Chrome OS 80 將可以直接構建 Android 應用

  在近期 Android Dev Summit 上,Chrome OS 團隊宣布 Chrome OS 80 將使 Chromebook 可以直接構建 Android 應用。

  這項特性其實是在 Chrome OS 中引入 Android 應用側加載(sideloading),該功能的具體介紹來自一個非公開 bug 記錄以及相應的代碼更改,根據該記錄,Android 應用的側加載被帶到了 Chromebook 上的 Android 容器中。

  根據內部文件,具體開發時的操作是啟動 Crostini 容器時需要一個特殊命令(從 Chromebook 的命令行啟動 Linux 時),需要添加–enable-features = ArcAdbSideloading

  目前開發人員必須通過 USB 線將 Android 設備連接到 Chromebook,然後將其應用推送到設備上進行測試或使用 Chrome OS 開發人員模式,才能構建 Android 應用,但這兩種都不是理想的選擇。

  這項新特性對於使用 Android Studio 在 Chromebook 上構建其應用的 Android 開發人員來說,是極其方便的功能。具體來看,Chrome OS 80 將為 Android 開發人員添加選項,這樣可以直接在 Chrome OS 設備上安裝和測試其應用。

  消息來源:

  https://www.aboutchromebooks.com/news/chrome-os-80-to-bring-arc-sideloading-of-android-apps-to-chromebooks

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科學家首次記錄下細菌「脫皮」的耐葯全過程

  本文作者:BioTalker

  面對抗生素的圍剿,細菌為了生存真是太拼了。

  近日,來自英國頂級學府紐卡斯爾大學的科學家 Katarzyna Mickiewicz 和 Jeff Errington 發現,人尿液中引起疾病的大腸桿菌,為了躲避抗生素的追殺,竟然能輕易地轉化成沒有細胞壁的L型細菌,讓青霉素等靶向細胞壁合成的抗生素,完全失去作用

  要知道,細菌體內的滲透壓可達到20-25 個大氣壓,在細胞壁遭到破壞的情況下,很快就會因過度吸水脹破死亡。青霉素等就是依靠這個原理殺死細菌的。


左:接連破裂的細菌右:正常生長的細菌

  不過,巧就巧在,尿液非常特殊,幾乎和細菌的細胞質是等滲的

  細菌:“為了活命,我連細胞壁都不要了,我看你咋搞我。”

  抗生素:“小賊,要不是因為尿液的高滲環境保護着你,你的小命早沒了。”

  讓研究人員沒有想到的是,L型細菌能輕鬆挺過抗生素治療周期(一般5-14 天),而且一旦抗生素撤離,L型細菌能在不到一天的時間內,分裂出有細胞壁的細菌,恢復往日活力,導致感染複發

  此外,在本研究中,科學家們還用視頻記錄下了細菌在L型和有壁型之間的轉換過程。證明了細菌變成L型是一種耐葯,導致疾病複發的方式。  實際上,L型細菌發現的並不晚。就在弗萊明發現青霉素的 7 年之後,德國生物學家 Emmy Klieneberger-Nobel 在英國 Lister 研究所研究念珠狀鏈桿菌時,第一次看到細胞壁缺陷型細菌(L型細菌的名字來自於 Lister 研究所的首字母)。在當時的認知條件下,Klieneberger-Nobel 的震驚程度可想而知。

  Klieneberger-Nobel:“沒有了細胞壁的保護,L型細菌怎麼還能存活而不炸裂?”

  現在我們已經知道,由於常用的細菌培養基是低滲的,因此不可能獲得L型細菌。不過,只要使用等滲培養基,就可以通過多種方法誘導出L型細菌,例如溶解細胞壁的溶菌酶,和青霉素等抑制細胞壁合成的抗生素。

  不過這種沒有細胞壁的L型細菌對細菌的生長繁殖有什麼作用,一直沒有定論。有科學家認為L型細菌廢了,沒啥致病能力;也有科學家認為,沒準兒這就是細菌的一個耐葯機制呢?但是都沒啥直接的有力證據。


在高滲條件下,抗生素處理,細菌失去細胞壁變圓,形成L型細菌

  其實,大家之所以對這個問題爭論不休,主要問題還是研究的比較少,沒有被重視起來,沒有認真地往耐藥方向想。

  長期以來,對於耐葯,有兩個主流認知:一個是產生耐葯基因了;另一個是產生了微生物持留菌。這個微生物持留菌引起的複發和因耐藥引起的複發還不一樣。

  微生物持留菌是細菌的一種特殊形態,可以說是,當外界的環境條件不適宜細菌生存時(例如抗生素治療),有一小部分細菌會改變細胞狀態,悄咪咪地蟄伏在一些細胞中長久地休眠,等抗生素打擊期過去之後,重新出來活躍,導致感染複發。

  有了這兩個認知,就很少有人把L型細菌當回事兒。


在低滲條件下,抗生素處理,細菌失去細胞壁,膨脹,炸了~

  微生物學家 Jeff Errington 把這個問題當做他的研究重點。去年,Errington 團隊在《細胞》雜誌上發文稱,在某些生理條件下,巨噬細胞等免疫細胞產生的溶菌酶,實際上對細菌起到了保護作用。因為,溶菌酶破壞了細菌的細胞壁,讓靶向細胞壁合成的抗生素沒了用武之地。

  為了進一步探索抗生素與L型細菌之間的關係,以及L型細菌與耐葯之間的關係,Errington 和 Mickiewicz 打算從尿路感染入手。

  尿路感染是一個非常常見的疾病,美國估計每年要在這個疾病上花費 16 億美元。

  其實不僅僅是美國患者受這個疾病的困擾。在全球範圍內,尿路感染每年影響着全球 1.5 億人,即使是接受抗生素治療,也仍有 30-50% 的患者在治療之後會複發


該圖片由 Gerd Altmann 在 Pixabay 上發布

  Mickiewicz 分析了 30 位複發性尿路感染患者的尿液樣本,她發現只有一個患者的尿液中沒有L型大腸桿菌,其他的患者都有。而且他們還用一些方法證實,他們看到的L型物體確實是細菌,而不是人的細胞產生的囊泡等物質。粗略估計的話,每毫升尿液中有 100 到 10000 個L型細菌

  體外實驗显示,在抑制細胞壁生成的抗生素存在的條件下,如果培養基對L型細菌沒有滲透保護作用,在 2.5 小時之內,細菌都膨脹、裂解死光光;如果在滲透保護的培養基中,大約經過 3 個小時,L型細菌就出現了

  如果想證明L型細菌是感染反覆發作的原因,就必須得證明L型細菌確實能轉化成有細胞壁的細菌。Mickiewicz 不僅證實了這一點,而且還用視頻記錄下了L型細菌,分裂增殖出正常細菌的全過程。在體外的條件下,整個過程大約需要 40 分鐘左右


