你所知道的最黑的黑科技是什么？

美麗的憂傷

醫(yī)學(xué)工程跟材料方面有很多黑科技啊，一眼看上去就跟科幻小說里走出來的差不多。順手拎幾個(gè)吧：
1.    鋼鐵外科醫(yī)生 (robot surgeon)
不怕苦不怕累、堅(jiān)強(qiáng)獨(dú)立有主見的鋼鐵醫(yī)生已經(jīng)離現(xiàn)實(shí)不遠(yuǎn)了。這幾年來電腦和機(jī)器人給醫(yī)生做助手已經(jīng)不算稀罕了，關(guān)鍵是能獨(dú)擋一面，獨(dú)立自主。而打造鋼鐵外科醫(yī)生則更是黑科技中的黑科技，是醫(yī)學(xué)、工程、人工智能三大前沿學(xué)科的一個(gè)白熱交匯點(diǎn)。
現(xiàn)在最“聰明靈巧”的鋼鐵外科醫(yī)生已經(jīng)到什么程度了呢？光速縫合小腸，完全（好吧，大部分情況下獨(dú)立自主），而且“天衣無縫”啊。地球人都知道軟組織最最難搞，所以看到那一雙真正稱得上是百煉鋼修成繞指柔的機(jī)械手上下翻飛、穿針引線，也確實(shí)不得不驚嘆。
如果照這樣發(fā)展下去
的話，十年之內(nèi)鋼鐵醫(yī)生就會(huì)成為各科室、尤其是手術(shù)室24小時(shí)待命的“守護(hù)神”了吧。截圖如下：

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動(dòng)圖請(qǐng)看下列鏈接：
Autonomous Robot Surgeon Bests Humans in World First
參考文獻(xiàn)：
Supervised autonomous robotic softtissue surgery. Science Translational Medicine 04 May 2016: Vol. 8, Issue 337,pp. 337ra64 DOI: 10.1126/scitranslmed.aad9398

2.    醫(yī)療材料／器械方面的黑科技
（1）量身定做的人體零部件
擁有可以與人體無縫對(duì)接、隨時(shí)更換的零部件在科幻小說里已經(jīng)久遠(yuǎn)得讓人都會(huì)默認(rèn)為科幻設(shè)置了。最近3D打印又讓這個(gè)久遠(yuǎn)的夢(mèng)想離現(xiàn)實(shí)邁近了一大步。
去年3D打印的合成骨骼(syntheticbones)首次在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中獲得成功。科研人員用一種最新的生物活性陶瓷(bioactive ceramic) 做材料，3D打印出來的合成骨骼成功地融合進(jìn)了大鼠受損的脊椎，以及猴子破裂的頭骨。關(guān)鍵是這種材料不會(huì)引起免疫反應(yīng)，可以幫助身體長(zhǎng)出自身的骨骼，然后自然降解。
因此上了《科學(xué).轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》的封面：

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當(dāng)然，這種合成骨骼要經(jīng)過一系列的臨床試驗(yàn)最終進(jìn)入市場(chǎng)還有一段路要走。不過很有可能是第一個(gè)應(yīng)用于臨床的個(gè)性化人體零件。
參考文獻(xiàn)：
Hyperelastic“bone”: A highly versatile, growth factor–free, osteoregenerative, scalable,and surgically friendly biomaterial Science Translational Medicine 28Sep 2016 Vol. 8, Issue 358, pp. 358ra127 DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf7704
（2）真正的左右手
本世紀(jì)以來，得益于材料、工程、醫(yī)學(xué)以及計(jì)算機(jī)的全面發(fā)展，智能義肢的發(fā)展有了量子躍升式的突破。
然而要做成真正的想打哪兒打哪兒、擁有自然魔性的左右手，最大的一道難關(guān)就是讓機(jī)械肢體發(fā)展出能反饋信號(hào)，能讓大腦產(chǎn)生基本的感知。沒有返回大腦的感覺信號(hào)，機(jī)械手永遠(yuǎn)只是工具，而不會(huì)是肢體的一部分。另外，沒有神經(jīng)的感知反饋而只靠物理參數(shù)的話，機(jī)械手也很有可能達(dá)不到真正的人手的多功能和靈活性。
所以要復(fù)現(xiàn)那些我們習(xí)以為常、經(jīng)常被主觀意識(shí)忽略的“次要”感覺，比如溫度的感覺、觸覺、本體感覺等等，其實(shí)是項(xiàng)超級(jí)復(fù)雜的黑科技。
本著屢敗屢戰(zhàn)的精神，克利夫蘭退伍軍人醫(yī)學(xué)中心的研究者們把幾十個(gè)電極包埋在手臂中不同的位點(diǎn)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于第一次成功地為一位失去右手的患者通過假肢再現(xiàn)了包括撫摸、輕微的刺痛、柔軟等十幾種自然感覺。
真正完好如初、而且刀槍不入的黑科技手終于要變成現(xiàn)實(shí)了。

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參考文獻(xiàn)：
Creating a Prosthetic Hand That Can Feel

（3）給藥神器 －－ 可內(nèi)置定時(shí)定點(diǎn)給藥的水凝膠給藥器
討厭打針嗎？至少這一條你是占理的。注射給藥不僅簡(jiǎn)單粗暴，而且長(zhǎng)期反復(fù)使用的話會(huì)造成很多身體損傷。尤其是那些患有慢性或嚴(yán)重疾病，需要長(zhǎng)時(shí)間注射多種藥物的病人來說，智能可控定時(shí)定點(diǎn)又無需注射的給藥器確實(shí)是雪中送碳，不幸中的萬幸。
有意思的是，最近由哥倫比亞大學(xué)的研究者做成的這一款新型內(nèi)置給藥器，定時(shí)的方法還是從機(jī)械鐘表中借鑒來的，所以連充電都不用。
最初用一個(gè)小鼠骨癌模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這個(gè)裝置完全可以在體內(nèi)良好運(yùn)行。比起通過傳統(tǒng)的靜脈注射化療藥物，這種給藥器可以埋在病灶附近，以少得多的藥量殺死更多的癌細(xì)胞，而且不被身體排斥。
埋在小鼠體內(nèi)的凝膠給藥神器：

