对人类干预说“不”的对抗神经网络，新一代图形处理器，未来科学大奖等 | 一周科技资讯

Posted 2021-04-26 探臻科技评论

星链构想图（图片来源：SpaceX）

探臻一周

汇总本周（9.2-9.9）科技资讯

收集汇总最新一周的前沿科技资讯，全方位深度展示科技前沿成果。

一周科技看点

1. 国产新冠疫苗首次亮相（医药）

2. 科学家计算出世界上最精确的氘核质量（化学）

3. SpaceX第12批60颗星链卫星升空（航天航空）

4. 浙大研制成功基于自主知识产权类脑芯片的电脑（计算机）

5. 中国科技创新逆势而上，创新指数保持全球第14位（综合）

6. 对人类干预说“不”的对抗神经网络（人工智能）

7. 我国成功发射可重复使用试验航天器（航天航空）

8. 英伟达公司发布新一代图形处理器，相比上一代产品效能提升显著（计算机）

9. 《新英格兰医学杂志》发表研究称，康复者体内抗病毒抗体至少能稳定维持4个月（医药）

10. 未来科学大奖获奖名单公布（综合）

清华大学科技资讯速递：

1.颜宁/尹航合作聚焦疟原虫糖转运蛋白，助力开发新型抗疟药物

2.化工系朱兵团队在国家以下尺度环境拓展的投入产出模型研究中取得重要进展

3.材料学院孙晓丹课题组开发双功能涂层解决种植体无菌性松动

4.地学系阳坤教授研究组发文揭示20世纪90年代中期以来羌塘高原变湿原因

01

国产新冠疫苗首次亮相

2020年中国国际服务贸易交易会于9月5日在京开幕，国药集团受邀参与并展示了两款新冠灭活疫苗，引发全场关注，据了解，这两款疫苗均已经进入最后的三期临床试验阶段，目前已经接种5万人，覆盖115个国家和地区。

国产疫苗（图片来源：环球时报）

探臻简评

@清华大学医学院研究生 邱雨浩

新冠疫苗的亮相标志着我国疫苗研制的进展势头良好，但是展出的疫苗仍然处于Ⅲ期临床试验阶段，不能直接用于商业推广。在疫苗正式上市之前，我们仍然需要做好个人防护。

02

科学家计算出世界上最精确的氘核质量

2020年9月2日，德国的Rau团队在《Nature》中发表了名为Penning trap mass measurements of the deuteron and the HD+ molecular ion的论文中表示，他们已经获得了超精密测量的氘核和HD+质量。同期Jeroen C. J. Koelemeij在《Nature》NEWS AND VIEWS专栏发表题目为“Precise measurement of deuteron mass raises hopes of solving the nuclear-mass puzzle”的评论。

Rau团队给出了氘核和HD+分子离子的绝对质量测量结果（以12^C作为质量参考）。氘核质量值为2.013553212535（17）个原子质量单位，其精度比科学和技术数据委员会（CODATA）给出的值高出2.4倍，与CODATA值相差4.8个标准偏差。HD⁺分子离子质量为3.02137824561（61）个原子质量单位，不仅能对氘核和质子质量的结果进行严格的一致性检查，而且还为氚和氦-3的质量与原子质量单位建立了额外的联系。

发表文章封面（图片来源：《自然》杂志）

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@清华大学化学系研究生 史宛琪

原子核质量的精密测量对物理常数参考值的确定以及中微子质量的探索具有重要意义。由于近期彭宁离子阱（原子核质量测量工具）对轻原子核的质量的测定与早期数据出现较大偏差，相关物理常数（如质子-电子质量比的值）的计算精确度和对HD+的旋转振动光谱从头算的预测能力都受到了一定影响。在这项工作中，Rau团队对彭宁离子阱的装置进行了改装，实现了目前为止最精确的粒子质量测量。这项工作对后续的物理和化学研究都具有重要价值。

03

SpaceX第12批60颗星链卫星升空

美国东部时间9月3日8时46分，在佛罗里达州肯尼迪航天中心，猎鹰9号火箭搭载第12批60颗星链卫星发射升空，目前SpaceX已累计发射超700颗“星链”卫星。发射9分钟后，猎鹰9号一子级着陆在大西洋“当然我仍然爱你”无人驾驶驳船上，据悉该火箭曾于今年6月执行过GPS III三号卫星发射任务。