撤除環境中的抗生素之後,L型細菌繁殖出有壁正常細菌

  最後研究人員還在斑馬魚體內觀察了L型細菌轉化成有壁細菌的過程。從研究人員將L型細菌注射到斑馬魚體內開始算起,20 個小時后取樣能檢測到有壁細菌的存在。而且他們還在斑馬魚體內觀察到了,在抗生素的處理下細菌變成L型細菌的過程。

  總的來說,這個研究表明,除了其他的耐葯機制之外,L型細菌也是一個耐葯途徑,而且無需基因變異,便可以通過丟棄細胞壁在抗生素治療期間頑強存活。更為重要的是,一旦撤出環境中的抗生素,這些L型細菌很快就會繁殖出一堆正常的有壁細菌出來

  研究人員認為,要想治好一些複雜的反覆感染,靶向細胞壁的抗生素要與其他類型的抗生素組合使用。

  *我看完這個論文一直在想一個問題,如果尿路感染的患者在接受靶向細胞壁的抗生素治療期間,每天都大量飲水,會不會有輔助治療的功效(我不知道,我瞎猜的哈
)。

  最後,我要說的是:你以為微生物就這麼點兒本事嗎?如果是這樣,那你就真的是“拿豆包不當乾糧”了。

  近二十年的研究表明,人體微生物的數量幾乎與人體細胞一樣多。這些看上去非常不起眼的小東西,與人類的多種疾病有關,從普通的感染和炎症,到精神疾病、心血管疾病,甚至是癌症,都有一股神秘的來自微生物的力量在背後操縱着

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深空輻射、微重力、幽閉空間……火星之旅危險知多少

  科技日報記者 劉霞

  宇航員前往火星的旅程並不像遊客們前往瑞士那麼輕鬆、愜意且自在,而是一段充滿了各種不確定因素和未知風險的冒險之旅。執行火星探索任務的宇航員將不得不長期與深空輻射、微重力、幽閉空間、與世隔絕等壓力作鬥爭。

  畢竟,就目前的技術而言,宇航員到達火星至少需要 6 個月時間,而返回地球也需要同樣長的時間。因此,他們必須做好準備,克服生理和心理等方面的挑戰。美國國家航空航天局(NASA)也正努力在本世紀 30 年代將宇航員送上火星之前,降低其可能面臨的各種風險。

  壓力源“協同作戰”


火星上一個前哨基地的藝術圖。圖片來源:美國太空網

  據美國太空網近日報道,NASA 人類研究項目(HRP)首席科學家珍妮弗·福格蒂本月早些時候表示,宇航員搭乘的宇宙飛船“將不得不提供滿足宇航員基本生存所需的一切甚至更多,因為我們希望他們能夠勝任這份對認知和身體狀態都有極高要求的工作。”

  HRP 的任務是找出航天飛行對宇航員的影響,並制定減輕和降低這些影響的策略。福格蒂說,該項目旨在識別出 5 類“壓力源”,這些“壓力源”可以顯著影響人類在執行深空任務過程中的健康狀況和表現,包括重力場的改變、不友好的環境、輻射、隔離/限制,以及與地球之間的遙遠距離等。

  HRP 科學家和世界各地的其他研究人員正試圖認真分析並了解所有這些壓力源,他們在地球上進行實驗,仔細監測在國際空間站(ISS)工作的宇航員的心理和身體健康狀況。這項工作的長期目標是幫助實現載人火星任務,NASA 希望在本世紀 30 年代末之前完成這一使命。事實上,幾年前,NASA 宇航員斯科特·凱利和米哈伊爾·科爾尼延科在國際空間站呆了 11 個月(約是通常停留時間的兩倍),以幫助研究人員評估非常長期的太空任務(比如火星往返之旅)對宇航員的影響。

  然而,要準確描述這樣一次火星之旅會給宇航員帶來何種影響非常困難。福格蒂說,因為航天飛行的各種壓力源一般並非“單獨行動”,很有可能是“協同作戰”,幾乎不可能把所有危險因素放在一個實驗環境中。

  例如,科學家在地球實驗室中對動物進行輻射研究,就沒有考慮到微重力的影響,因為目前無法將其加入進去;而國際空間站無法提供深空輻射數據,因為它在地球的保護磁層內運行;此外,在軌道實驗室安裝輻射發射裝置似乎也不是個好主意。

  輻射是最大風險

  有些壓力源更令人擔憂——研究人員和 NASA 官員反覆強調,輻射是宇航員執行火星任務所面臨的最危險因素之一。

  HRP 項目的太空輻射元素科學家麗莎·西門森博士解釋稱:“人類前往火星最大的挑戰之一是暴露於輻射的風險。長期暴露於輻射中可能帶來的健康風險,輻射會通過活體組織傳播,沉積能量導致 DNA 結構損傷,並改變許多細胞過程。”

  研究表明,暴露於高輻射環境下會增加宇航員晚年患癌症的風險。最近一項研究表明,執行火星任務的宇航員可能受到高劑量輻射,這些累積的輻射足以損害他們的中樞神經系統,使他們在情緒、記憶力和學習能力等方面受到影響。

  福格蒂提到了另一個需要集中研究的問題:航天飛行相關的神經—眼綜合征(SANS),也稱為視覺障礙/顱內壓(VIIP)。SANS 指的是太空飛行可能給宇航員帶來嚴重而長期的視力問題,這可能是由於液體流動增加了顱骨內的壓力。

  福格蒂說:“目前在近地軌道上,SANS 非常容易管理而且也比較容易恢復,但以我們對這個系統的了解,還不足以預測在某些探測任務中,SANS 是否也會保持這種狀態。所以,這是我們目前研究的最優先的生理領域之一。”

  依靠月球上火星

  NASA 目前的計劃是,不直接去火星,而是以月球為中間站。到 2024 年,讓兩名宇航員在月球南極附近着陸,之後不久,在月球及其周圍建立長期可持續的基地。

  NASA 官員表示,他們將通過“阿爾忒彌斯”計劃開展這些活動,主要目的是學習將宇航員送上火星所需的技能和技術。“阿爾忒彌斯”基礎設施的關鍵部分之一是一個小型繞月空間站——“門戶”,它將作為月球表面活動的中心。無論是機器人的還是載人的着陸器,都將從“門戶”下降到月球表面,而在“門戶”前哨上的宇航員,很可能也會從那裡操作漫遊車。

  大量研究將在“門戶”內進行,其中大部分研究將調查宇航員在一個真正的深空環境內的健康狀況和表現。福格蒂提到了一種研究策略,這種策略可能對規劃“火星之路”特別有用——在月球軌道前哨上研究人類組織的小樣本。

  這樣能規避一個影響研究的最大問題——使用嚙齒動物和其它非人類動物作為模型。福格蒂說:“我們如何在老鼠和人類之間架起一座橋樑呢?因為它不是直接適用的,這也困擾着陸地醫學和研究。但是隨着芯片上器官和組織的不斷湧現,以及科學家對其不斷的驗證,你可以用這些芯片概括出人體非常複雜的側面。我們可以將芯片作為一個模型有機體,在理解複雜環境方面取得重大進展,以此來真正解決人類的局限性的問題。”

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漫畫:什麼是公有雲、私有雲和混合雲?