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雖然仍然任重道遠(yuǎn)，但是一代給藥神器已經(jīng)初露頭角了。
參考文獻(xiàn)：
前沿 | Science Robotics 介紹3D打印柔性機(jī)器人：可植入身體定點(diǎn)釋放藥物
Additive manufacturing of hydrogel-basedmaterials for next-generation implantable medical devices Science Robotics 04Jan 2017: Vol. 2, Issue 2, DOI: 10.1126/scirobotics.aah6451
3.營養(yǎng)、好吃，又給力的食品。。。包裝
雖然看上去沒那么黑，但是難度卻一點(diǎn)不少。而且一旦做成了，比以上的黑科技都要有實(shí)用價(jià)值（關(guān)鍵還是跟“吃“沾了邊）。因?yàn)闊o知又放縱的人類已經(jīng)把22世紀(jì)的塑料定額都提前消耗完了，尋找可以降解（最好是好吃）的塑料替代品很有可能直接決定幾十年后地球的友善程度。
因此做出來跟食物一樣好吃的食物包裝就成了吃貨們，不對(duì)，有理想有擔(dān)當(dāng)?shù)牟牧涎邪l(fā)人員的孜孜以求的奮斗目標(biāo)。
這不，在不久前的美國化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上又有關(guān)于可食用的包裝的最新進(jìn)展了。這種最新包裝用奶制品中的一種蛋白做成，號(hào)稱跟塑料薄膜一樣堅(jiān)固、防腐效果更好，而且最最重要的是：可以吃、有營養(yǎng)！

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等著它自然降解多慢啊，直接配菜吃了唄。比如榨菜包裝卷榨菜，香辣豆腐干就包裝，有葷有素，有主有副，有咸有淡，而且吃完了連垃圾都沒有！
參考文獻(xiàn)：
Edible food packaging made from milk proteins (video) - American Chemical Society

隨心放逐

有問題的話歡迎討論，但是請(qǐng)先看清楚正文或者refs，原文沒辦法下的可以私信找我要。
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來寫寫芯片原子鐘。
原子鐘是一種用原子共振頻率去鎖定一個(gè)本地振蕩器來輸出穩(wěn)定頻率的裝置。由于原子共振頻率比較穩(wěn)定，所以對(duì)比于其他計(jì)時(shí)手段或者頻率標(biāo)準(zhǔn)，原子鐘是目前最準(zhǔn)確和最穩(wěn)定的頻率標(biāo)準(zhǔn)。日常生活中，每個(gè)人的生活都和原子鐘相關(guān)，全世界的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)由美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST），美國海軍天文臺(tái)（USNO），巴黎天文臺(tái)（Observatoire de Paris），中國計(jì)量科學(xué)研究院等實(shí)驗(yàn)室的原子鐘提供，GPS的信號(hào)依賴于星載原子鐘提供頻率標(biāo)準(zhǔn)，通訊基站同步或者電網(wǎng)同步也都依賴于原子鐘。
一般來說，在實(shí)驗(yàn)室提供時(shí)間基準(zhǔn)，作為一級(jí)頻率標(biāo)準(zhǔn)的原子鐘（微波噴泉鐘或者光鐘）體積和功耗都非常巨大。在工程應(yīng)用或者某些軍事用途的原子鐘，體積也大部分在1升到十幾升之間。

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Fig 1. NIST的NIST-F1銫原子噴泉鐘，提供美國的頻率和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。
不同的原子鐘對(duì)于抽運(yùn)和探尋原子的原理不盡相同，其中有一種基于相干布居數(shù)囚禁（Coherent Population Trapping，CPT）原理構(gòu)成的原子鐘[1]，其中探詢?cè)庸鈭?chǎng)由頻率差為堿金屬超精細(xì)能級(jí)的頻率差的邊帶構(gòu)成，這樣與原子共振的微波頻率包含在光場(chǎng)中，由此規(guī)避了限制傳統(tǒng)微波原子鐘最大的部分：微波諧振腔。由此給我們提供了一種大大縮減原子鐘功耗體積的可能。目前，NIST和Microsemi公司已經(jīng)開發(fā)出商業(yè)化量產(chǎn)的芯片原子鐘[2,3]。

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Fig 2. Microsemi SA.45s [3]。
整機(jī)體積只有

                               
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，功耗只有

                               
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。短期頻率的穩(wěn)定度在

                               
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，比類似體積的晶體振蕩器指標(biāo)至少提高了一個(gè)量級(jí)。
而且實(shí)際上整機(jī)里面絕大部分都是集成電路部分，真正的物理部分只有不到

                               
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[2]。

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Fig 3. 芯片原子鐘的物理部分[2]。
在這

                               
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的體積里包含了激光，衰減片，波片，原子氣泡，光電探測(cè)器。其中最核心的部分是原子氣泡，里面充了緩沖氣體和堿金屬原子（一般是Rb或者Cs）。而原子氣泡的體積大概只有

                               
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[4]. 而單純利用這種微型化原子氣泡的原子鐘桌面系統(tǒng)短期頻率穩(wěn)定度也可以達(dá)到小系數(shù)

