美國賓州大學研究團隊近日發表全球體積最小、可完全程式化的自主機器人，尺寸僅約 0.2×0.3×0.05 毫米，接近微生物尺度，幾乎無法以肉眼辨識。儘管體積極微，這款微型機器人仍具備感測環境、複雜移動與長時間獨立運作的能力，單位成本約為 1 美分，被視為微尺度機器人領域的重要突破。記者黃仁杰／編譯

美國賓州大學研究團隊近日發表全球體積最小、可完全程式化的自主機器人，尺寸僅約 0.2×0.3×0.05 毫米，接近微生物尺度，幾乎無法以肉眼辨識。儘管體積極微，這款微型機器人仍具備感測環境、複雜移動與長時間獨立運作的能力，單位成本約為 1 美分，被視為微尺度機器人領域的重要突破。

[caption id="attachment_201456" align="aligncenter" width="646"] 美國賓州大學研究團隊近日發表全球體積最小、可完全程式化的自主機器人。(圖／翻攝自賓州大學)[/caption]

這項成果結合了兩所學術機構的關鍵技術。推進系統由賓州大學研發，而超低功耗的運算核心則來自密西根大學。透過這項整合，機器人能在液體環境中游動、對溫度變化作出反應，甚至能以群體方式協同移動，行為模式類似魚群。

賓州大學電機與系統工程助理教授馬克．米斯金指出，將自主機器人的尺度縮小一萬倍，等於為可程式化機器開啟一個全新的微觀世界，應用潛力遠超過現有想像。

研究團隊指出，微尺度移動是長期以來最大的技術難題之一。在這樣的尺度下，水的物理特性不再像液體，而更接近黏稠的瀝青，使傳統推進方式幾乎失效。為此，團隊改變思路，讓機器人不直接移動自身，而是透過電場驅動液體中的離子，進而推動周圍水分子產生前進動力。由於沒有任何機械活動零件，這種設計大幅提升耐用性，使機器人能在液體中連續運作數月。

在運算與供電方面，密西根大學團隊開發出功耗僅 75 奈瓦的微型電腦，遠低於任何消費級穿戴裝置。機器人表面大部分空間被太陽能板占據，程式指令則被高度壓縮，複雜的推進控制甚至可由單一專用指令完成。研究人員透過光脈衝為機器人供電與寫入程式，每個機器人也具備獨立識別碼，使群體中的個體能被指派不同任務。

這些機器人還配備高精度溫度感測器，誤差僅約正負三分之一攝氏度，可主動移動至較高溫區域，或透過溫度變化間接反映細胞活動狀態。研究團隊表示，機器人會以「擺動」方式回傳資訊，類似蜜蜂的搖擺舞，用於傳遞環境數據。

研究人員認為，這一代成果僅是起點。未來版本有望搭載更複雜的程式與感測器，並能在更嚴苛的環境中運作，為細胞監測、微型裝置組裝等應用鋪路，開啟微尺度智慧機器人的全新時代。

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編譯／Elisa 賓州大學神經外科艾薩克‧陳教授(H. Issac Chen)與團隊週四在《Cell Stem …

編譯／Elisa

賓州大學神經外科艾薩克‧陳教授(H. Issac Chen)與團隊週四在《Cell Stem Cell》雜誌刊登一項研究寫道，研究人員發現人腦類器官、這個從實驗室培養出的神經元團塊(clump)，能和正在發育的老鼠大腦整合，並透過研究單一神經元結構，深入了解整合原理。團隊將在實驗室培養了80天的人類幹細胞神經元，移植到視覺皮質持續受損的齧齒動物大腦中，三個月內就與齧齒動物大腦整合在一起，類器官數量與大小都在增加，形成血管化狀態，發出投射反應，並和老鼠神經元形成突觸(synapses)。

研究團隊利用螢光標記過的病毒注射到齧齒動物眼睛裡，檢測與追蹤類器官與宿主腦細胞間的物理聯繫，也就是追蹤老鼠視網膜的神經元連接，利用電極探針測量神經元對各種刺激的反應，接著在將類器官暴露在閃光燈與交替的黑白光下。結果發現類器官內的大量神經元對特定方向的光產生反應，也就是說這些神經元不只和視覺系統整合，也發揮了視覺皮層的特定功能。而在此之前，一些研究表明人類神經元移植到齧齒動物體內九到十個月後，仍未完全成熟。

陳教授表示這項研究發現證明類器官有望重建受損大腦區域，神經組織具有修復腦損傷的潛力，但類器官與大腦整合的方式，以及類器官還能用在其他哪些大腦皮層區域還有待了解，才能更好掌控和加快類器官整合過程。

資料來源：Interesting Engineering

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美國總統拜登簽署了《晶片和科學法案》，該法案通過稅收抵免向國內半導體製造投資 520 億美元，並通過國家科學基 …