  在上一篇《什麼是雲計算》發表之後,很多小夥伴表示終於知道到底什麼是雲計算了,能夠幫到大家真的很開心。

  上一篇文章的評論中,有幾個朋友希望我們可以介紹下什麼是公有雲、私有雲和混合雲。那麼這一篇,就給大家介紹下這幾個概念。

  為了方便大家理解,我們盡量用通俗的語言和舉例子的方式講解,並且文中還配備了漫畫供大家參考學習。

  隨着最近幾年的雲計算技術的主鍵發展和普及,越來越多的企業通過採用雲服務的方式來搭建網站及服務器。

  為了方便不同需求的用戶,很多雲計算服務商都會提供很多形式的雲服務,這裏面比較常見的就是公有雲、私有雲以及混合雲,還有些服務商會提供社群雲(社區雲)等。

  那麼這些雲計算的形式有什麼區別呢?用戶又該如何選擇呢?

  公有雲

  公有雲是為廣大用戶、個人或企業提供的雲基礎設施。公有雲就是第三方的公有雲供應商為用戶提供可通過互聯網訪問的虛擬環境中的服務器空間。然後,用戶可以通過購買雲服務器、數據存儲和其他與雲相關的服務等公有雲服務來訪問這些服務器。

  在公有雲中,所有硬件、軟件和其他支持性基礎結構均為雲提供商所擁有和管理。

  在公有雲中,你與其他組織或雲“租戶”共享相同的硬件、存儲和網絡設備。你可以使用 Web 瀏覽器訪問服務和管理帳戶。

  公有雲部署通常用於提供基於 Web 的电子郵件、網上辦公應用、存儲以及測試和開發環境。

  如果拿租房子來舉例,公有雲就像是合租公寓,設施都是共用的,各個房間之間也都是通過虛擬化等方案進行隔離的。並且費用也是相對比較低的。

  公有雲非常適合計算能力需求有波動的企業或專門面向公眾的應用程序,如 Dropbox、Evernote 和 Netflix。

  公有雲優勢:

  • 成本更低 — 無需購買硬件或軟件,僅對使用的服務付費。
  • 無需維護 — 維護由服務提供商提供。
  • 近乎無限制的縮放性 — 提供按需資源,可滿足業務需求。
  • 高可靠性 — 具備眾多服務器,確保免受故障影響。

  但是同時,很多人擔心公有雲的安全性、私密性等問題。於是就有了私有雲。

  私有雲

  私有雲是雲計算的另一種形式。它為一個企業或組織提供專用的雲環境。私有雲可以由企業或組織內部的 IT 團隊在該組織的防火牆後面進行內部操作,因此組織可以更好地控制其計算資源。私有雲主要由企業使用,因此它也被視為一種企業雲。

  私有雲可在物理上位於組織的現場數據中心,也可由第三方服務提供商託管。

  在私有雲中,服務和基礎結構始終在私有網絡上進行維護,硬件和軟件專供組織使用。

  私有雲可使組織更加方便地自定義資源,從而滿足特定的 IT 需求。

  私有雲的使用對象通常為政府機構、金融機構以及其他具備業務關鍵性運營且希望對環境擁有更大控制權的中型到大型組織。

  如果拿租房子來舉例,私有雲就像是套房整租,資源獨享不需要和他人共用,有很高的自由性。

  私有雲優勢:

  • 靈活性更高 — 組織可自定義雲環境以滿足特定業務需求。
  • 安全性更高 — 資源不與其他組織共享,從而可實現更高控制性和安全性級別。
  • 縮放性更高 — 私有雲仍然具有公有雲的縮放性和效率。

  但是私有雲的費用相對較高, 並且維護成本也不低。於是有的廠商結合了公有雲和私有雲推出了混合雲。

  混合雲

  混合雲是一種雲計算模型,它通過安全連接(如 VPN 連接或租用線路)組合一個或多個公有雲和私有雲環境,從而允許在不同雲環境之間共享數據和應用程序。當在私有雲上運行的應用程序遇到使用高峰時,它們可以自動“突發”到公有雲環境以獲得額外的按需容量。這被稱為“雲爆發”。由於額外的需求將在公有雲上,因此無需擔心提前配置硬件以滿足高峰需求。連接公有雲和私有雲有兩種方法:VPN 和點對點專用連接。

  混合雲通常被認為是“兩全其美”,它將本地基礎架構或私有雲與公有雲相結合,組織可利用這兩者的優勢。

  在混合雲中,數據和應用程序可在私有雲和公有雲之間移動,從而可提供更大靈活性和更多部署選項。

  如果拿租房子來舉例,公有雲就像是更加靈活的整租+單租自動調節。可以在價格、安全性、靈活性等方面做一個平衡。

  混合雲優勢:

  • 控制性 — 組織可針對敏感資產維持私有基礎結構。
  • 靈活性 — 需要時可利用公有雲中的其他資源。
  • 成本效益 — 具備擴展至公有雲的能力,因此可僅在需要時支付額外的計算能力。
  • 容易輕鬆 — 無需費時費力即可轉換至雲,因為可根據時間按工作負荷逐步遷移。

  混合雲整合了公有雲和公有雲的優勢。它提供高可擴展性,幾乎無限的存儲空間,靈活的支付模式,並且與公有雲一樣具有成本效益。混合雲也非常安全;它為您提供了更多的靈活性和對雲資源的控制。

  但是目前支持混合雲的服務廠商並不是很多,並且這種方案目前也不是很成熟。

社群雲

  除了常見的公有雲、私有雲以及混合雲以外,還有些公司在使用社群雲。

  社群雲,也稱社區雲,是由幾個組織共享的雲端基礎設施,它們支持特定的社群,有共同的關切事項,例如使命任務、安全需求、策略與法規遵循考量等。管理者可能是組織本身,也能是第三方;管理位置可能在組織內部,也可能在組織外部。

  如果拿租房子來舉例,公有雲就像是單位的員工宿舍,在價格和安全性方面都是比較適中的。

  社群雲在模式和機制、可靠性、安全、組織管理等方面面臨挑戰,有待進一步解決。社群雲與私有雲、公有雲相比模式上複雜一些,由多個組織共同構建和共享雲設施。

  總結

  本文介紹了雲計算的四種部署模式,分別是公有雲、私有雲、混合雲以及社群雲。

  這四種雲的主要區別就是使用的人群和使用的方式不一樣:

  • 公有雲由公眾開放使用
  • 私有雲由單一組織獨佔使用
  • 混合雲則是前述的兩種以上模式的混合
  • 社群雲是由一個特定社區獨佔使用,該社區由具有共同關切 (如使命、安全要求、政策等) 的多個組織組成

  使用場景區別:

  • 公有雲部署通常用於提供基於 Web 的电子郵件、網上辦公應用、存儲以及測試和開發環境。
  • 私有雲的使用對象通常為政府機構、金融機構以及其他具備業務關鍵性運營且希望對環境擁有更大控制權的中型到大型組織。
  • 混合雲的使用對象通常由大流量的互聯網業務,同時部分業務有合規需求或者需要充分利用現有 IT 資產的企業或組織
  • 社群雲的使用對象通常是多個有密切關係的組織一起聯合使用。

  企業在進行選擇的時候,應該根據實際情況,選擇最適合自己的雲服務。

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美國研發艾滋病基因療法:體內修復疾病基因突變

  新浪科技訊,北京時間 10 月 28 日消息,據國外媒體報道,美國國立衛生研究所(NIH)昨日宣布,該機構將在今後四年內投資 1 億美元,力爭用基因療法治癒艾滋病和鐮狀細胞病(即貧血)。為此,美國國立衛生研究所將與比爾及梅琳達·蓋茨基金會合作,該基金會也將為這一項目投資 1 億美元。此次合作的主要目標是,讓全世界人民都能承擔起治療費用、且具備獲得治療的途徑,尤其是在疾病負擔最重的發展中國家。

  該機構計劃在接下來 7 至 10 年之內做好在美國和撒哈拉以南非洲開展臨床試驗的準備。

  目前全球約有 3800 萬人感染 HIV 病毒,其中大多數都生活在發展中國家,約三分之二居住在撒哈拉以南非洲地區,鐮狀細胞病也是如此。

  數十年來,美國國立衛生研究所一直在努力尋找治癒艾滋病的方法。雖然目前使用的抗逆轉錄病毒療法能夠有效抑制體內病毒,但無法真正治癒艾滋病,並且必須每日服藥才能保證療效。此外,全球有多達數百萬人並不具備接受抗逆轉錄病毒療法的條件。

  雖然科學家們正在研髮針對艾滋病毒的基因療法,但這些療法往往成本高昂,無法大規模實行。例如,有些療法需要將細胞從患者體內取出,然後重新注入體內,成本既高、耗時又長。

  出於這一原因,此次開展的新項目將着重研發“體內”療法,如移除細胞中的 CCR5 受體基因(HIV 病毒正是利用 CCR5 受體侵入細胞的)。還有一種設想是設法清除細胞中的 HIV 原病毒 DNA。HIV 病毒會將這些 DNA 複製到人類細胞基因組中,即使接受了治療,也能在其中潛伏數年之久。

  該機構對鐮狀細胞病也訂立了類似的目標:通過體內療法修復導致該疾病的基因突變。這需要科學家研發一套以基因為基礎的藥物輸送系統,專門針對變異基因進行治療。

  但為了確保這些新療法安全有效,科學家還需要開展大量工作。就在幾個月前,特朗普政府剛剛宣布了一項計劃,稱要在 10 年內終結 HIV 病毒在美國的傳播。(恭弘=叶 恭弘子)

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區塊鏈概念股今日普漲 66隻區塊鏈概念股開盤漲停

  作者:辣椒客

  【TechWeb】10 月 28 日消息,在加快推動區塊鏈技術和產業創新發展的推動下,區塊鏈概念股今日普漲,半數區塊鏈個股開盤漲停。

  相關證券公司的應用显示,目前滬深上市公司中,區塊鏈概念股共有 126 只,今日開盤,漲停的區塊鏈個股包括廣博股份、文化長城等 66 只,也就是超過一半的區塊鏈概念股今日開盤漲停。

  區塊鏈作為一項新興技術,具有不可篡改、匿名性等特性,區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中起着重要作用,目前全球主要國家都在加快布局區塊鏈技術發展。

  區塊鏈技術應用目前已延伸到数字金融、物聯網、智能製造、供應鏈管理、数字資產交易等多個領域,在促進數據共享、優化業務流程、降低運營成本、提升協同效率、建設可信體系等方面蘊藏巨大的作用。

 

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未來冰箱製冷可能只需“扭一扭”

  更加高效、節能、綠色、便攜的製冷方式是人類不懈探索的方向。近日,在線出版的《科學》(Science)雜誌刊文,報道了中美科學家聯合研究團隊發現的一種柔性製冷新策略——“扭熱製冷”。研究團隊發現,改變纖維內部的捻度可以實現降溫。由於製冷效率更高、體積更小且適用於多種普通材料,基於該技術製成的“扭熱冰箱”也變得前景可期。

  這項成果來自於南開大學藥物化學生物學國家重點實驗室、藥學院、功能高分子教育部重點實驗室劉遵峰教授團隊與美國德克薩斯州立大學達拉斯分校教授、南開大學楊石先講座教授雷·鮑曼(Ray H.Baughman)團隊的合作研究。

  降低溫度一“扭”就行

  根據國際製冷研究機構的數據統計,目前世界上使用空調和冰箱製冷消耗的電能約佔全球電能損耗的 20%。如今被廣泛應用的空氣壓縮原理製冷,其卡諾效率一般低於 60%,傳統冰箱製冷過程釋放出的氣體正在加劇地球變暖。隨着人類對製冷需求的增加,探索新型製冷理論和方案,進一步提高製冷效率,降低成本並減小製冷設備的尺寸,成為當務之急。

  天然橡膠拉伸會發熱,縮回后溫度會降低,這種現象叫“彈熱製冷”,早在 19 世紀早期就已經被發現。但是,要得到較好的製冷效果,需要預先將橡膠拉伸至自身長度的 6 到 7 倍,然後縮回去。這意味的製冷需要很大的體積。而且,目前“彈熱製冷”的卡諾效率比較低,通常只有約 32%。

  而通過“扭熱製冷”技術,研究人員將纖維狀的橡膠彈性體拉長一倍(100% 應變),之後把兩端固定,從一端旋轉加捻,使其形成一種超螺旋結構。隨後快速解捻,橡膠纖維的溫度降低 15.5 攝氏度。

  “這一結果高於使用‘彈熱製冷’技術的降溫:拉長 7 倍的橡膠收縮降溫為 12.2 攝氏度。而如果既把橡膠加捻又伸長,然後同時釋放,該‘扭熱製冷’降溫可達 16.4 攝氏度。”劉遵峰說,獲得相同降溫效果的情況下,“扭熱製冷”的橡膠體積僅為“彈熱製冷”橡膠的七分之二,其卡諾效率卻可達 67%,遠高於空氣壓縮原理製冷。

  釣魚線、紡織線也能製冷

  研究人員介紹,橡膠作為“扭熱製冷”材料,還有很多空間可以改進。比如,橡膠質地較軟,需要捻很多圈才能獲得比較明顯的降溫,其傳熱速度較慢,還需要考慮材料的反覆使用、耐久性等問題。因此,探索其他“扭熱製冷”材料成為研究團隊的一個重要突破方向。

