話題：エイズが「治癒」した4人目が登場か

「ホットスポットレビュー | 今週の主要テクノロジーイベント」は、Academic Headlines が開始した新しいグラフィックとテキストのコラムで、読者が先週のホットなテクノロジーニュースを素早く理解できるようにすることを目的としています。スペース（と知識）が限られているため、遠慮なく追加してください〜

こんにちは、私の愛しい「学術バクテリア」、私はあなたの愛しい学術の王様です。

先週もまた「先週」が過ぎ去りました。

先週、世界で4人目のエイズ患者が「治癒」したと宣言された。これは本当に嬉しいニュースです。 5番目、6番目も楽しみにしています... AI界では、DeepMindがまた大きな動きを見せました。彼らは AlphaFold を使用して、地球上のほぼすべてのタンパク質構造を予測しました。ああ、なんてことだ、すごい！

しかし...これら以外に先週のホットなニュースは何でしたか?一緒に確認してみましょう:

犬が尻尾を振るとき、左を向いていますか？それとも右ですか?科学者たち:

飼い犬の尻尾を振る行動は、犬と人間、犬と人間の相互作用において重要な社会的行動です。

最近、中国科学院遺伝学・発生生物学研究所の張勇清研究員のチームは、自動化研究所の于山研究員、深セン先進技術研究所の魏鵬飛研究員と共同で、犬の尻尾を振る行動に関する研究を行った。ディープラーニングのモーショントラッキング技術を基に、飼い犬の人間とのやりとり中の尻尾の動きの軌跡を抽出し、分析した。

研究によれば、個々の人間の特徴的な指紋や歩き方と同様に、飼い犬もそれぞれ独自の安定した尻尾​​の振り方を示すことが分かっています。飼い犬と人間が3日間交流する間、尻尾を振る行動は徐々に左側から右側へと移り、飼い犬の尻尾を振る行動の側方化は社会的親密さの敏感な指標であることがわかりました。犬は、見知らぬ人と接するときは尻尾を左に振る傾向があり、親しい人と接するときは尻尾を右に振る傾向があります。

さらに、この研究では、飼い犬の尻尾を振る行動が、安定した尻尾​​の振れ軌道を持つアトラクター状態と不安定な遷移状態から成り立っていることが初めて発見されました。この研究は、人間との交流中の飼い犬の尻尾を振る行動の複雑な特徴と構成パターンを明らかにし、飼い犬の社会的行動とその根底にある神経メカニズムを探るユニークな実験パラダイムを提供しました。

出典：中国科学院

論文リンク:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004222010197

エイズが「治った」4人目の人物が現れたかもしれない

海外メディアの報道によると、66歳の白血病患者が幹細胞移植を受けた後、エイズの長期寛解を達成し、「治癒」した可能性があるという。これは世界で「治癒」が宣言された4人目のエイズ患者であり、現在最年長の患者である。

この患者は最年長であるだけでなく、HIV感染期間も最長です。彼は1988年にエイズと診断された。30年間、病気を抑えるためにARTを服用してきたが、HIVの治療には効果がなかった。

現在、患者は17か月間抗レトロウイルス治療（ART）を受けていないが、体内でHIV複製の兆候はまだ見られない。

国際エイズ協会次期会長シャロン・ルーウィン氏は、手術のリスクのため、ほとんどのHIV感染者にとって選択肢にはなりそうにないが、この症例はHIV感染者と広く科学界に「継続的な希望とインスピレーション」を与えたと述べた。

出典：科技日報

地球はどのようにして「死を逃れた」のでしょうか?科学者たちは新たな手がかりを発見した

地球は人類が知る宇宙の中で生命が存在する唯一の天体であり、宇宙最大の驚異の一つとみなすことができます。

しかし、数億年前、地球は壊滅的な災害に見舞われました。磁場がほぼ消滅し、わずか10%だけが残ったのです。

ご存知のように、火星に生命が存在しない重要な理由の 1 つは、火星の磁場が「実際に」消滅し、太陽風の直接的な影響から保護できないことです。

ロチェスター大学の科学者と協力者による研究によると、地球の磁場は5億5000万年前に不思議なことに「跳ね返り」始め、それによって地球は火星と同じような運命を回避できたという。

図 |コアはありません。約5億5000万年前、内核が成長し始めました。約4億5000万年前、最外核と最内核の境界が形成されました。

この「跳ね返り」は数千万年にわたって発生しており、地質学的な時間スケールでは非常に速いもので、地球の固体の内核の形成と一致しているため、内核が直接の原因であった可能性があることを示唆しています。

論文リンク: https://www.nature.com/articles/s41467-022-31677-7

質問: 古代の詩では「聞いてくれてありがとう」はどのように表現しますか?

