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人工智能（AI），特别是像GPT-4这样的大型语言模型，在推理任务上表现出色。但AI是否真的理解抽象概念，还是仅仅在模仿模式？来自阿姆斯特丹大学和圣菲研究所的一项新研究揭示，尽管GPT模型在某些类比任务上表现良好，但当问题被改变时，它们却表现不佳，这突出了AI推理能力的关键弱点。 人工智能（AI），特别是像GPT-4这样的大型语言模型，在推理任务上表现出色。但AI是否真的理解抽象概念，还是仅仅在模仿模式？来自阿姆斯特丹大学和圣菲研究所的一项新研究揭示，尽管GPT模型在某些类比任务上表现良好，但当问题被改变时，它们却表现不佳，这突出了AI推理能力的关键弱点。 类比推理是根据两个不同事物在某些方面的相似性进行比较的能力。这是人类理解世界和做决定最常用的方法之一。类比推理的一个例子：杯子与咖啡的关系就如汤与（答案为：碗）的关系。 像GPT-4这样的大型语言模型在各种测试中表现良好，包括那些需要类比推理的测试。但AI模型是否真的能够进行一般性、稳健的推理，还是过于依赖训练数据中的模式？阿姆斯特丹大学逻辑、语言与计算研究所的语言和AI专家玛莎·刘易斯和圣菲研究所的梅兰妮·米切尔进行的这项研究考察了GPT模型在进行类比时是否像人类一样灵活和稳健。刘易斯解释道：“这非常重要，因为AI在现实世界中的决策和问题解决中越来越被使用。” 将AI模型与人类表现进行比较…

铷可能成为氧化物离子导体的下一个关键参与者。东京科学研究所的研究人员发现了一种罕见的含铷（Rb）的氧化物离子导体，其导电性异常高。通过计算筛选和实验确定的，其优越的性能源自低激活能和如大自由体积及四面体运动等结构特征。在各种条件下的稳定性为固体氧化物燃料电池和清洁能源技术提供了一个有前景的方向。 氧化物离子导体使氧化物离子（O²⁻）能够在固体氧化物燃料电池（SOFCs）中运输，能够使用多种燃料，不仅限于氢气，包括天然气、生物气体，甚至某些液态烃。这种灵活性使它们在向氢经济过渡的过程中尤为宝贵。尽管SOFCs从能源可持续性的角度具有变革潜力，但它们的广泛应用仍面临成本、耐用性和工作温度范围等挑战。克服这些障碍需要开发更好的氧化物离子导体，全球的研究人员不断尝试不同化学成分的新材料。铷（Rb）能否成为高性能氧化物离子导体的关键？ 来自日本东京科学研究所（Science Tokyo）的一个研究团队由化学系的山岛雅人教授领导，着手回答这个问题。他们通过系统而全面的方法探索铷作为氧化物离子导体技术下一重大进展的未开发潜力。他们的研究结果于2025年2月2日在线发表在《材料化学》上。 由于Rb⁺是最大的一类阳离子之一（仅逊于铯离子），含铷的晶体氧化物预计将具有更大的晶格和自由体积，从而可能导致氧化物离子导电性的低激活能。基于这个想法，研究人员首先对475种含铷的氧化物进行了基于键价能量计算的计算筛选。他们发现，棕榈石型氧化物材料，其晶体结构与自然存在的矿物棕榈石相似，表现出相对较低的氧化物离子迁移能量屏障。…

开创性研究表明，机器学习可以解码七种偶蹄动物的情感。这对动物福利来说是一个改变游戏规则的发现吗？人工智能能否帮助我们理解动物的感受？一项开创性研究表明答案是肯定的。来自哥本哈根大学生物系的研究人员成功训练了一种机器学习模型，能够区分七种不同偶蹄动物（包括牛、猪和野猪）的积极和消极情感。通过分析它们发声的声学模式，该模型达到了89.49%的高准确率，标志着首次利用人工智能检测情感效价的跨物种研究。 人工智能能否帮助我们理解动物的感受？一项开创性研究表明答案是肯定的。来自哥本哈根大学生物系的研究人员成功训练了一种机器学习模型，能够区分七种不同偶蹄动物（包括牛、猪和野猪）的积极和消极情感。通过分析它们发声的声学模式，该模型达到了89.49%的高准确率，标志着首次利用人工智能检测情感效价的跨物种研究。 “这一突破提供了有力的证据，表明人工智能可以根据发声模式解码多物种的情感。这有可能彻底改变动物福利、牲畜管理和保护工作，使我们能够实时监测动物的情感，”生物系副教授兼研究最后作者Élodie F. Briefer说道。…