  “有趣的是,我們發現,‘扭熱製冷’方案也適用於釣魚線、紡織線。之前,人們並沒有意識到這些普通的材料可以用來進行製冷。”劉遵峰說。

  研究人員先將這些剛性高分子纖維加捻並形成螺旋結構。拉伸該螺旋可以升溫,螺旋縮回后溫度降低。

  實驗發現,使用“扭熱製冷”技術,聚乙烯編織線可以產生 5.1 攝氏度的降溫,而直接拉伸並釋放該材料卻幾乎觀察不到溫度變化。“這種聚乙烯纖維的‘扭熱製冷’原理是在拉伸—收縮過程中,螺旋內部捻度降低,從而導致能量的變化。”劉遵峰說,這些比較堅硬的材料,比橡膠纖維更為耐久,而且在拉伸很短的情況下,降溫幅度也超過橡膠。

  研究人員還發現,將“扭熱製冷”技術應用於強度更大、傳熱更快的鎳鈦形狀記憶合金時,製冷效果更佳,且只需較低的捻度,就會獲得比較大的降溫。

  例如將四根鎳鈦合金絲放在一起加捻,解捻后最大降溫可達 20.8 攝氏度,整體平均降溫也可達到 18.2 攝氏度。“這要略高於使用‘彈熱製冷’技術獲得的 17.0 攝氏度降溫。一個製冷周期,只需要 30 秒左右。”劉遵峰說。

  新技術未來可用於冰箱

  基於“扭熱製冷”技術,研究人員製作了一個冰箱模型,可對流動的水進行降溫。他們使用三根鎳鈦合金絲作為製冷材料,每厘米旋轉 0.87 圈,可以獲得 7.7 攝氏度的降溫。

  “這項發現距離‘扭熱冰箱’的商業化依然有很長的路要走,機遇與挑戰並存。”雷·鮑曼說。劉遵峰認為,該研究發現的這種新型製冷技術,為製冷領域擴充了一個新的板塊。將為降低製冷領域能源損耗提供一種新的途徑。

  “扭熱製冷”中的另外一個特殊現象是纖維不同部位呈現不同的溫度,這是由於纖維加捻產生的螺旋沿纖維長度方向的周期性分佈所致。研究人員將鎳鈦合金絲表面塗上熱致變色塗料,可以製成“扭熱製冷”變色纖維。在加捻和解捻的過程中,該纖維會發生可逆的顏色變化。“它可用作新型傳感元件,對纖維捻度進行遠程光學測量。比如,通過使用肉眼觀察顏色的變化,就可以知道遠處的材料轉了幾圈,這是一種非常簡易的傳感器。”劉遵峰說,基於“扭熱製冷”原理,一些纖維也可用於智能變色織物。

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大話設計,沒有模式—通用權限設計與實現

當代碼寫多了,總有些是經驗,但經驗是什麼呢?if…else用的次數比別人多?顯然不是。有些超棒的設計可以謂之經驗!

功能權限

網絡上流行的經典的權限設計是【主體】- 【領域】 – 【權限】( who、what、how問題原型 ) 的設計思想,其中:

【主體】可以是用戶,可以是角色,也可以是一個部門

【領域】可以是一個模塊,可以是一個頁面,也可以是頁面上的按鈕

【權限】可以是“可見”,可以是“只讀”,也可以是“可用”(如按鈕可以點擊)

為了簡化程序開發,在中去掉了權限的控制,簡化為【主體】- 【領域】的模式,且【主體】限定為角色。即只能給角色分配模塊和按鈕,不能直接分配給用戶賬號或部門。且一旦分配即表示該角色擁有操作該模塊(按鈕)的權限。

大道至簡,標準的RBAC規範比這個還要簡潔,所以它的生命力才最頑強。在此基礎上,如果進行二次開發,進行更詳細的功能權限控制,可以按照上面的思想進行改造。

數據權限

數據權限是在功能權限的基礎上面進一步的擴展,比如可以查看訂單屬於【功能權限】的範圍,但是可以查看哪些訂單就是【數據權限】的工作了。

這裏面的幾個概念:

【資源】:數據權限的控制對象,業務系統中的各種資源。比如訂單單據、銷售單等。

【數據規則】:用於數據權限的條件規則 。

應用場景

  • 銷售單,可以由本人查看
  • 銷售單,測試角色能看到自己的訂單
  • 銷售單,測試角色能看到自己的訂單,管理員角色可以看到所有訂單
  • 銷售單,測試角色能看到自己的訂單,管理員角色可以看到所有訂單,賬號test3可以看到應用名稱為”xxx管理系統”的訂單

我們能想到直接的方法,在訪問數據的入口加入SQL Where條件來實現,以上4種情況對應的sql語句:

  1 where CreateUserID = {loginUser}
  2 where CreateUserID = {loginUser} and {loginRole} in (測試)
  3 where CreateUserID = ({loginUser} and {loginRole} in (測試)) or {loginRole} in (管理員)
  4 where CreateUserID = ({loginUser} and {loginRole} in (測試)) or {loginRole} in (管理員) or ({loginUser}==test3 and 應用名稱==XXX管理系統)

這些一個一個的”條件”,簡單理解為一個【數據規則】,通常會與原來我們前台的業務過濾條件合併再檢索出數據。

每一個角色有不一樣的【數據規則】,那麼數據權限設計就變成

  【資源】 – 【數據規則】

在數據庫記錄中存放為資源ID+規則的形式,如下:

為了簡化程序開發,在開發過程中可以做出以下約定:

  • 所有需要進行數據權限控制功能的表,在設計時必須包含字段CreateUserId(創建用戶Id)。
  • 【資源】的名稱限定為模塊名稱。如部門管理,用戶管理,那麼資源就是對應的部門列表,用戶列表。
  • 如果【資源】沒有設置數據規則,那麼視為該資源允許被任何主體查看。
  • 數據規則中授權的對象限定為角色、用戶。即不能設定為某個部門所有,如果想實現類似的功能,通過角色間接實現。例如:資源屬於角色“開發組成員”,“開發組組長”。

核心實現–查詢對象模式

權限控制總離不開一些條件的限制,如果沒有完善的查詢機制,那麼在做權限條件過濾的時候你會覺得很彆扭。馬丁在《企業應用架構模式》第13章對象-關係元數據映射模式中提出查詢對象模式(Query Object Pattern)。該模式核心結構如下:

該結構為【數據規則】的建立提供了理論基礎。在設計數據權限的時候,可以照搬該思想。上面例子中的規則,數據規則展開如下:

  1 {
  2 	"Operation": "or",
  3 	"Filters": [{
  4 		"Key": "{loginRole}",
  5 		"Value": "09ee2ffa-7463-4938-ae0b-1cb4e80c7c13",
  6 		"Contrast": "contains",
  7 		"Text": "管理員"
  8 	}],
  9 	"Children": [{
 10 		"Operation": "and",
 11 		"Filters": [{
 12 			"Key": "{loginRole}",
 13 			"Value": "0a7ebd0c-78d6-4fbc-8fbe-6fc25c3a932d",
 14 			"Contrast": "contains",
 15 			"Text": "測試"
 16 		}, {
 17 			"Key": "CreateUserId",
 18 			"Value": "{loginUser}",
 19 			"Contrast": "==",
 20 			"Text": ""
 21 		}]
 22 	}, {
 23 		"Operation": "and",
 24 		"Filters": [{
 25 			"Key": "AppName",
 26 			"Value": "XXX管理平台",
 27 			"Contrast": "==",
 28 			"Text": ""
 29 		}, {
 30 			"Key": "{loginUser}",
 31 			"Value": "229f3a49-ab27-49ce-b383-9f10ca23a9d5,1df68dfd-3b6d-4491-872f-00a0fc6c5a64",
 32 			"Contrast": "in",
 33 			"Text": "test3,test4"
 34 		}]
 35 	}]
 36 }

規則分為三個部分:【分組】(Children)、【規則】(Filter)、【操作符】(and or),而規則自身就是一個分組。這種簡單的結構就可以滿足全部的情況。看不懂啥意思?