                               
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[5]。

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Fig 4. MEMS原子氣泡[6]。
以上是已經(jīng)量產(chǎn)的芯片原子鐘。在這種芯片原子鐘里，為了避免堿金屬原子和氣泡壁碰撞引起的弛豫，原子氣泡充入的比較大氣壓的緩沖氣體。但是緩沖氣體的引入會(huì)引起緩沖氣體和堿金屬原子的碰撞，導(dǎo)致這種原子鐘的長(zhǎng)期穩(wěn)定度不是很好。同時(shí)，以現(xiàn)在的技術(shù)，很難精確的控制充入緩沖氣體的氣壓，所以導(dǎo)致這種原子鐘輸出的頻率準(zhǔn)確度較差。為了解決這個(gè)問題，現(xiàn)在開始研究利用磁光阱冷卻原子的CPT原子鐘。冷原子的好處是可以避免緩沖氣體帶來的碰撞頻移，使得CPT原子鐘的長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度更好。在光學(xué)平臺(tái)上，冷原子CPT的長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度達(dá)到了

                               
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[7,8]。然而光學(xué)平臺(tái)上的系統(tǒng)是不夠，為了將來能夠做成芯片冷原子CPT鐘，最大的問題是如何將磁光阱小型化。
目前NIST已經(jīng)做出僅僅只有

                               
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厚磁光阱原子泡，成功俘獲了

                               
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個(gè)原子[9]。不過現(xiàn)在這種微型磁光阱仍然是使用主動(dòng)離子泵，下一步開始嘗試使用被動(dòng)吸氣劑來保持原子泡內(nèi)的真空，這樣原子氣泡就可以完全獨(dú)立于外部的真空泵。

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Fig 5. 用于微型磁光阱原子氣泡。
芯片原子鐘不僅可以用作替代石英振蕩器的功能，還為其他芯片傳感器的研制打好了基礎(chǔ)。因?yàn)槔迷榆S遷頻率為基礎(chǔ)的原子傳感器基本都需要用到激光，原子氣泡，微波器件等類似的結(jié)構(gòu)，比如美國國防部先進(jìn)研究計(jì)劃局（DARPA）提出的mPNT（micro Positioning, Navigation and Timing）單元就像將芯片原子鐘，芯片加速度計(jì)和芯片陀螺儀整合在一起，形成一個(gè)完全獨(dú)立的自主導(dǎo)航單元。

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Fig 6. 設(shè)想的mPNT原子氣泡和整體結(jié)構(gòu)圖[10]。

Refs
[1] J. Vanier, Appl. Phys. B 81, 421 (2005).
[2] S. Knappe, V. Shah, P. D. D. Schwindt, L. Hollberg, J. Kitching, L.-A. Liew, and J. Moreland, Appl. Phys. Lett. 85, 1460 (2004).
[3]Quantum?  SA.45s Chip Scale Atomic Clock (CSAC)
[4] Li-Anne Liew， Svenja Knappe， John Moreland， Hugh Robinson, Leo Hollberg, and John Kitching, Appl. Phys. Lett. 84, 2694 (2004).
[5] R. Boudot, X. Liu, P. Abbe, R. Chutani, N. Passilly, S. Galliou, C. Gorecki, and V. Giordano, IEEE Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 59, 2584-2587 (2012).
[6] M. Hasegawa, R. K. Chutani, C. Gorecki, R. Boudot, P. Dziuban, V. Giordano, S. Clatot, and L. Mauri, Sens. Actuators, A 167, 594 (2011).
[7] F.-X. Esnault, E. Blanshan, E. N. Ivanov, R. E. Scholten, J. Kitching, and E. A. Donley, Phys. Rev. A 88, 042120 (2013).
[8] X. Liu, V. I. Yudin, J. Kitching, and E. A. Donley to be published.
[9] A. T. Dellis, M. T. Hummon, S. Kang, E. A. Donley, and J. Kitching, Frontiers in Optics (2016).
[10] A. M. Shkel, I. P. Prikhodko, S. A. Zotov, and A. A. Trusov, Sensors and Sensing Systems (2009).

小75

說一下我們接觸過的三個(gè)“黑科技”

第一個(gè)“黑科技”：“人造皮膚”。

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你或許沒有注意過，人的皮膚有著許多神奇的特性，譬如可拉伸性、生物降解性和自我修復(fù)性，這些是目前的電子材料所不具備的。

而斯坦福大學(xué)鮑哲南教授就受這些特性的啟發(fā)，從中汲取靈感去研制新材料，從而改變電子工業(yè)界發(fā)展的方向。

她參與研制的柔性電子材料真的已經(jīng)越來越接近人體皮膚了。譬如皮膚的可拉伸性就做到了，下圖就展示了一種即使使用尖銳物刺也依然能夠?qū)щ姷牟牧希?br />

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而又譬如皮膚的自我修復(fù)性，據(jù)鮑哲南所述，她參與研制的一種材料在被切成一半后，在30分鐘內(nèi)會(huì)慢慢自我愈合:

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最神奇的是，她還研究了一種能給神經(jīng)傳導(dǎo)觸覺的人工皮膚，利用碳納米管、有機(jī)電子材料和光控基因技術(shù)等前沿科技的整合，可以響應(yīng)壓力變化，并可以向神經(jīng)細(xì)胞發(fā)送信號(hào)。

我們的采訪文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/22647474

第二個(gè)黑科技，火星移民必備 - “人工光合作用”