「私たちはみなこの世界では他人ですが、私はいつも私たちの優しさを忘れません。」この詩は、感謝の気持ちを表したいという語り手の意図を明確に反映しており、「私の言うことを聞いてください」という究極の上流階級版と言えるでしょう。

これは、清華大学が立ち上げた「意味から文章を調べる」魔法のツール、WantQuotes から来ています。

WantQuotes が世界中の膨大なコーパスから必要な文章を素早く見つけることができる理由は、主に非常に大規模なデータセットと推奨モデルによるものだと理解されています。

データセットには、英語、現代中国語、古典中国語の 3 つの部分が含まれています。そのうち、英語部分には 6108 個の有名な格言と 126713 個の文脈テキストセグメントが含まれています。現代中国語部分には、3004 の有名な格言と 408433 の関連する文脈が含まれています。古典中国語部分には、4438 個の古典中国語の暗示（古代の詩を含む）と 116537 個の関連文脈が含まれています。

推奨モデルに関しては、WantQuotes は BERT をセンテンス エンコーダーとして使用し、有名な引用と関連するテキスト表現を学習し、エンコーダーにセマンティクスを導入します。

WantQuotesは清華大学コンピュータサイエンス学部の自然言語処理および社会人文科学コンピューティング研究室（THUNLP）から生まれたもので、プロジェクトの指導者は孫茂松教授と劉志遠准教授であることが判明しています。

コンテンツソース: Quantum Bit

「WantQuotes」公式サイト：https://wantquotes.net/

科学：48時間ノンストップモニタリング、ウェアラブル超音波画像パッチが登場

超音波画像診断は、患者の内臓のリアルタイム画像を臨床医に提供する、安全で非侵襲的な身体検査方法です。しかし、超音波画像診断には、一般的に病院でしか入手できない大型の特殊な機器が必要です。

MITの研究成果がこの状況を打破すると期待されている。彼らは、切手ほどの大きさだが皮膚に貼り付けて48時間連続で画像を提供できるウェアラブル超音波パッチを開発した。

研究者らはボランティアにパッチを装着し、デバイスが生成した血管や心臓、肺、胃などの深部臓器の高解像度のリアルタイム画像を見せた。

パッチは強力な接着力を維持し、ボランティアが座る、立つ、ジョギング、サイクリングなどのさまざまな活動を行う際の臓器の変化を捉えました。

出典: 同期

論文リンク: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2542

ICML2022賞発表：優れた論文15件、復旦大学、厦門大学、上海交通大学が選出

最近、米国メリーランド州ボルチモアでオンラインとオフラインを組み合わせた方式で ICML 2022 カンファレンスが開催され、15 件の優秀論文賞と 1 件の Test of Time 賞を含むすべての賞が発表されました。

その中で、復旦大学、上海交通大学、厦門大学、ライス大学の胡霞チームなど、いくつかの中国チームの研究が優秀論文賞を受賞した。 ICML 2012 の「サポート ベクター マシンに対するポイズニング攻撃」に関する論文が、このカンファレンスの Proof of Time 賞を受賞しました。

出典: 同期

ICML2022公式サイト:
https://icml.cc/virtual/2022/awards_detail

2滴の水で1時間電気を生成できます。科学者はどのようにそれを行うのでしょうか?

