026, p. e2522094123. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2522094123

清華大學(xué)最新模型：2050年全球100%可再生能源供電技術(shù)可行

全球如何構(gòu)建凈零電力系統(tǒng)以緩解氣候變化？清華大學(xué)Ziheng Zhu和Hanjie Mao等構(gòu)建了高分辨率全球模型，證實(shí)到2050年完全依靠可再生能源供電的技術(shù)可行性，并量化了降本策略。

? 凈零排放電力系統(tǒng)的情景框架及相關(guān) SCOE。左圖展示了 15 個情景的概念設(shè)計(jì)，這些情景與基準(zhǔn)情景在需求增長和社會技術(shù)進(jìn)步方面存在差異（情景定義見擴(kuò)展數(shù)據(jù)表 1）。右圖列出了每個情景下按技術(shù)和輸電基礎(chǔ)設(shè)施劃分的相應(yīng) SCOE（美元/兆瓦時）。SCOE 定義為年度資本支出和運(yùn)營支出除以總電力需求，不包括配電和管理成本。UHV：超高壓；DPV：分布式光伏；UPV：公用事業(yè)規(guī)模光伏；CCS：碳捕獲與封存。Credit: Zhu et al.

該研究構(gòu)建了高時空分辨率（0.25° × 0.25°，全年8760小時）的全球電力系統(tǒng)模型。通過協(xié)同優(yōu)化容量擴(kuò)張與運(yùn)行策略，團(tuán)隊(duì)逐小時模擬全球全年的電力需求，并基于可用土地預(yù)測了風(fēng)能和太陽能等可變可再生能源（variable renewable energy，VRE：發(fā)電量受自然天氣影響而波動的清潔能源資源）的部署情況。結(jié)果顯示，構(gòu)建滿足全球用電需求的凈零電力系統(tǒng)在技術(shù)上完全可行，共需部署15至20太瓦的VRE。豐富的VRE能為低收入地區(qū)提供廉價電力，但土地利用是一大挑戰(zhàn)，僅太陽能光伏就需要超900萬公頃土地，且80%以上的VRE需建在用電負(fù)荷中心200公里以內(nèi)。此外，研究證實(shí)需求側(cè)管理（demand-side management，DSM：通過干預(yù)改變用戶用電時間和方式的策略）、擴(kuò)大國際輸電網(wǎng)以及消除技術(shù)貿(mào)易壁壘，可分別使系統(tǒng)成本降低6.5%、5.6%和12.2%。研究發(fā)表在 Nature Energy 上。

#可再生能源 #凈零排放 #電力系統(tǒng)模型

閱讀更多：

Zhu, Ziheng, et al. “Integrated Planning of Net-Zero Power Systems for All.” Nature Energy, May 2026, pp. 1–21. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41560-026-02054-1

檢索增強(qiáng)操作框架提升機(jī)器人3D空間推理與復(fù)雜指令執(zhí)行能力

視覺語言模型（VLM）雖能理解指令，卻缺乏在現(xiàn)實(shí)三維空間執(zhí)行精細(xì)動作所需的空間推理能力。香港中文大學(xué)與浙江人形機(jī)器人創(chuàng)新中心有限公司的Kai Chen、Chengkun Li與Qi Dou等人開發(fā)了檢索增強(qiáng)操作框架，使機(jī)器人無需特定任務(wù)訓(xùn)練即可將抽象語言轉(zhuǎn)化為精確的三維操作行動。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的檢索增強(qiáng)操作（Retrieval-Augmented Manipulation，簡稱RAM，一種將視覺基礎(chǔ)模型與顯式三維物體表示相結(jié)合的系統(tǒng)框架）充當(dāng)了語義意圖與幾何執(zhí)行之間的物理橋梁。RAM系統(tǒng)首先分析機(jī)器人內(nèi)置攝像頭捕獲的圖像，識別特定物體并構(gòu)建以物體為中心的當(dāng)前環(huán)境3D表示。當(dāng)視覺語言模型處理用戶指令時，RAM會將這些3D幾何信息作為增強(qiáng)上下文反饋給模型。這使得系統(tǒng)能將復(fù)雜的抽象指令分解為一系列空間精確且物理上合理的子目標(biāo)。

在真實(shí)機(jī)器人的零樣本測試中，RAM不僅成功引導(dǎo)執(zhí)行了復(fù)雜的空間語言指令，還能在單張2D圖像的引導(dǎo)下完成空間感知操作。更重要的是，當(dāng)面臨物體碰撞或尺寸限制等物理約束時，機(jī)器人能夠自適應(yīng)地重新規(guī)劃行動。在通用三維物體數(shù)據(jù)集上的定量評估結(jié)果顯示，RAM的核心視覺模塊對未見過的物體類別具有極強(qiáng)的泛化能力，且在面對形狀變化和遮擋時表現(xiàn)出高度的魯棒性。研究發(fā)表在 Science Robotics 上。