是的，你沒看錯(cuò)，人工的光合作用，讓人造材料實(shí)現(xiàn)綠葉能完成的功能，把二氧化碳變廢為寶！

加州大學(xué)伯克利分校的楊培東團(tuán)隊(duì)在人工光合作用方面取得了劃時(shí)代的科研成果 —— 通過將納米導(dǎo)線與生物催化劑（工程菌）結(jié)合，建立出了一個(gè)具有相同功能的人工系統(tǒng)，首次模仿綠葉復(fù)制了光合作用的過程。

在自然界中，植物利用太陽能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成碳水化合物。不過，人工光合作用的想法則是將二氧化碳和水轉(zhuǎn)換為醋酸酯（acetate），后者是今天很多生物合成反應(yīng)的基礎(chǔ)。

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最早，楊培東團(tuán)隊(duì)在與美國能源部提出生物催化劑的概念時(shí)，曾被當(dāng)成了玩笑。但當(dāng)他們發(fā)表論文驗(yàn)證這個(gè)概念可能性時(shí)，卻引起了巨大的轟動(dòng)！盡管，他們的能源轉(zhuǎn)化效率（太陽能到化學(xué)能）只有0.4%。

在楊培東后續(xù)的研究中，他們將能源轉(zhuǎn)化效率提升到了10%，是自然界光合作用效率的20倍（自然光合作用效率約0.5%）。他們的公式是：

陽光 + 水 + 二氧化碳 = 甲烷 + 氧氣


這是火星移民的必備黑科技！

也可能將未來變成光子時(shí)代，完全替代生物燃料，徹底解決二氧化碳排放過量引起的溫室效應(yīng)。

我們的采訪文章  https://zhuanlan.zhihu.com/p/22710382

第三個(gè)黑科技，告訴你這個(gè)“味道”是什么味道？

先問一個(gè)問題，乙醇是什么味道？
“是一種獨(dú)特的芳香刺激性氣味”
那么獨(dú)特的芳香刺激性氣味的什么味道？

天了嚕....不知道....

Aromyx這項(xiàng)技術(shù)可以告訴你，受2004年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的啟發(fā)，他們開發(fā)的一塊測(cè)試板(GPCR microarray)，上面有384個(gè)小孔。每一個(gè)小孔里裝著克隆出來的不同受體蛋白，各對(duì)應(yīng)著人的一種嗅覺分子,基本是模擬了人的鼻子。
384個(gè)小孔便對(duì)應(yīng)384種氣味分子。在把被測(cè)試的氣體導(dǎo)入到測(cè)試板上，如果氣味被某個(gè)嗅覺感受器感知的話，對(duì)應(yīng)的小孔里的蛋白質(zhì)就會(huì)被激發(fā)出熒光。

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接下來可以通過一些通用儀器可以測(cè)定熒光的強(qiáng)度，便可以衡量這一氣味的味道。

將氣味和味道電子化的原理一致。

為什么覺得這個(gè)黑科技呢？
這基本和照相機(jī)的發(fā)明一樣有意義，我們可以存儲(chǔ)一種味道了！
這意味著我們可以，我們未來可以精確的模擬人類的視覺、聽覺、觸覺（?）、嗅覺和味覺。

有沒有想起谷歌的愚人節(jié)玩笑谷歌鼻子？

谷歌鼻子【Google Nose】官方宣傳片—在線播放—優(yōu)酷網(wǎng)，視頻高清在線觀看
http://v.youku.com/v_show/id_XNTM1OTY0MjI0_rss.html

我們的采訪文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/22868902

以上的成果基本都是（準(zhǔn)）諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的科技。

你是在說我

2016年8月26日，逍遙法外28年的連環(huán)強(qiáng)奸殺人犯高承勇落網(wǎng)?！爸袊拇笾i案”之首的白銀案告破。破案的關(guān)鍵是『Y-STR基因檢測(cè)』技術(shù)。（卓老板聊科技對(duì)此有精彩講述）
『白銀案』---- 在甘肅省白銀市，從1988年至2002年的14年間，先后發(fā)生了9起女性慘遭入室殺害的案件，兇手專挑年輕女性下手，作案手段及其殘忍。其間，內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市昆都侖區(qū)也發(fā)生過兩起類似案件，共計(jì)11起。

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高承勇1988年-2002年，在14年間，在白銀市和包頭市連續(xù)先奸后殺11人，且都選擇穿紅衣服的女子。在很長(zhǎng)一段時(shí)間造成白銀市民的恐慌。2002年后收手不干，終于在2016年通過Y-STR的基因技術(shù)找到了線索，被抓獲。高承勇1983年和1984年兩次高考失利，報(bào)考飛行員也因家庭中地主的成分沒有通過政審。民間傳言他女友因此提出分手，他懷恨在心。因?yàn)榍芭褠鄞┘t色衣服，在此后的連環(huán)殺人案中均選擇紅色衣服的被害人，當(dāng)時(shí)白銀市年輕女性都不敢穿紅色衣服。長(zhǎng)達(dá)28年的偵查跨度，采集指紋多達(dá)23萬枚，但沒找到兇手。高承勇的叔叔2016夏天在外地因?yàn)樾匈V被抓，警方按流程采集了他的Y-STR信息，測(cè)試結(jié)果竟然和白銀市連環(huán)殺人案的Y-STR信息吻合。警方查閱了高家家譜，鎖定了高承勇。

『Y-STR基因檢測(cè)技術(shù)』Y-STR是存在 Y 染色體上的串聯(lián)重復(fù)序列（short tandem repeat，STR）具有三大特點(diǎn)：