より環境に優しい材料を使用し、資源のリサイクル率を向上させることは、電子廃棄物の増殖の問題を解決するための重要な方法であり、生分解性電池は現在の電池研究のホットな話題です。

最近、スイス連邦材料科学技術研究所（Empa）の研究チームが生分解性電池において新たな進歩を遂げました。彼らは概念実証研究において、水で活性化できる使い捨ての紙製電池を提案した。

この新しいタイプの電池は、わずか2滴の水で、LED付き目覚まし時計に1時間連続して電力を供給できると報告されています。 1時間後、さらに2滴の水を加えれば、使い続けることができます。また、あらゆる形状やサイズに加工することができ、その潜在的な応用シナリオは非常に広範囲にわたります。

図｜紙製電池2個でLED付き目覚まし時計を駆動している。 （出典：研究チーム）

研究チームによると、この紙製電池は、さまざまな低電力の使い捨て電子機器（アイテム追跡用のスマートタグ、環境センサー、医療診断機器など）に電力を供給し、環境への影響を最小限に抑えるために使用できるという。

論文リンク:

https://www.nature.com/articles/s41598-022-15900-5

元Google CEO: AIは核兵器のようなもの

元グーグルCEOのエリック・シュミット氏はインタビューで、人工知能を核兵器に例え、世界の最強国がAIによって互いに破壊し合うのを防ぐため、同様の相互確証破壊抑止メカニズムの確立を求めた。

相互確証破壊とは、「相互に破壊される」という思想である。対立する2つの勢力のうちの1つがこれを完全に使用した場合、双方が破壊され、これは「恐怖の均衡」と呼ばれます。

シュミット氏はAIを核兵器に例え、将来的には大国がAIによる世界破壊を防ぐために「核実験」禁止に似た条約を締結しなければならないかもしれないと述べた。

出典: ビッグデータダイジェスト

名目著者の場合、3,000元からですか?ネイチャーの関連ジャーナルは、複数の論文に偽の著者名が記​​されていたことを明らかにした。

歯科の専門家が機械工学分野の論文を発表したり、医学、経済、金融の分野の専門家が流体力学に関する論文を発表したり…普通の学者が本当にこのように学際的な研究を行うことができるのでしょうか？

最近、有名なオープンアクセスジャーナル「Scientific Reports」は、同誌に掲載された2つの論文について「編集上の懸念」を表明した。主な理由は著者のアイデンティティの問題です。

中国科学日報の記者は、2つの論文の著者のほとんどがインドネシア、イラン、ロシア出身であり、論文の1つには中国人の著者も関わっていることを発見した。

ドイツのベルリン自由大学の社会学者アンナ・アバルキナ氏は、以前に発表した研究の中で、ロシアには論文の著者権の販売を専門とする仲介会社があると述べた。著者権の価格は、著者の地位とジャーナルのインパクト ファクターに応じて異なります。料金は1,700元から50,000元近くまでの範囲です。第一著者のポジションは通常より高額で、3,000元から始まります。

近年、こうした国際ビジネスの範囲は拡大しており、多くの大手学術出版機関のジャーナルに関連論文が掲載されるようになっていると報告されています。

出典: サイエンスネット

AlphaFold がさらに大きな飛躍を遂げました!地球上のほぼすべてのタンパク質の構造を予測した

最近、DeepMind と欧州バイオインフォマティクス研究所 (EMBL-EBI) の共同チームが、生物学の分野における大きな飛躍を発表しました。彼らは人工知能（AI）システムAlphaFoldを使用して、地球上のほぼすべての既知のタンパク質を網羅する100万種以上の2億1400万個のタンパク質構造を予測した。この画期的な進歩により、新薬の開発が加速され、基礎科学に革命が起こるでしょう。

研究チームは、新たなデータの公開について、 2億以上のタンパク質構造予測のうち、約35％の構造は高精度であり、実験手段で得られた構造精度に達していると述べた。構造の 80% は、その後の複数の分析に十分な信頼性があります。

コンテンツソース: 学術ジャーナル

オリジナルリンク:

https://www.nature.com/articles/d41586-022-02083-2

https://www.deepmind.com/blog

第五次大量絶滅の原因に関する新たな進展

顕生代における5回目の大量絶滅、白亜紀末期（約6600万年前）は、地球の生態系を根本的に変え、1億5000万年以上続いた恐竜の時代を終わらせ、哺乳類の台頭への道を開いた。

大量絶滅の原因についてはいまだ議論が続いている。その中でも、インドのデカン玄武岩の噴火と小惑星の衝突が主流の見解である。デカン玄武岩の噴火の時期とそれが地球環境に与えた影響は、現在研究のホットスポットとなっている。