這樣理解起來就比較簡單了。

還不懂??我們從簡單的開始:

某一角色只能看到自己創建的信息。如:針對資源列表,我們設置了【測試】角色可以看到自己創建的資源。

這時如果用一個擁有測試角色的賬號(test)登錄,那麼他只能看到自己創建的資源:

其他角色的賬號登錄時,會出現無法看到任何信息。我們稍做調整:【管理員】角色可以看到所有資源,【測試】角色只能看到自己創建的資源。

這時如果用一個擁有管理員角色的賬號(admin)登錄,那麼他就可以看到全部資源:

以此為基礎,我們可以擴展非常複雜的數據權限控制。最終形成最後的複雜規則:【管理員】角色可以看到所有資源,【測試】角色只能看到自己創建的資源。賬號test3/test4隻能看到應用名稱等於“XXX管理平台”的資源。

代碼解析–不要BB,秀出你的代碼

可以在應用層基類BaseApp中,定義一個通用函數,根據當前即將訪問的資源Id獲取相應的訪問【數據規則】,並把當前登錄的用戶信息注入到該規則中,最終轉換成針對數據庫的查詢,如下:(不想看這個?直接跳過吧,看看如何使用也沒有問題)

  1         protected IQueryable<T> GetDataPrivilege(string parametername)
  2         {
  3             var loginUser = _auth.GetCurrentUser();
  4             if (loginUser.User.Account == Define.SYSTEM_USERNAME) return UnitWork.Find<T>(null);  //超級管理員特權
  5 
  6             var moduleName = typeof(T).Name;
  7             var rule = UnitWork.FindSingle<DataPrivilegeRule>(u => u.SourceCode == moduleName);
  8             if (rule == null) return UnitWork.Find<T>(null); //沒有設置數據規則,那麼視為該資源允許被任何主體查看
  9             if (rule.PrivilegeRules.Contains(Define.DATAPRIVILEGE_LOGINUSER) ||
 10                                              rule.PrivilegeRules.Contains(Define.DATAPRIVILEGE_LOGINROLE))
 11             {
 12 
 13                 //即把{loginUser} =='xxxxxxx'換為 loginUser.User.Id =='xxxxxxx',從而把當前登錄的用戶名與當時設計規則時選定的用戶id對比
 14                 rule.PrivilegeRules = rule.PrivilegeRules.Replace(Define.DATAPRIVILEGE_LOGINUSER, loginUser.User.Id);
 15                 var roles = loginUser.Roles.Select(u => u.Id).ToList();
 16                 roles.Sort(); //按字母排序,這樣可以進行like操作
 17                 rule.PrivilegeRules = rule.PrivilegeRules.Replace(Define.DATAPRIVILEGE_LOGINROLE,
 18                     string.Join(',',roles));
 19             }
 20             return UnitWork.Find<T>(null).GenerateFilter(parametername,
 21                 JsonHelper.Instance.Deserialize<FilterGroup>(rule.PrivilegeRules));
 22         }

這樣在我們自己的應用中,使用上面的函數創建一個基礎查詢,再加上自定義的查詢條件即可輕鬆實現數據權限的控制。

  1             var result = new TableData();
  2             var objs = GetDataPrivilege("u");
  3             if (!string.IsNullOrEmpty(request.key))
  4             {
  5                 objs = objs.Where(u => u.Id.Contains(request.key));
  6             }
  7 
  8             result.data = objs.OrderBy(u => u.Id)
  9                 .Skip((request.page - 1) * request.limit)
 10                 .Take(request.limit);

最後

以上所有代碼均已實現並開源(配置數據規則的界面可以自己畫,layui的前端畫起來實在太費力),秉承代碼之美,為.net core添磚加瓦,喜歡的star一下!

 

 

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百般受虐!“波士屯動力”機器人這一次槍口對準人類

  【新智元導讀】這两天,一則 Bosstown Dynamics 發布的新視頻在社交媒體瘋傳:視頻中,一個酷似“波士頓動力 Atlas”的機器人在進行射擊訓練,百發百中。被人類各種“虐待”后,它終於拿槍對準了人類。

  如果機器人拿起了槍會怎麼樣?

  這两天,一則 Bosstown Dynamics 發布的新視頻在社交媒體瘋傳:視頻中,一個酷似“波士頓動力 Atlas”的機器人在進行射擊訓練。

  剛開始,機器人在打靶,百發百中:

  緊接着,一旁的測試人員拿着棍棒開始敲打機器人後背,並一腳把它踹倒在地。

  即便如此,機器人仍然擊中靶心,這恐怕就是傳說中的躺贏。

  接下來的一個訓練,機器人先是原地轉了幾圈,開始打靶。要是人類估計早就轉暈了,更別說瞄準射擊。

  此時,旁邊的測試人員用球猛砸機器人頭部、用桶絆倒機器人,仍然無法阻擋機器人的百發百中。

  百發百中的神槍手還不夠,機器人能否區分哪些是人類、哪些是目標呢?只見測試人員用身體擋住靶子,機器人便停止射擊:

  隨即又是新一輪對機器人的“虐待”:腳踹、砸頭、拍磚……這時,機器人將手槍對準了人類:‍

  機器人顯得很克制,縱使被人類百般蹂躪,仍然沒有扣動板機,推翻桌子離開了。

  接着,測試人員把蜜蜂都放出來了,就這樣,機器人還是精準的分辨出了真人和假人,完成了射殺。

  最後,測試人員似乎是讓機器人射殺自己的同類“機器狗”,機器人的內心是拒絕的,欲轉身離開:

  但測試人員用武力逼迫,棍棒砸向機器人。機器人忍無可忍,一腳把人類的棍棒踹飛,向人類開槍警示,最後抱起機器狗逃之夭夭:

  看完是不是怕怕的?機器人現在已經如此神通廣大了?簡直秒殺人類士兵,如果有一天這樣的機器人真的上了戰場,真的不敢想象!

  網友評論:雖然是視頻是合成的,但看完令人後背發涼

  這個視頻在 Youtube 上發出不到半天,點擊率就達到了 170 萬。有網友在視頻下面的評論中表示,這個視頻如果是真的,那確實有點可怕,《終結者》中的“天網”就要降臨了嗎?