1. 正常男性特有。Y 染色體為男性特有，而且在男女混合樣品的鑒定中，可對(duì)男性成分進(jìn)行精確分析，不受女性成分的干擾。
2. 父系遺傳。 除突變外，同一男性家系中的所有男性個(gè)體 Y 染色體非重組區(qū)是相同的，STR 基因分型結(jié)果一致。
3. 呈單倍型遺傳。 Y-STR 基因座均位于同一條染色體上，在減數(shù)分裂中不發(fā)生重組，呈連鎖單倍型遺傳，對(duì)單拷貝Y-STR 基因座，每個(gè)男性個(gè)體僅有一個(gè)等位基因。 若現(xiàn)場(chǎng)檢材的 Y-STR 分型單個(gè)基因座上檢見兩條以上譜帶，可在一定程度上提示混合樣本中的男性人數(shù)。

說回人話，Y-STR 由于其父系遺傳的特點(diǎn)，無需拿到犯罪嫌疑人本人的DNA進(jìn)行對(duì)比，只需要其父系親屬的DNA，就可以確定嫌疑人是其本人或者親屬 。它就像一棵參天大樹，家族所有男性就是樹葉，只要有一片樹葉，就可以利用Y-STR染色體找到的樹根，完了順著它的這個(gè)樹干，找到目標(biāo)樹葉。
只要數(shù)據(jù)庫量足夠大，信息、數(shù)據(jù)比對(duì)在幾秒鐘之內(nèi)就能完成?；?Y-STR分型技術(shù)的家系排查法可以快速縮小范圍，加快破案進(jìn)程，大量的陳年懸案都有可能被告破。通過積累有案底的犯罪分子的DNA信息，還可以高效的在相隔幾千公里發(fā)現(xiàn)逃竄多年的嫌疑人。新生兒出院前采集DNA信息入庫，可以解決今后很多問題：失蹤人口確認(rèn)，拐賣兒童父母找回，骨髓移植配型，器官移植配型，犯罪分子監(jiān)控，基因+數(shù)據(jù)庫的方式批量解決的效率非常高。
遇害者親屬里面，已經(jīng)有一家“絕戶”，而另有一家也只剩下了一個(gè)人。崔向平在姐姐崔金萍遇害時(shí)還是個(gè)16歲的高中生，如今已是35歲的成年人。他的父親在女兒遇害后郁郁寡歡，三年多以后就因病去世了，時(shí)年才51歲；母親天天以淚洗面，生活不能自理，直到次年夏天才能下床。崔向平甚至燒掉了姐姐的所有照片，以避免勾起母親的傷心回憶。但崔金萍的母親王彩花說，她仍然希望能活到真兇落網(wǎng)那一天。
感謝大家的贊，讓更多人得以了解這項(xiàng)科技。
高承勇于2019年一月三日被執(zhí)行死刑。
如何科學(xué)增高？

歡樂頌

Vantablack——高端黑
這貨的反射率不到50ppm，長(zhǎng)在別的東西上之后，所有的光學(xué)信號(hào)就都被吞掉了（不恰當(dāng)?shù)?，類似黑洞），只能看到這里有個(gè)洞，看不到它的形狀（下圖的中間部分也是有類似邊緣的褶皺的，但是你就是看不見~~

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其實(shí)它就是垂直組裝的碳納米管

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呃答完了發(fā)現(xiàn)張澤中已經(jīng)回答過了(-_-)，就當(dāng)補(bǔ)圖吧~~

xiaodao_0011

英偉達(dá)的 AI P 圖技術(shù)和全新的畫圖工具——GauGAN，使用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，把你隨意涂抹的簡(jiǎn)單幾筆繪制成復(fù)雜逼真的風(fēng)景圖畫。在你的印象中，這大概是一家做顯卡的公司。但英偉達(dá)實(shí)際上是一家人工智能計(jì)算公司。
在英偉達(dá)的官方網(wǎng)站，有一個(gè) AI PLAYGROUND（AI 游樂場(chǎng)），目前已開放的是 IMAGE INPAITING。效果如下：

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英偉達(dá) AI 圖像修復(fù)技術(shù)
https://www.zhihu.com/video/1092113633655590912


只需要通過涂抹，你就可以去掉畫面中的無關(guān)主體，應(yīng)用可以通過算法自動(dòng)補(bǔ)全。利用這種功能，你可以去掉人物的眼鏡、飾品，還能夠除皺、去胡子、補(bǔ)頭發(fā)。如果你正在手邊使用 PS ，是否會(huì)稍微覺得工具欄的印章、畫筆、修補(bǔ)功能在英偉達(dá)的這個(gè)功能面前稍顯落后了？至少你會(huì)覺得，嗯，不久的將來，修改圖像就該這么簡(jiǎn)單高效。


關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的論文，你可以戳此網(wǎng)址直接進(jìn)行下載；


同樣可以在官網(wǎng)看到的，還有藝術(shù)風(fēng)格遷移、圖像合成，可以把你最喜歡的圖像變成梵高的畫作。

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不止如此，基于風(fēng)格遷移的思路，英偉達(dá)還可以直接生成這個(gè)世界上根本就不存在的人像。

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近期，在 GTC 2019 大會(huì)上，英偉達(dá)又推出了一個(gè)全新的畫圖工具——GauGAN，使用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，把你隨意涂抹的簡(jiǎn)單幾筆繪制成復(fù)雜逼真的風(fēng)景圖畫。


這個(gè)功能和之前的 AI P 圖一樣，令人驚嘆。不過回想一下，你會(huì)覺得，這很像是當(dāng)年的 Windows 畫圖工具。不一樣的是，這個(gè)畫圖工具更加智能，它更像是 AI 時(shí)代的產(chǎn)物。效果如下：

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讓你的鬼畫桃符變成逼真的風(fēng)景畫
https://www.zhihu.com/video/1092115249032982528