星链构想图（图片来源：SpaceX）

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@清华大学航天航空学院研究生 焦阳

星链的陆续发射标志着人类对太空的探索更进了一步，美国NASA对星链的布局强调了无死角的互联网投放；但与此同时，我国也应该大力支持类似的科技项目的知识产权研发投入，加快建设自己的“星链”系统，避免被动局面。

04

浙大研制成功基于自主知识产权类脑芯片的电脑

浙江大学联合之江实验室共同研制成功了我国首台基于自主知识产权类脑芯片的类脑计算机（Darwin Mouse），该计算机也是目前国际上神经元规模最大的类脑计算机。这台类脑计算机包含792颗浙江大学研制的达尔文2代类脑芯片，支持1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触，相当于一只小鼠脑内的神经元数量，其运行功耗在350-500瓦之间。

实验中的芯片（图片来源：新浪科技）

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@清华大学计算机系研究生 邹旭

类脑计算是目前的一大发展方向——科学家们认为在芯片结构上通过模仿动物或人类的大脑，就能在计算、感知等任务上得到突破。在计算与工程应用中，常用的高效率模型和类脑计算有相似之处也有不同之处，且并不是模型越接近大脑，计算效率、准确率就会越高的。而现有的“类脑芯片”主要还是仿照脑类结构进行芯片设计，目前此类芯片并没有在通用意义上在解决现实问题上体现比传统芯片更高的效率，而更类似基于某些特定任务而设计的特殊芯片——专门定制的矿机在挖掘比特币上效率远高于常用的CPU或GPU，而诸如类脑芯片的NPU在运行神经网络等特定任务时，由于结构设计的原因，也会优于需要兼容通用任务的CPU或GPU。

05

中国科技创新逆势而上，创新指数保持全球第14位

9月2日，世界知识产权组织发布2020“全球创新指数报告”（GII）。“中国创新质量连续8年在中等收入经济体中名列前茅。在3日的2020“全球创新指数报告”圆桌会议上，世界知识产权组织经济学与统计司首席经济学家卡斯滕·芬克在视频致辞中表示，今年中国的创新产出表现要优于创新投入，排名分别为第26位和第6位，用较少的投入得到的产出相当于德国、英国等高收入经济体。

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@清华大学社会科学学院研究生 尤彦伟

从今年WIPO发布的全球创新指数报告中可以看出虽然经历了“新冠疫情”等全球挑战，我国的创新发展仍实现了稳中求进，创新质量获得了稳步提升，逐步从知识产权大国向知识产权强国迈进。更少的投入获得相对更多的产出一定程度上反映目前我国科技人员总体的创新资源利用效率已经赶超了一部分发达国家经济体，可喜可贺的同时我国科创人员仍需不忘初心，砥砺前行，争取做出更大的成绩。

06

对人类干预说“不”的对抗神经网络

近期，麻省理工学院（MIT）的研究人员发表了一项最新研究，通过深入挖掘GAN的内部工作原理，找到了可以在不重新训练的前提下，重写GAN模型的办法。只要改变特定参数，GAN就会生成特征完全不同的图片，可以帮助研究人员创造出更多全新模型。

但是出乎科研人员意料的是，即使对参数进行了调整，在GAN的认知中仍然有一些无法改变的规则。使用算法在空中画出一扇门的时候，产生的图像变得跟云彩很相似，很有可能GAN对天空中物体的认知还是会受到训练数据的限制。

这说明GAN想创建一个与训练数据不同的环境是存在困难的。更进一步想，我们也能看出，GAN或者其他机器学习模型，通过人类数据认识这个世界的时候，在很多方面都会生成根深蒂固的规则，也包括缺陷和偏见。

利用GAN生成新的图片（图片来源：MIT CSAIL）

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@清华大学工业工程系研究生 刘晓航

对抗神经网络(GAN)是近些年来大火的深度学习模型，通过对抗神经网络创造的图片或视频足以欺骗人类。对于神经网络与人工智能而言，我们希望其具有更强的创造力。然而这一研究结果表明，由于使用了人类的数据对GAN进行训练，这些数据为模型内部建立起了一套人类社会的运行逻辑并成为了模型理解世界运行的准则，这在一定程度上限制了模型的想象力与创造性。因而，如何突破数据和算法的桎梏，将个性化与想像加入到模型中是人工智能发展面临的难题与考验。