研究人员开发了一种低成本、可扩展的太赫兹放大器，能够用于制造能够引导和聚焦高频太赫兹波的天线阵列，应用于高分辨率雷达、高速通信和医学成像等领域。 太赫兹波的使用，其波长短且频率高于无线电波，可以实现更快的数据传输、更精确的医学成像和更高分辨率的雷达。 但是，使用半导体芯片有效地产生太赫兹波，对电子设备的整合至关重要，这一过程是非常困难的。 许多当前技术无法产生足够辐射功率的波以供有用的应用，除非它们利用体积庞大且昂贵的硅透镜。更高的辐射功率可以使太赫兹信号传播得更远。这些透镜通常大于芯片本身，使得将太赫兹源集成到电子设备中变得困难。 为了克服这些限制，麻省理工学院的研究人员开发了一种太赫兹放大器-倍增器系统，能够实现比现有设备更高的辐射功率，而不需要硅透镜。…

在网络攻击或自然灾害发生后，麻省理工学院的工程师发现，由住宅太阳能电池板、电池、电动车、热泵和热水器等分散设备组成的备份网络可以恢复电力或减轻电网压力。我们的家庭和车辆中有许多未开发的潜力可以利用，以加强地方电网并使其更能抵御意外停电，一项新研究显示。 据麻省理工学院工程师称，在网络攻击或自然灾害发生后，分散设备的备份网络——如住宅太阳能电池板、电池、电动车、热泵和热水器——可以恢复电力或减轻电网压力。 这些设备被称为“电网边缘”资源，通常位于离消费者较近的位置，而不是靠近中央发电厂、变电站或传输线路。电网边缘设备能够独立产生、存储或调节其电力消费。在他们的研究中，研究团队展示了这些设备如何在未来被召唤来向电网注入电力，或通过降低或延迟其电力使用来重新平衡电网。 在本周《国家科学院院刊》上发表的一篇论文中，工程师们提出了一种蓝图，说明电网边缘设备如何通过“地方电力市场”增强电网的稳定性。电网边缘设备的所有者可以订阅区域市场，将其设备借出，成为微电网或本地呼叫能源资源网络的一部分。 如果主电网受到损害，研究人员开发的一种算法将在每个地方电力市场中启动，以快速确定网络中哪些设备是可信的。然后，算法将识别出能够最有效地缓解电力故障的可信设备组合，选择从电网注入电力或减少其从电网提取的电量，算法将计算并传达给相关订阅者。然后，订阅者将根据自己的参与情况通过市场获得补偿。…

一种新颖的系统通过捕猎机器人追逐幼小的斑马鱼，正在帮助科学家理解这些几天大的鱼是如何在现实世界中快速学习的。 一种由Janelia研究人员开发的新系统，通过捕猎机器人追逐幼小的斑马鱼，正在帮助科学家理解这些几天大的鱼是如何在现实世界中快速学习的。 幼小的斑马鱼是神经科学家的宝贵工具，他们利用这种微小的透明鱼来探讨大脑如何控制行为，但对科学家来说，研究这些发展中的脊椎动物的学习一直很困难——这对理解大脑的工作原理至关重要。 先前的研究发现，年轻的斑马鱼可以学习简单的关联。但这种学习往往缓慢且不可靠，仍然不清楚几天大的斑马鱼是否能足够快地学习以在自然情况下使用记忆，比如识别和避免新的捕食者。 Janelia的研究人员在博士后科学家Dhruv…

在量子计算的重大进展中，物理学家们揭示了一种八量子位的拓扑量子处理器，这是同类中的首个。这款芯片作为科学家设计的概念验证，开启了开发期待已久的拓扑量子计算机的大门。 在量子计算的重大进展中，由加州大学圣巴巴拉分校的物理学家主导的微软团队于周三揭示了一种八量子位的拓扑量子处理器，这是同类中的首个。这款芯片作为科学家设计的概念验证，开启了开发期待已久的拓扑量子计算机的大门。 “我们有很多一直在秘密进行的工作，现在一下子全部都公布出来了，”微软Station Q的主任、加州大学圣巴巴拉分校的物理学教授、微软量子硬件的技术研究员Chetan Nayak说道。这款芯片是在圣巴巴拉的Station…