這種工具在現(xiàn)實(shí)生活中將可能有哪些應(yīng)用場(chǎng)景呢？



想象一下，當(dāng)下一個(gè)普通的建筑設(shè)計(jì)師，需要通過專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件，比如 CAD、3Dmax 來進(jìn)行相對(duì)基礎(chǔ)的操作。其中所耗費(fèi)的時(shí)間以不算短，而最終達(dá)到的效果并不見得多理想。但 GauGAN 的意義在這里就凸顯出來了。


你可以直接使用該工具，經(jīng)過簡(jiǎn)單的繪制，瞬間了解最終設(shè)計(jì)所呈現(xiàn)的效果，并且，這種效果無限趨近于現(xiàn)實(shí)。這種繪圖方式和 “神筆馬良” 之間僅差最后一步，那就是把逼真的作品直接搬運(yùn)到現(xiàn)實(shí)。


以上所提到的這些軟件和技術(shù)都基于 GAN（Generative Adversarial Networks），也就是生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)。該項(xiàng)技術(shù)由 Ian J. Goodfellow 在 2014 年提出。你可以簡(jiǎn)單理解為，在一個(gè)框架中，通過生成模型和辨別模型。生成模型給定一系列的結(jié)果，并從這些結(jié)果中生成目標(biāo)結(jié)果；而辨別模型從這些結(jié)果中辨別出最優(yōu)解。這是機(jī)器在無人監(jiān)督下的學(xué)習(xí)過程。


比如在 GauGAN 當(dāng)中，英偉達(dá)通過 Flickr 上基于知識(shí)共享計(jì)劃的 100 萬張圖片來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)你簡(jiǎn)單畫出幾筆時(shí)，GauGAN 會(huì)生成若干結(jié)果，并從無數(shù)種結(jié)果當(dāng)中篩選出最優(yōu)解。這些圖像并非基于模板生成，每一份都是獨(dú)一無二，且經(jīng)過修正的。


值得注意的是，不久的未來，在相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)的技能應(yīng)用，也就是我們常說的冰山模型中，冰山之上的部分，正在顯得越來越不重要。你能做出什么樣的成果，取決于你是否擁有足夠豐富的想象力、足夠大的腦洞。畢竟在沒有成熟技術(shù)的支撐和沒有長(zhǎng)期的訓(xùn)練前提下，你的雙手和嘴巴似乎無法幫你做到簡(jiǎn)單、直接地表達(dá)出大腦中的內(nèi)容。這些可能將讓 “視覺表達(dá)” 變成真正意義上的表達(dá)，而不像現(xiàn)在，它還僅僅是某些專業(yè)人士和藝術(shù)家的專屬。


不過，問題是，在技術(shù)足夠成熟的那一天到來時(shí)，你如何分辨，機(jī)器給出的結(jié)果是你想象的？它有沒有可能是機(jī)器幫你做的決定呢？




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我在之前這個(gè)帖子（太空精釀：你現(xiàn)實(shí)中見過科技含量最高的東西是什么？）里回答了歐空局研究地球重力場(chǎng)和全球洋流的的GOCE衛(wèi)星。

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GOCE圖片來自ESA宣傳片
中間提到了它的測(cè)量精度相當(dāng)于如果把它放在一艘萬噸巨輪上可以感受到一片雪花落到船上時(shí)產(chǎn)生的加速度。依靠的就是它不可思議的靜電重力梯度儀（Electrostatic Gravity Gradiometer）。
最近開會(huì)時(shí)無意碰到了歐空局對(duì)重力梯度儀提需求的甲方一位負(fù)責(zé)人，聊了聊發(fā)現(xiàn)它的精度還是被我曾經(jīng)寫的給低估了不少，就單獨(dú)寫一寫也給自己做個(gè)學(xué)習(xí)記錄好了。

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來自歐空局和https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/g/goce
這就是重力梯度儀，它的原理其實(shí)就是在一定的距離上放置兩個(gè)測(cè)量加速度的加速度計(jì)，通過它們之間的區(qū)別（梯度）來精確推演重力場(chǎng)。
這就好比是LIGO用來找引力波，得靠?jī)蓚€(gè)巨大的干涉臂來感知引力波的微小變化，甚至這也不夠，還需要在華盛頓和路易斯安娜這兩個(gè)距離3000千米的城市中同時(shí)測(cè)量。這種思路探測(cè)引力波收獲頗豐，比如就得了2017年的諾貝爾獎(jiǎng)。


而GOCE重力梯度儀的這個(gè)“臂”僅有0.5米，如果測(cè)量超高精度，要求就非常高了。
GOCE重力梯度儀的一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)嚇?biāo)廊恕?br />

它的感知精度在

                               
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,地表的引力在

                               
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左右，一萬億分之一的重力精度！它的臂要求極高，是用碳纖維拼接成的碳纖維矩陣加工而來，以造成完全各項(xiàng)同性的變化，碳纖維畢竟在長(zhǎng)度和寬度方向上有所不同；不管衛(wèi)星表面處于正負(fù)上百攝氏度的怎樣溫度變化，內(nèi)部要絕對(duì)控溫，200秒鐘內(nèi)的溫度穩(wěn)定性要不超過0.01攝氏度，盡力減少溫度導(dǎo)致的變形；加速度計(jì)上的敏感質(zhì)量（由鉑銠合金制造而來）距離變化測(cè)量精度要求做到實(shí)時(shí)60納米，大概是人類頭發(fā)直徑的1000分之一；敏感質(zhì)量的控制肯定不能靠機(jī)械了，需要依賴儀器產(chǎn)生的靜電場(chǎng)，形成一個(gè)籠子把它們關(guān)起來；3分鐘內(nèi)一對(duì)加速度計(jì)距離的測(cè)量誤差平均值不允許超過1埃格斯特朗（?ngstrom ），埃格斯特朗是用來衡量原子半徑的單位，1埃格斯特朗是0.1納米；它可以測(cè)量三維方向，總共有3個(gè)臂6個(gè)加速度計(jì)，不是我們想象的從地心指向某點(diǎn)，所以是多維測(cè)量；要知道，這么高精度要求是在天上，中間火箭發(fā)射的巨大振動(dòng)和干擾，都要幸存過去才行。