07

我国成功发射可重复使用试验航天器

我国4日在酒泉卫星发射中心，利用长征二号F运载火箭，成功发射一型可重复使用的试验航天器。试验航天器在轨运行一段时间后，于9月6日返回国内预定着陆场，期间，将按计划开展可重复使用技术验证，为和平利用太空提供技术支撑。这是长征二号F运载火箭第14次执行发射任务。

（图片来源系网友想象）

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@清华大学电机系研究生 刘寒玉

恭喜中国航天可重复使用试验航天器成功着陆，试验取得圆满成功。这标志着我国在可复用航天运载器领域走出了关键性的一步。但在本文截稿日前，官方没有透露航天器照片或者名字，依然十分神秘。

08

英伟达公司发布新一代图形处理器，相比上一代产品效能提升显著

北京时间9月2日，英伟达公司发布RTX3090，RTX3080和RTX3070三款图形处理器，旗舰产品配备GA102-300 GPU，拥有10496个CUDA核心，24GB GDDR6X显存，算力可达35.7TFLOPs；同时搭载英伟达AI技术核心的Tensor Core，可以保障AI算法的流畅运行。

RTX30系列图形处理器架构（图片来源：NVIDIA）

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@清华自动化系研究生 陈旭佳

RTX30显卡一推出，消费者欢呼雀跃。和上一代的20系显卡相比，全新的30系兼有出色的性能与性价比，可以说是真正的革命性的进步。作为一个常年挤牙膏的大厂，突然间给用户发糖，不得不让人感叹——真香！

09

《新英格兰医学杂志》发表研究称，康复者体内抗病毒抗体至少能稳定维持4个月

来自冰岛的科学家在顶级医学期刊《新英格兰医学杂志》上发表的重要临床数据，数据表明：新冠肺炎患者体内的抗病毒抗体在诊断后没有显著降低，而且至少能稳定保持4个月。不过，这并不意味着绝对的免疫力，抗新冠病毒抗体的水平虽然能在4个月里稳定维持，但是抗体能否能给康复者提供足够的保护仍然未知，仍然需要等待疫苗的III期临床数据出炉。

发表文章封面（图片来源：《新英格兰医学杂志》）

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@清华大学医学院研究生 刘志敏

目前全球新冠疫情已经持续九个多月，现存从新冠感染中康复的患者数量应该很可观，所以未来还可以对抗体的留存时间进行持续跟踪。从目前的结果看，抗体可以在体内维持较长时间的，所以未来用新冠疫苗对疫情进行控制还是值得期待的。

10

2020年未来科学大奖获奖名单公布

9月6日上午，2020 年未来科学大奖重磅揭晓，三大奖项获奖者分别为：

未来科学大奖生命科学奖获奖者：张亭栋、王振义

未来科学大奖物质科学奖获奖者：卢柯

未来科学大奖数学与计算机科学奖获奖者：彭实戈

探臻简评

@清华大学人文学院研究生 叶菁

张亭栋、王振义分别发现了治疗白血病的两种有效药物，挽救了众多患者的生命。卢柯发现的新型纳米结构提高了铜金属材料的强度，而不损失塑性和导电性，为工业界创造了巨大经济效益。彭实戈在理论数学领域做出了突出贡献。以上四位获奖者都在基础研究领域取得杰出成果并在实际应用中为国家社会做出了贡献。为他们点赞！

校内科技资讯

01

颜宁/尹航合作聚焦疟原虫糖转运蛋白，助力开发新型抗疟药物

2020年8月28日，颜宁团队与尹航团队合作在《细胞》杂志上在线发表题为Structural Basis for Blocking Sugar Uptake into the Malaria Parasite Plasmodium falciparum（抑制恶性疟原虫糖摄入的结构基础）的重要研究成果。研究团队在疟原虫耐药性不断增加的背景下，通过对底物或抑制剂结合状态下的PfHT1蛋白结构解析，鉴定了新的药物结合位点并设计出一系列高效的“正构-别构”双位点抑制剂，通过抑制疟原虫对葡萄糖的摄取 达到阻止其生命活动的目的，开拓了一种新型抗疟药物研发思路，也为下一代抗疟药物的研发奠定了基础。