#大模型技術(shù) #機(jī)器人及其進(jìn)展 #空間推理 #視覺語言模型 #零樣本學(xué)習(xí)

閱讀更多：

“A Retrieval-Augmented Framework Enabling VLM Spatial Awareness for Object-Centric Robot Manipulation.” Science Robotics. www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.aea2092. Accessed 25 May 2026

改變混合順序提升千倍導(dǎo)電率，熱可逆離子生物凝膠助力可穿戴腦監(jiān)測

腦電監(jiān)測常面臨頭發(fā)阻擋電極且凝膠易干致信號衰減的難題。賓夕法尼亞州立大學(xué)的Ankan Dutta等人研發(fā)出一種熱可逆半導(dǎo)體離子生物凝膠。該材料遇熱液化穿透頭發(fā)后冷卻成膠，實(shí)現(xiàn)了長效穩(wěn)定的腦電信號采集。

? 基于混合策略的離子型生物凝膠材料設(shè)計(jì)示意圖——NC、BC-NP、BC-MP、BC-PP 以及層狀結(jié)構(gòu)（不混合的雙連續(xù)體系）。Credit: Science Advances (2026).

研究團(tuán)隊(duì)通過調(diào)控成分的混合順序和相形態(tài)（phase morphology，即材料內(nèi)不同組分的空間分布與結(jié)構(gòu)），將明膠、甘油、離子液體與導(dǎo)電聚合物PEDOT:PSS結(jié)合。研究發(fā)現(xiàn)，混合策略徹底改變了材料性能：當(dāng)利用粘彈性相分離（viscoelastic phase separation，即混合動態(tài)不對稱物質(zhì)時產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)狀分離現(xiàn)象）改變加入順序時，導(dǎo)電區(qū)域會形成互連網(wǎng)絡(luò)，使導(dǎo)電性提升約三個數(shù)量級，且兼具半導(dǎo)體特性與遇熱軟化能力。測試表明，新型生物凝膠能在不同發(fā)質(zhì)頭皮上維持長達(dá)3天的極低接觸阻抗。該材料能準(zhǔn)確記錄大腦在觸覺刺激下的事件相關(guān)去同步化。這克服了可穿戴設(shè)備的長期監(jiān)測障礙，為客觀的神經(jīng)觸覺反饋奠定基礎(chǔ)。研究發(fā)表在 Science Advances 上。

#意識與腦機(jī)接口 #腦機(jī)接口 #神經(jīng)觸覺 #熱可逆生物凝膠 #可穿戴設(shè)備

閱讀更多：

“Controlling Thermoreversibility and Hole Conductivity in Thermoresponsive Ionic Biogels Using Phase Morphology for Neurohaptics.” Science Advances. www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aee0777. Accessed 25 May 2026

整理｜ChatGPT

編輯｜丹雀、存源

關(guān)于追問nextquestion

天橋腦科學(xué)研究院旗下科學(xué)媒體，旨在以科學(xué)追問為紐帶，深入探究人工智能與人類智能相互融合與促進(jìn)，不斷探索科學(xué)的邊界。歡迎評論區(qū)留言，或后臺留言“社群”即可加入社群與我們互動。您也可以在后臺提問，我們將基于追問知識庫為你做出智能回復(fù)哦~

關(guān)于天橋腦科學(xué)研究院

天橋腦科學(xué)研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute）是由陳天橋、雒芊芊夫婦出資10億美元創(chuàng)建的世界最大私人腦科學(xué)研究機(jī)構(gòu)之一，圍繞全球化、跨學(xué)科和青年科學(xué)家三大重點(diǎn)，支持腦科學(xué)研究，造福人類。

研究院在華山醫(yī)院、上海市精神衛(wèi)生中心分別設(shè)立了應(yīng)用神經(jīng)技術(shù)前沿實(shí)驗(yàn)室、人工智能與精神健康前沿實(shí)驗(yàn)室；與加州理工學(xué)院合作成立了加州理工陳天橋雒芊芊神經(jīng)科學(xué)研究院。

研究院還建成了支持腦科學(xué)和人工智能領(lǐng)域研究的生態(tài)系統(tǒng)，項(xiàng)目遍布?xì)W美、亞洲和大洋洲，包括、、、科研型臨床醫(yī)生獎勵計(jì)劃、、科普視頻媒體「大圓鏡」等。