最近、中国科学院南京地質古生物研究所の李沙准研究員、王波研究員、張海春研究員、王其飛研究員は、天津大学の陳九斌教授、中国地質大学（北京）の万小橋教授と共同で、高精度の生層序学、古生態学、地球化学の手法に基づき、白亜紀/古第三紀（K/Pg）境界にまたがる山東省の2つの井戸から採取したコアデータを使用し、東アジアにおけるデカン火山の最初の噴火の記録と、この出来事に対する湖の環境と生物相の反応を研究した。

この結果は、マーストリヒチアン後期の温暖化イベントとデカン高原火山の最初の噴火との相関関係を強く示す証拠となり、温暖化イベントが湖の環境と生物相に大きな影響を与えたことを示しています。

出典：中国科学院

論文リンク:

https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article-abstract/doi/10.1130/G50016.1/615407/Mercury-evidence-of-Deccan-volcanism-driving-the

AIはチューリングテストに合格したが、科学者は「おそらくそれは必要ない」と語る

機械は考えることができるのか？人工知能（AI）は人間と同じくらい賢くなるのでしょうか？ある研究は、人工知能がそれを実行できる可能性があることを示唆している。

イタリア工科大学のアニエスカ・ヴィコフスカ教授率いる研究チームは、非言語チューリングテストにおいて、行動の多様性によって人間と機械の区別が曖昧になり、ロボットが人間に近づく可能性があることを発見した。

図｜ロボットの動作が事前にプログラムされたものか、人間によって制御されたものかを参加者に判断してもらいました。 （出典：本論文）

しかし、この研究に対して、リンショーピング大学の認知システム教授トム・ジームケ氏と博士研究員サム・テルマン氏は、人間の類似性は必ずしも人工知能やロボットの開発にとって理想的な目標ではないと考えている。人工知能を人間に似ないようにすることがより賢明なアプローチである可能性があり、彼らはその点を説明するために自動運転車とチャットボットの例を使いました。

論文リンク:

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abo1241

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.add0641

深セン国際大学院の于龍飛のチームは、世界の亜酸化窒素排出量に関して新たな進歩を遂げた。

亜酸化窒素は、地球温暖化係数が二酸化炭素の約 300 倍（100 年スケール）である重要な温室効果ガスです。亜酸化窒素排出の主な発生源は土壌であり、人為的活動による窒素の追加投入により、陸上の亜酸化窒素排出量は増加しています。

近年、大気中の亜酸化窒素の濃度は加速的に上昇傾向を示しています。モデル反転の結果によると、主な原因は地球全体の亜酸化窒素排出係数（フラックス/窒素入力）の増加である可能性があることがわかりました。しかし、世界規模での亜酸化窒素排出係数の変化パターンと推進要因はまだ不明です。

上記の問題を考慮して、清華大学深圳国際大学院の于龍飛の研究グループとスイス連邦工科大学チューリッヒ校のエリザ・ハリスの研究グループは緊密に協力し、地球規模での亜酸化窒素排出量の時空間分布を評価するための土壌大気窒素同位体結合プロセスモデルを開発しました。

モデルの結果によると、2020年の世界平均亜酸化窒素排出係数（窒素投入量の加重平均）は4.3％と高く、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）のデフォルト評価係数1.4％を大幅に上回っています。同時に、亜酸化窒素排出係数の世界的分布は非常に不均一であり、温暖で湿度の高い地域で排出係数が最も高くなっています。

過去 1 世紀にわたって、世界の亜酸化窒素排出係数は大幅に増加しており、その主な要因は、気候温暖化と窒素肥料投入の再分配 (温帯から熱帯へ、先進国から発展途上国へ) です。研究チームは、将来の亜酸化窒素排出量の予測と排出削減政策の策定においては、気候変動のフィードバック効果と地域的な排出ホットスポットの寄与に十分な注意を払うべきであると勧告している。

出典：清華大学

論文リンク:
https://www.nature.com/articles/s41467-022-32001-z

科学者らが超伝導システムにおけるトポロジカル時間結晶の量子シミュレーションを初めて達成

最近、清華大学学際情報科学研究所の鄧東玲助教授の研究グループは、浙江大学物理学院の王振および王浩華の研究グループと共同で、超伝導システムにおけるトポロジカル時間結晶の初の完全デジタル量子シミュレーションを実験的に実現しました。