化学工程师们发现，将镍原子添加到银催化剂中可能会革新乙烯氧化物的生产，通过消除对有毒氯的需求，同时保持效率。这一突破可能会显著减少当前全球400亿美元乙烯氧化物行业的温室气体排放，该行业通过一个每年排放数百万吨二氧化碳的过程生产这种在塑料、纺织品、防冻剂和消毒剂中使用的重要化学品。 科学家们发现了一种潜在的更环保的方式来生产一种关键的工业化学品，该化学品用于制造从塑料和纺织品到防冻剂和消毒剂的许多日常产品，这项研究的结果发表在《科学》杂志上，由图兰大学的化学工程师马修·蒙特莫尔共同撰写。 这一突破可能会显著减少乙烯氧化物生产过程中的温室气体排放，据估计全球市场为400亿美元。当前的生产过程中需要氯，这种化学物质是有毒的，每年向大气中排放数百万吨二氧化碳。 由蒙特莫尔领导的研究团队，以及塔夫茨大学的化学教授查尔斯·西克斯和加州大学圣巴巴拉分校的化学工程教授菲利普·克里斯托弗发现，将少量镍原子添加到银催化剂中可以在消除氯的需求的同时保持生产效率。 “如果行业尝试这个并发现它是有用的并能够实现商业化，这两个好处是我们可以同时节省大量二氧化碳和大量资金，”蒙特莫尔说。…

研究人员开发了一种新的人工智能算法，称为扭矩聚类，它在很大程度上增强了人工智能系统如何独立学习和发现数据中的模式，而无需人类指导。 研究人员开发了一种新的人工智能算法，称为扭矩聚类，它与当前的方法相比，更接近自然智能。它显著改善了人工智能系统如何独立学习和发现数据中的模式，而无需人类指导。 扭矩聚类可以高效且自主地分析生物学、化学、天文学、心理学、金融和医学等领域的大量数据，揭示新的见解，例如检测疾病模式、揭露欺诈或理解行为。 “在自然界中，动物通过观察、探索和与环境互动来学习，而不需要明确的指令。人工智能的下一个浪潮‘无监督学习’旨在模仿这种方法，”悉尼科技大学的杰出教授林CT说。 “几乎所有当前的人工智能技术依赖于‘监督学习’，这是一种人工智能训练方法，需要大量数据通过人类使用预定义的类别或值进行标记，以便人工智能可以进行预测并看到关系。…

在玻利维亚地下存在丰富的锂盐水资源。研究人员进行了与开采这一资源相关的废水的首次全面化学分析。 世界上已知的最大的锂矿藏位于一个广阔的盐滩，称为乌尤尼盐沼，延伸数千平方英里，位于玻利维亚高、高干燥的安第斯高原上。大部分时间，盐晶体覆盖着地面，像糖粉一样白。在雨季，积水的雨水倒映着周围的山脉和天空。 “盐沼对来自世界各地的旅行者来说是一个神奇的地方，他们来这里欣赏这种无尽的白色风景中的色彩和倒影，” 杜克大学环境学院尼古拉斯学院的环境质量尼古拉斯主席阿夫纳·温戈什说。 大多数游客看不到的是他们脚下几英寸深的极咸盐水中溶解的大量锂。锂被封存在沉积物和盐中，这些沉积物和盐沉降至地表以下几英尺到超过160英尺的深度，这一尚未开采的资源可能成为可再生能源领域的关键资源。…

一篇新的论文展示了改善用于电池阳极中的软金属的纹理大大提高了性能。研究小组在锂金属和电流收集器之间添加了一层薄薄的硅，以创造理想的晶粒取向。 为了创造电动汽车、移动设备和可再生能源储存所需的新电池，研究人员探索了新材料、新设计、新配置和新化学。 但是有一个方面——所用金属的纹理——在历史上被忽视。 “像锂和钠这样的软金属在作为电池的负极方面具有卓越的性能，锂被认为是未来高能可充电电池的终极阳极材料，”芝加哥大学分子工程的肖瑞莉·孟教授表示。“我们对晶粒取向的理解存在差距，也就是说，纹理如何影响可充电金属电池的性能。” 孟教授的能源储存与转换实验室以及行业合作伙伴赛默飞世尔科技公司的一项新论文打破了这一障碍，证明改善金属的纹理大大提高了性能。…

新的研究朝着环境压力下的高温超导体方向迈出了一步，使我们更接近于寻找在日常条件下能工作的超导体 - 并可能开启一个能源高效技术的新纪元。 休斯顿大学德克萨斯超导中心的研究人员在追求环境压力下高温超导体的过程中又取得了一项新的成果，使我们更接近于寻找在日常条件下能工作的超导体 -…