美國總統拜登簽署了《晶片和科學法案》，該法案通過稅收抵免向國內半導體製造投資 520 億美元，並通過國家科學基金會支持科學、技術、工程、數學（STEM）研究和教育計畫。

到底什麼是晶片法案？賓州大學華頓商學院的Panasonic邏輯與製造榮譽退休教授 Morris A. Cohen將在以下問答為我們做出解答。

Q：剛剛簽署成為法律的半導體法案有哪些顯著特點？

A：這一切都與回流有關：恢復產能，恢復工作崗位，並為做出這些決定的公司提供經濟激勵。其中，有數十億美元以各種形式的激勵和回扣流向半導體，他們想要鼓勵製造半導體晶片的公司，在美國建造更多的製造能力。從歷史上看，當這個行業多年前開始時，就產能而言，美國處於主導地位。隨著製造業的離岸外包，我們現在在全球產出中所佔的比例要小得多，很多工作都被外包了。

Q：該法案在商界得到廣泛支持嗎？惠普、英特爾、洛克希德等，似乎都出現在法案簽署上。

A：我敢肯定，業內所有受益的公司都喜歡它。這降低了他們的成本。增加產能的決定已經宣布：英特爾和台積電等公司宣布了多個數十億美元的項目來增加和重建工廠。

Q：那麼，這更多是關於保留而不是吸引？

A：此法在我們的經濟中創造了高薪的高階工作，還為我們為許多產品（如汽車）採購關鍵投入提供了安全保障，並具有國防意義，因為所有國防產品，如飛機、導彈，你能想到的，都是半導體的重度用戶。如今，許多產品都使用半導體。因此，擁有更多的國內產能將增加安全性，這是目標。但當然其中有很大的成本，這就是為什麼有些人反對它。

Q：如果有人反對，他們的論點是什麼？

A：並不是每個人都同意「政府」的製造政策的。政府希​​望影響公司正在做出的決定。關於政府或公司是否應該做出這些決定，這是一個長久的爭論。公司絕不會在不考慮其經營所在的所有國家或司法管轄區的限制、激勵措施和政治現實的情況下做出該行業的產能決策。同時，他們希望最大化他們的利潤、股東價值以及公司的所有其他目標。該法案現在將更加重視增加國內產能的決策。這將對改善供應鏈績效產生影響——但要付出代價。那麼，這是對我們資源的最佳利用嗎？對通貨膨脹有什麼影響？它將對稅收產生什麼影響？這些是人們在問的問題。

Q：這會削弱亞洲對該行業的控制嗎？

A：我認為不會。台灣、韓國以及現在正在崛起的中國的主導地位可能不會消失。每個國家都有相似的目標：他們希望本國人民能夠獲得高薪工作，創造新技術，享受高性能、低成本、優質產品的好處。這些是每個國家都共有的目標，因此，每個有能力的國家都將參與競爭，試圖影響國內製造商以擴大和吸引其他公司的新產能。爭論的焦點是台灣、韓國和中國大陸的增長得到了政府的大力補貼，而現在美國要做的事情將比過去做得更多。所以，這是一場誰能補貼更多的競爭。

Q：那歐洲的半導體製造業在哪裡？

A：西歐有一些非常先進的半導體公司，即德國、荷蘭、法國和英國。他們的權衡取捨類似於美國公司的取捨。他們不想看到工作消失。我預測他們將以同樣的方式競爭。這是一場全球性的比賽，而且一直如此。該法案所做的是試圖通過激勵措施來影響最終的路線，但不一定會造成重大的結構性變化。我認為這不會導致其他生產商停止在台灣或韓國生產。他們將在美國生產更多產品，因為這樣做在經濟上更具吸引力，正如他們已經說過的那樣。但我們可能無法回到美國擁有多數產能的時候。

Q：晶片的短缺是變好了還是更糟了？

A：它可能變得好了。每個人都知道晶片大短缺。而緩解短缺只能增加產能，問題是建廠需要一年多的時間。當從做出想要增加容量的決定到實際量產時，會有一到兩年的延遲。因此，我認為在這場危機爆發時考慮和宣布的項目並沒有帶來新的生產能力。 我們可能需要六到九個月才能看到影響。

Q：你對法案的通過感到驚訝嗎？

A：不。我認為，考慮到對能力的需求和存在的風險，不做像這個法案這樣的事情是非常困難的。我們現在對這個問題有了更好的認識。因此，最終政府將不得不做比他們過去所做的更多的事情。法案通過是有道理的。然而，它的影響還有待觀察。它將對預期方向產生影響，但尚不清楚它是否會對半導體的選址和採購以及風險轉移產生重大影響。（記者／莊閔棻）

參考資料：

https://penntoday.upenn.edu/news/whats-semiconductor-bill-CHIPS-Act

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