這個(gè)技術(shù)簡(jiǎn)直無情，上天之后直接將人類同樣儀器的精度，提高了100倍以上，目前無人能超越，足夠叫做黑科技了。
不過這貨已經(jīng)于2013年11月11日的午夜，大家在瘋狂的剁手購物時(shí)，燃料用盡的它悄無生息地墜入地球大氣，解體焚毀。
在它的任務(wù)周期內(nèi)，所有科研目標(biāo)均超出預(yù)期，可謂巨大的成功。

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焚毀在地球大氣中的最后一幕恰好被馬爾維納斯群島附近的Bill Charter拍到


不過這種人類航天黑科技還有很多，
太空精釀：你現(xiàn)實(shí)中見過科技含量最高的東西是什么？
太空精釀：人類歷史上有哪些瘋狂的計(jì)劃？
太空精釀：人類史上令人嘆為觀止的極限精度制造成果有哪些？


有時(shí)候看到這些航天領(lǐng)域的黑科技，無論研發(fā)的國別如何，總給人一種生而為人的驕傲。
不過也有例外，哈哈哈哈，
太空精釀：有哪些聽起來高大上實(shí)際上很普通的東西？
太空精釀：關(guān)于美國「好奇號(hào)」火星車，有哪些有趣事情？
太空精釀：有哪些令人嘆為觀止的細(xì)節(jié)？


所以說，人類是世界上最偉大的生命，看看他們做出來的東西就知道了。

瞬間

字面意思上最黑的科技是vantablack，一種能吸收99.96%光線的材料。

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這種材料由英國Surrey Nano Systems 公司研發(fā)，每平方厘米有著大約十億個(gè)緊密排列成束狀的碳納米管，幾乎可以捕捉一切照在表面上的光線。

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99.96%的光線吸收率是初號(hào)機(jī)的戰(zhàn)績(jī)，它反射的光線已經(jīng)完全無法被人眼識(shí)別，人眼甚至無法在涂了這種涂料的表面聚焦。
他們甚至推出了噴涂罐裝，不過并沒有這么黑。


左邊是與右邊相同的面具：

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普通黑顏料和vantablack噴涂的面具：

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只有轉(zhuǎn)到側(cè)面才能看出是不是平面：

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這種顏料用于工業(yè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)直cool到爆炸！
黑到失蹤的杯子：

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秒變“紙片人”套裝：

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Anish Kapoor設(shè)計(jì)的黑洞表盤：

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蝙蝠車（霧）：

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看不見？看不見就對(duì)了！
總之我很希望這玩意兒能平民化，我想要一件這樣的夜行斗篷……
請(qǐng)大家移步我的微博獲取更多快樂，那邊沒有粉絲玩單機(jī)的我好卑V
《冰雪奇緣》里怎么有張春宮圖？
倫勃朗教你如何把甲方氣到腦中風(fēng)（上）

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hsinchuone

兩年前，科學(xué)家們?yōu)橐幻?歲的敘利亞男孩進(jìn)行了超大面積的換膚手術(shù)。這名男孩因一種可怕的遺傳缺陷導(dǎo)致全身約80%的皮膚脫落，傷口無法愈合。所幸，再生醫(yī)學(xué)的療法最終改變了這名男孩的命運(yùn)。

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由于失去了80%的皮膚，男孩身上盡是無法愈合、甚至已經(jīng)感染的傷口，只能依靠嗎啡暫時(shí)緩解疼痛，這已經(jīng)是其在德國的主治醫(yī)生嘗試過多種治療方法未果后唯一的選擇。這種罕見的遺傳疾病名為大皰性表皮松懈癥（EB），因基因LAMC2、LAMA3或LAMB3發(fā)生突變所致。這三種基因能生產(chǎn)層粘連蛋白，這種蛋白質(zhì)能使皮膚的表層和真皮層粘連在一起。因此，不幸禍患此病的患者會(huì)因?yàn)闃O其微小的碰撞和摩擦而渾身長(zhǎng)滿水泡，以致破損潰爛。據(jù)資料顯示，40%的患者會(huì)在患病1年內(nèi)死亡。
主治醫(yī)生曾想過從男孩的父親身上取下部分皮膚進(jìn)行移植，但因各種排斥反應(yīng)方案以失敗告終。作為最后的希望，醫(yī)務(wù)人員不得不向意大利科學(xué)家——再生醫(yī)療領(lǐng)域的先驅(qū)Michele  De Luca求助。Michele領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)曾在實(shí)驗(yàn)室條件下成功將基因編輯后的皮膚再次移植至部分軀體，比如腿部的一小部分皮膚?！暗绱舜竺娣e的換膚手術(shù)，還是第一次”，Michele心里也很忐忑，“患者幾乎失去了所有的表皮?！?br />