  實話告訴大家,這是一則合成的假視頻,請仔細看視頻右下的 logo“Bosstown Dynamics”,並非大名鼎鼎的“Boston Dynamics”。

  雖然視頻是假的,但仍然讓人恐懼,萬一哪天機器人真的拿起槍來會發生什麼?

  不過也有人表達出對視覺特效技術的讚歎,除了極少數細節,這個視頻在絕大多數時間里確實實現了“以假亂真”。

  新智元精選一些熱門評論,看看外國網友是怎麼說的。

  那些認為這視頻是真的的人,我覺得也沒必要笑話他們,畢竟,Corridor 這幾年的 CGI 技術已經突破天際了。

  ——你說現在波士頓動力的人看了這個視頻會怎麼想?

  ——“我們的機器人准能做的更好!

  機器人 OS:啊,蜜蜂!為什麼是蜜蜂!我的傳感器!

  我就是不願意承認這是假的,這就是《輻射 2019》啊

 

  時間來到公元 2419 年,機器人最高法院做出裁定,人類是個殘忍的種族,必須被肉體消滅。

  結尾:小狗狗已拯救,任務完成,撤離現場。 

  2017 年,虐待環境

  2018 年,虐待動物

  2019 年,虐待機器人?                  

  好吧,我承認我看到蜜蜂飛出來才發現這視頻是假的,做的太真實了,幹得漂亮!

  確實真實。在 Twitter 上,知名播客主 Joe Rogan 看起來是應該被騙了。他還特意發了條推特,表示“我們都被忽悠了!”看來之前明顯是當成真的了。

  不過隨後他又發了一條,並表示“太神奇了!”

  能讓博客名嘴被騙了還很開心,而且還大加讚揚的,也是很不容易了。

  揭秘視頻製作團隊:“波士頓動力機器人”反擊人類視頻也出自他們之手

  這則視頻由一個名叫“Corridor Digital”的團隊製作,此前,他們就做了一個“波士頓動力機器人”備受人類虐待后奮起反擊的視頻:

  詳見:

  《請停止霸凌機器人!“波士頓動力 Atlas” 反擊人類真相

  雖然新視頻的製作過程還沒有被放出,但參照上個視頻的製作,我們也能大概知道其中的奧秘:

  Corridor Digital 是一家位於洛杉磯的美國製作工作室。自 2010 年以來,一直以製作與流行文化相關的病毒在線短片視頻而聞名。Corridor Digital 由九名全職員工組成,包括創始人 Sam Gorski 和 Niko Pueringer。他們的頻道擁有超過 500 萬訂戶,並多次獲得 Streamys 獎,包括 2017 年的“視覺和特效獎”。

  這個惡搞團隊還發布了一個製作過程視頻,精彩描繪了他們製作這個波士頓動力機器人假視頻的過程和想法:

  製作者在視頻中說:“我知道你們很多人都見過波士頓動力公司的精彩機器人視頻,比如機器狗走路,人形機器人能穩穩地保住平衡,即使有人在踢它,等等。我們得到了這套運動捕捉裝備,突然間想到這個主意,就是像科學家測試機器人那樣,踢他們,踩他們,用曲棍球棍打他們之類的,最終導致機器人向科學家們發起攻擊。”


幕後

  他們使用的裝備名為 Xsens MVN Animate,是一整套的 3D 角色動畫解決方案,包括一個專有的動作捕捉軟件 MVN Animate。MVN 產品組合包括全身可穿戴動作捕捉(Mocap)解決方案。


製作這個假視頻使用的裝備

  他們還描述了如何設計三維空間,利用攝像機捕捉動作並同步機器人中的跟中攝像機,然後渲染照片,製作 3D 模型,合成 CG 特效等等,感興趣的朋友可以觀看第二個視頻。

  機器人革命會來到嗎?

  眾所周知,波士頓動力公司旗下的機器人很厲害,能走獨木舟,會做后空翻,甚至能作出一套完整的體操動作,其技術無疑是當前最先進的。這也難怪每次波士頓動力發布新視頻都會引起公眾驚嘆甚至害怕。

  上個月,波士頓動力公司在 YouTube 發布了一段新視頻,展示了該公司的 Atlas 機器人完成了一套優雅的體操,包括幾個翻跟頭、一個短距離倒立、一個 360 度旋轉跳躍,甚至還來了一個芭蕾舞式的開腿跳躍!

  優美的倒立:

  完美 360 度轉體:

  翻跟頭+劈叉:

  這一招一式哪裡是我們印象中的機器人!那麼問題來了,你認為機器人革命會來到嗎?如果有一天機器人拿起了槍,會發生什麼呢?歡迎來新智元 AI 朋友圈分享你的觀點:

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哈佛版更逼真人造肉來了!讓動物細胞“長成”肉,接近真肉質地

  更逼真的人造肉來了。來自哈佛大學的科學家在可食用的明膠支架上培養了兔和牛的肌肉細胞,這些細胞細長而粘連,接近真實肉的質地和堅實度。

  此前,在人造肉資本市場上大紅大紫的不可能食品公司( Impossible Foods)和超越肉食公司(Beyond Meat ),其主打的漢堡均源於植物蛋白,且為糊糊狀的肉餡餅,其外觀和質地不及天然的牛排。

  10 月 21 日,這項源於動物細胞培養的人造肉研究發表在《npj-食品科學》(npj Science of Food)上,通訊作者是哈佛大學生物工程與應用物理學教授 Kit Parker。那麼,這些研究解決動物細胞培養肉的工業化問題了嗎?我們距離其上市還有多遠?

  一、明膠腳手架

  人造肉的挑戰之一就是讓肉長成纖維狀。動物肉主要由肌肉、脂肪和結締組織組成,如同我們肉眼所見,骨骼肌由細長纖維構成。肌肉細胞需要附着在培養基質上才能生長並嵌入到相應組織中,最終形成細胞組織紋理及微觀結構,而錨定對於密集堆積的肌肉纖維排列尤為重要。論文第一作者 Luke MacQueen 說,骨骼肌細胞是貼壁細胞,其生長需要腳手架,這樣細胞才能以三維的形式附着生長。

  理想的支架系統應該具有相對較大的比表面積,可靈活地收縮擴張,且易於與培養組織分離。已有的支架系統存在回收困難、成本高、穩定性不足等問題,那麼可食用或可降解的支架,以及可重複利用的支架就成為科學家努力的方向。

  哈佛大學的研究人員將目光投向了明膠。在天然肉中,細胞外基質(ECM)蛋白支架起到細胞錨定和支持組織生長的作用,其中膠原蛋白是骨骼肌中最豐富的 ECM 蛋白,約佔干肌質量的 1%-10% 。明膠是膠原蛋白的衍生物,廣泛用於食品行業,因此明膠超細纖維就代表了肌肉組織的結構和生化特徵,於是也就成了腳手架的優選對象。