抗疟药物工作机理（图片来源：《自然》杂志）

探臻简评

@清华大学生命科学学院研究生 万永文

目前，以青蒿素为基础的药物联用疗法（Artemisinin-based combination therapy，ACT）仍然是治疗恶性和重症疟疾的一线疗法，对全球的抗疟工作起到了突出贡献。然而由于耐药性疟原虫的产生，ACT疗法已先后在东南亚和非洲地区出现了治疗失败的病例。研究人员从“饿死疟原虫”的角度出发，开发一种新型化合物，以阻断疟原虫葡萄糖摄取，惊喜的是，该方法并未增加其细胞毒性，为疟疾耐药性问题的解决提供了新的治疗思路。

02

化工系朱兵团队在国家以下尺度环境拓展的投入产出模型研究中取得重要进展

9月4日，清华大学化工系朱兵教授课题组和荷兰莱顿大学环境科学研究所阿诺德·图克（Arnold Tukker）教授课题组等研究团队合作在国家以下尺度环境拓展的投入产出模型研究中取得重要进展。

课题组通过开发从大量包含地区和行业信息的贸易数据中提取省域贸易结构的方法，重构了中国省域物质足迹的EE-IO模型。为进一步揭示传统的“等比例的区域贸易结构假设”链接方法可能对模型造成的潜在误差的大小，本研究在统一的核算框架下，通过比较研究，系统分析了基于“等比例的区域贸易结构假设”方法与基于“区域贸易数据”方法的模型差异，量化评估了两类链接方法对于EE-IO模型的影响。

中国23类资源的物质足迹中进口所占的比重。

图片来源：Environ. Sci. Technol.

03

材料学院孙晓丹课题组开发双功能涂层解决种植体无菌性松动

近日，清华大学材料学院孙晓丹课题组创新性提出通过双向协同克服钛金属植入物的无菌性松动问题，通过钛金属表面牢固结合的PLGA@阿司匹林纳米纤维涂层持续发挥促进骨整合和抑制炎症性骨破坏的双重功效，打破双向破坏无菌性松动的恶性循环圈，促进人工关节假体表面改性方向的应用研究。

动物实验示意图（图片来源：Biomaterials）

04

地学系阳坤教授研究组发文揭示20世纪90年代中期以来羌塘高原变湿原因

阳坤教授研究组分析了1979～2018年与羌塘高原变湿过程相关的大气环流及水汽变化特征。结果表明，该变湿过程与青藏高原上空减弱的西风相对应，后者在年代际尺度上又受北大西洋多年代际振荡（AMO）的调控。自20世纪90年代中期以来，AMO一直处于暖位相（即北大西洋表面异常增暖），诱发了一系列沿欧亚大陆副热带西风急流传输的气旋和反气旋异常，导致青藏高原附近的副热带急流异常北移和/或减弱，有利的动力和水汽条件共同增强了羌塘高原上空的水汽辐合，使得自20世纪90年代中期以来，羌塘高原夏季降水增加。考虑到未来10年AMO可能仍处于正相位，预计羌塘高原近期夏季降水仍以偏多为主，有利于湖泊扩张。

探臻简评

@清华大学公共管理学院研究生 杨清

羌塘高原（青藏高原内流区）的水汽竟来自阿拉伯海？神奇的知识又增加了！羌塘高原东侧的异常反气旋削弱西风，而西侧的异常气旋则有利于阿拉伯海的水汽乘西南风进入羌塘高原。青藏高原被称为“亚洲水塔”，是亚洲东部大部分主要河流的发源地，对气候变化非常敏感。在全球变暖背景下的当下，青藏高原中的水循环（尤其是降水量的变化）也得到了广泛关注。

文稿｜邱雨浩 史宛琪 邹 旭 尤彦伟 刘晓航 刘寒玉

陈旭佳 刘志敏 叶 菁 万永文 杨 清

编辑｜邱雨浩 高松龄 周圣钧

审核｜赵 鑫 张可人