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首先，醫(yī)生取下一小部分男孩身上尚存的正常皮膚作為樣本，利用基因編輯技術(shù)在皮膚細(xì)胞核中修正LAMB3基因。由于皮膚中有對(duì)應(yīng)的干細(xì)胞，我們的皮膚表皮一直在不停地更新，大概每個(gè)月就能完全更新一遍，醫(yī)務(wù)人員正是利用這一點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)室中通過小部分的表皮樣本，再生出了足夠換膚術(shù)所用的皮膚。2015年秋天，在經(jīng)歷了兩場(chǎng)手術(shù)之后，新的表皮終于被成功地移植至男孩的身體，如同拼布一般包裹住了患者的整個(gè)軀體。一個(gè)月之后，植入的表皮就和更深層的皮膚融為一體。
兩年過去了，我們不僅等來了論文，還迎來了另一個(gè)好消息：到目前為止，男孩的皮膚十分健康，已經(jīng)回到學(xué)校上課，甚至還能參加課外活動(dòng)踢足球。如果因意外皮膚受傷，也能同正常人一樣自己愈合。

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但是，研究人員同時(shí)指出，利用基因編輯修正皮膚細(xì)胞也有潛在的風(fēng)險(xiǎn)，比如有可能增加患皮膚癌的風(fēng)險(xiǎn)。因此，這種再生治療是否能長(zhǎng)期安全有效還需進(jìn)一步經(jīng)受時(shí)間的考驗(yàn)。但科學(xué)家們堅(jiān)信，這種治療方法一定會(huì)在將來治愈更多的嚴(yán)重皮膚問題。
基因編輯在廣義上屬于包括轉(zhuǎn)基因在內(nèi)的基因修飾技術(shù)。除了體外培育基因修飾過的皮膚外，近日美國加州大學(xué)舊金山分校還完成了首次體內(nèi)編輯治療，通過病毒運(yùn)載鋅指蛋白和正?；蜻M(jìn)入肝部，治療一位亨特氏綜合征患者。
該療法如果能證明成功，今后的基因治療將不在需要體外編輯培養(yǎng)細(xì)胞，而是可以直接編輯人體自身細(xì)胞。那時(shí)，基因療法或許會(huì)成為常規(guī)的醫(yī)療技術(shù)。
文章來源/The Guardian
參考鏈接/https://www.theguardian.com/science/2017/nov/08/scientists-grow-replacement-skin-for-boy-suffering-devastating-genetic-disorder
http://www.iflscience.com/health-and-medicine/scientists-replace-80-percent-of-boys-skin-with-epidermis-grown-in-lab-saving-his-life/

秀麗37

世界上最快的攝像機(jī)可以讓你看到光的運(yùn)行。

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試驗(yàn)場(chǎng)景是這樣的：一小段激光脈沖從左邊進(jìn)入水瓶，高速攝像機(jī)記錄下激光在水瓶中運(yùn)動(dòng)的過程。

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圖片來自https://youtu.be/Y_9vd4HWlVA
如果你看不到Y(jié)outube上的視頻，可以試試TED：萬億分之一秒攝影（能拍攝光運(yùn)動(dòng)軌跡的逆天技術(shù)）_數(shù)碼_科技_bilibili_嗶哩嗶哩。
這種攝像技術(shù)叫做飛秒照相，出自麻省理工學(xué)院的研究人員之手。成像速度達(dá)到駭人聽聞的每秒1萬億幀。仔細(xì)算算你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題：光在真空中的速度是每秒3 x 10^8米，那么在攝像機(jī)產(chǎn)生一幅圖片的時(shí)間內(nèi)，光在真空中也只能走0.3毫米。為了生成一幅圖像，攝像機(jī)需要進(jìn)行大量的電子或機(jī)械操作。這樣看來，莫非這個(gè)攝像機(jī)可以超光速運(yùn)行？
還有一個(gè)問題：高速攝影中，每一幅圖片曝光時(shí)間都非常短。在1萬億分之一秒內(nèi)，攝像機(jī)接收到的光微乎其微，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以生成一幅圖片。
飛秒照相技術(shù)確實(shí)玩了一個(gè)小花招來避免上述問題。你看到的視頻好像是一小段激光穿過水瓶的過程，但實(shí)際上，他們向水瓶發(fā)射了上百萬次激光脈沖，錄制了上百萬段視頻。當(dāng)然，每一段視頻包含的信息量極少，無法觀看。然后電腦把所有視頻合成為一個(gè)，集合了所有視頻中的信息。所以，攝像機(jī)不需要超光速運(yùn)行（雖然攝像機(jī)的速度確實(shí)很高），錯(cuò)過了幾幀也沒有關(guān)系，下一次總會(huì)抓住的；每一幀光線太暗也沒有關(guān)系，把一百萬個(gè)視頻合起來亮度就夠了。
這項(xiàng)技術(shù)還有一些匪夷所思的應(yīng)用，比如可以看見躲在墻角的人。

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圖片來自https://www.slideshare.net/cameraculture/raskar-ted-global-2012-femto-photography
在上圖的場(chǎng)景中，攝像機(jī)不能看見屋里的人。于是，攝像機(jī)向門的不同位置發(fā)射多次激光脈沖。光子從門上發(fā)射，走向不同方向。有少量激光會(huì)落到人身上，再次反射。部分激光會(huì)再次落到門上。其中少數(shù)比較走運(yùn)的光子會(huì)進(jìn)入攝像機(jī)的鏡頭，被攝像機(jī)看到。攝像機(jī)通過分析接收到光子的時(shí)間，大致判斷目標(biāo)在屋里的什么位置。
經(jīng)過上百萬次激光脈沖和成像，攝像機(jī)就能建立起一個(gè)大致的三維模型。

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圖片來自https://youtu.be/Y_9vd4HWlVA
飛秒照相技術(shù)發(fā)表于2012年。從此以后，其他研究機(jī)構(gòu)紛紛跟進(jìn)，成像速度也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展?，F(xiàn)在的最高紀(jì)錄為瑞典隆德大學(xué)保持：每秒5萬億幀。