  研究人員採用了 Kit Parker 團隊開發的浸沒旋轉噴射紡絲技術(iRJS),這是一種利用離心力的納米纖維紡絲裝置,可以精確控製取向,模擬身體里高度定向的組織。具體而言就是,拉伸紡絲,用浸在聚合物或蛋白質容器中的高速旋轉鬃,拉出一小滴溶液進入噴射器,纖維以螺旋軌道運動,並且在從鬃毛分離之前凝固,進入收集器。本質上,這是一台改良版“棉花糖機器”。


明膠纖維的尺寸。來源:哈佛大學


明膠纖維。來源:哈佛大學

  這些明膠纖維直徑在 1.3 微米到 8.7 微米之間,這可媲美天然的膠原纖維。研究人員將食用明膠做成紡絲,隨後將牛主動脈平滑肌細胞和兔骨骼肌成肌細胞植入到明膠紡絲上之後,這些細胞即長成細長結構,接近了真實的肉質。


比較明膠纖維(上圖)與兔子骨骼肌(下圖)的电子顯微鏡照片可發現,明膠支架與骨骼肌的形狀和質地相似。來源:哈佛大學

  研究人員比較了人造肉與兔子肉、培根、牛裡脊熏火腿等肉類質地后發現,天然肉含有的肌纖維更多,也就是說,天然肉更成熟。

  為了比較最終產品和真肉之間的質地,研究人員還進行了多項食品行業常用的分析:如在電熱板上加熱人造肉肉來模擬烹飪,測量切下每一塊肉所需的力度。最後,他們發現這種實驗室生長的肉介於漢堡和牛裡脊肉之間。

  研究人員認為,用浸沒旋轉噴射紡絲技術來生產明膠纖維是可以滿足工業化量產需求的。並且,這個技術還可以添加更多的多糖等分子纖維成分,這就為肌肉細胞生長的腳手架拓展了更多可能性。

  研究還發現,短於 20 微米的肌肉纖維會促進細胞聚集,而長於 1 厘米的肌肉纖維則更喜歡排列成細長狀。

  二、量產還需等待

  江南大學生物工程學院教授周景文評價說,以往大量的動物細胞培養的研究工作都是針對基礎研究和醫學研究,很少有人想到動物細胞培養的支架的可食用性。哈佛學者在可食用明膠支架上培育兔子和牛的肌肉細胞是一個非常好的嘗試,為後續細胞培養肉的研究提供了很好的研究思路。


Mark Post 手持第一款動物細胞人造肉。來源:PA Wire

  動物細胞人造肉第一人、荷蘭馬斯特里赫特大學教授 Mark Post 在接受 DeepTech 採訪時則表示,哈佛的研究是一個開始但並非很新穎。腳手架對於厚牛排很重要,明膠的優點是可食用,但缺點是仍然要來自牛。另外,有其他凝膠和支架選項來實現紋理化,比如打印或注塑。

  2013 年,Mark Post 用動物細胞組織培養方法生產出了第一塊人造肉,這塊肉是通過胚胎干細胞在富含氨基酸、脂質、維生素的培養液中增殖、分化、融合形成的。細胞培育是在類似發酵裝置的生物反應器中進行的,幾周之後,這種肌肉組織即可食用。這個研究得到了 Google 聯合創始人 Sergey Brin 的資助。

  Mark Post 也是荷蘭公司 Mosa Meat 的聯合創始人兼首席問題官(CSO)。2013 年荷蘭團隊推出的這個人造漢堡成本高達 25 萬歐元,到了 2017 年這個成本已經降到了 10 歐元。

  Mark Post 介紹說,動物人造肉目前還需要解決動物細胞的產量問題,雖然已經有了技術,但優化過程需要時間。另一個挑戰則是,需要通過增加配料供給來降低成本,目前的高純的配料主要供給了醫療領域。

  周景文對此作了更詳盡的分析。大部分動物干細胞只能進行有限次數的傳代,那麼細胞培養人造肉面臨着干細胞獲取來源、誘導分化的控制、低成本的大規模培養等一系列問題,很多是以往從未有人涉足的,可能需要更長的時間,特別是在干細胞獲取和動物細胞培養方面的顛覆性的創新,才有可能實現商業化。

  三、動物肉 PK 植物肉


數據來源:張國強等 2019 年發表在生物工程學報上的論文《動物細胞培養技術在人造肉研究中的應用》 ,由 DeepTech 譯制

  依據蛋白來源,人造肉分為植物蛋白肉和動物細胞培養肉。目前的植物蛋白肉主要是基於組織蛋白的進一步加工。植物組織蛋白的出現已經有很長的歷史,在國內國外都有很好的研究和產業化基礎。植物蛋白肉主要是採用植物來源的原料,通過物理和生物的方法,輔以一些助劑,使植物蛋白在風味、口感、質地、營養等方面更接近動物肉,並不是從植物細胞開始培養。

  目前備受資本市場熱捧的兩種人造肉產品均為植物細胞來源。Beyond Meat  公司產品包括植物成分製造的漢堡、香腸和碎肉,其植物成分主要來自豌豆和蠶豆。另一家明星公司 Impossible Foods 公司的漢堡則用大豆蛋白替換了原來版本的小麥蛋白,以避免麩質。

  與植物細胞來源的人造肉相比,動物細胞來源的人造肉的蛋白品質更好,要知道,植物蛋白缺少賴氨酸和蛋氨酸,是不完全蛋白。周景文對 DeepTech 介紹說,細胞培養肉是利用動物細胞培養代替傳統的養殖業,在成分上與真實肉製品具有天然的高度相似性。這與植物蛋白肉相比,在品質上具有先天性的優勢。

  Mark Post 認為,基於植物的人造肉已經有 35 年歷史,顯然走得更遠了,但是植物人造肉不能完美模仿整塊牛排的組織,其組織紋理化也很困難,而這方面已經在某些動物人造肉上實現了。所以只有等動物人造肉進入市場,才能知道消費者的反應,才能知道植物人造肉和動物人造肉哪個走得更快。

  Mark Post 並不擔心社會對其產品的接受度問題。他說,人們的接受度正在提高,尤其是現在人們越來越意識到了畜牧業的環保問題和安全問題。

  不過周景文認為,植物蛋白肉可以被迅速接受,其中有一部分因素是很多素食主義者,或者對於健康比較在意的人群,而這些人群可能會在意動物細胞培養的人造肉。

  周景文介紹說,江南大學正在進行人造肉的研發工作,其主要的研究工作包括植物組織蛋白的製備、植物蛋白加工關鍵酶和血紅蛋白的發酵生產、脂肪和關鍵風味物質的發酵生產、動物細胞大規模低成本培養的反應器設計和過程優化等,並與相關團隊合作開展干細胞低成本獲取和培養方面的工作。此外,針對當前人造肉發展過程中可能存在的問題,進行了一些食品安全評估等方面的工作,為後續制訂相關的標準、政策、法規,提供依據。

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