時間結晶は「結晶」の特性を時間の次元に拡張します。つまり、システムの特定の特性が時間の中で周期的に繰り返され、時間の並進対称性が破壊されます。トポロジカル時間結晶の特殊な位相特性により、時間並進対称性の破れはシステムの境界でのみ発生します。

トポロジカル時間結晶を実現することは極めて困難な問題です。鄧東玲の研究グループは、トポロジカル時間結晶の理論モデルを提案し、人工知能アルゴリズムを通じてトポロジカル時間結晶のデジタル量子シミュレーションの最適化ソリューションを発見しました。研究グループは浙江大学の超伝導量子コンピューティングチームと協力し、この新しい現象を実験的に観測することに成功した。

この実験では、26 個の超伝導量子ビットからなる 1 次元チェーンをシミュレートし、約 240 層の量子回路の進化中に、時間変換対称性がシステム境界 (チェーンの両端) でのみ破られることが観察されました。これは、トポロジカル時間結晶をこれまで報告された従来の時間結晶と区別する中心的な特徴です。トポロジーと時間結晶の組み合わせにより、物質の新しい非平衡相が構築され、時間結晶の種類が豊かになり、量子の世界に対する人々の理解が広がりました。実験で使用された超伝導量子チップは、高度なプログラミング柔軟性を備えた、簡単に拡張可能な最近傍接続アーキテクチャを採用しており、より珍しい量子現象の探索に使用できます。

この研究成果は、非平衡物質の新しい形態を実現し、時間結晶にトポロジーの概念を革新的に導入し、時間結晶の種類を豊かにし、中規模量子チップを使用してエキゾチックな量子状態を探索する大きな可能性を実証しました。

出典：清華大学

論文リンク:
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04854-3

科学者がコンテンツアドレス可能メモリで重要な進歩を遂げる

コンテンツ アドレス可能メモリ (CAM) は、コンテンツによってアドレス指定されるメモリです。入力データを配列に格納されているすべてのデータと同時に比較し、対応する一致情報を出力します。高い並列性と高いエネルギー効率でメモリ内で検索および類似性検出操作を実行し、データ転送を削減できます。近年、エッジインテリジェントコンピューティングなどのタスクの完了に大きな可能性を示しています。

従来の SRAM ベースの CAM では、データ ストレージに加えて、データ比較操作を実装するために追加のハードウェア オーバーヘッドも必要です。 CAM 操作を実行するために必要なハードウェア コストを削減するために、国際社会では現在、新しい不揮発性メモリ (抵抗メモリ、相変化メモリ、強誘電体トランジスタなど) を使用する CAM 実装ソリューションを検討しています。しかし、これらすべてでは、コアとなる線形不可分比較演算を実装するためにデュアルブランチの相補データ ストレージ ユニットと比較回路が必要であり、さらに多値 CAM を実装するには追加の検索回路が必要です。ハードウェアのオーバーヘッドが大きい、コンピューティングのエネルギー消費量が高いなどの問題が依然として残っています。

この重要な課題に対処するため、北京大学集積回路学院/集積回路先進イノベーションセンターの黄如院士と黄千千研究員が率いる研究チームは、世界で初めて単一ブランチと単一デバイスによるCAM操作を実現しました。彼らは、バイポーラ特性を持つ新しい強誘電体フィントンネル電界効果トランジスタ（Fe-FinTFET）を提案し、実験的に準備しました。これにより、追加のデバイスや回路を必要とせずに、3状態CAMと多値CAMの動作を同時に実現し、ハードウェアのオーバーヘッドとエネルギー消費を大幅に削減できます。

研究チームは、設計された新しいコンテンツアドレス可能メモリに基づいて、ハミング距離やマンハッタン距離の計算などの小さなサンプル学習タスクの実装におけるその潜在能力をさらに実証し、面積効率とエネルギー効率を大幅に向上させました（従来のGPUベースのコンピューティング方法と比較して、検索速度は3桁向上し、検索エネルギーは2桁削減されます）。これにより、高度に統合され、エネルギー効率の高いエッジ機械学習コンピューティングチップの重要な基盤が築かれました。

出典：北京大学

論文リンク:
https://ieeexplore.ieee.org/document/9830413