█ 腦科學(xué)動態(tài)

Science：終身行為監(jiān)測揭示衰老架構(gòu)：魚類早期行為可預(yù)測壽命

Science：大腦免疫細(xì)胞通過RANK蛋白調(diào)控生育能力

他人的評價會影響你的真實感受，社會暗示如何讓你“感覺”更痛

手部精細(xì)運動不只靠大腦皮層，腦干才是幕后功臣

新型試劑SeeDB-Live利用血液蛋白實現(xiàn)活體大腦無創(chuàng)透明化成像

關(guān)鍵鈣離子通道Orai1調(diào)控神經(jīng)炎癥與動機行為

█ AI行業(yè)動態(tài)

陳天橋組建AI夢之隊，攻堅可驗證推理

全球首個侵入式腦機接口醫(yī)療器械在中國獲批上市

馬斯克推出“數(shù)字員工”Digital Optimus，AI開始替你操作電腦辦公

█ AI驅(qū)動科學(xué)

人腦與人工智能在語音解碼中展現(xiàn)出相似的層級處理機制

用泛函擴散模型破解單細(xì)胞測序預(yù)測難題

具有腿式敏捷性與輪式效率的新型兩輪自行車機器人UMV

新型圖算法顯著提高近距離最短路徑計算精度

AI搜索機器人結(jié)合3D地圖與大語言模型高效尋找遺失物品

解碼人類動作前奏：多模態(tài)智能穿戴設(shè)備如何精準(zhǔn)預(yù)測運動意圖

腦科學(xué)動態(tài)

Science：終身行為監(jiān)測揭示衰老架構(gòu)：魚類早期行為可預(yù)測壽命

衰老過程是平滑漸進(jìn)還是分階段發(fā)生，早期行為能否預(yù)測壽命？斯坦福大學(xué)的Claire Bedbrook、Ravi Nath、Anne Brunet和Karl Deisseroth團(tuán)隊，通過對短壽的非洲鳉魚進(jìn)行前所未有的終身自動化行為監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)衰老并非平滑衰退，而是由幾個穩(wěn)定階段和快速轉(zhuǎn)變構(gòu)成的階梯式過程，并且動物中年的行為足以預(yù)測其最終壽命。

研究團(tuán)隊搭建了一個科學(xué)版的“楚門的世界”，利用自動化系統(tǒng)對81條非洲綠松石鳉魚（African turquoise killifish）從青春期到死亡進(jìn)行全天候不間斷記錄。通過機器學(xué)習(xí)分析海量視頻數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)衰老過程存在一個分階段的架構(gòu)，動物會在數(shù)個穩(wěn)定的行為階段中度過數(shù)周，然后經(jīng)歷幾天的快速轉(zhuǎn)變進(jìn)入下一階段。更重要的是，個體間的衰老路徑在生命中期（約70-100天）便已出現(xiàn)分化。那些最終長壽的魚在此時表現(xiàn)出更強的游泳活力，且睡眠主要集中在夜間；而短壽的魚則在白天也頻繁休息。僅憑幾天的中年行為數(shù)據(jù)，模型便能準(zhǔn)確預(yù)測其壽命。該行為差異也與肝臟等器官的基因表達(dá)變化相關(guān)，為衰老的分子機制提供了線索。研究發(fā)表在 Science 上。

#疾病與健康 #預(yù)測模型構(gòu)建 #健康管理與壽命延長 #衰老

閱讀更多：

Bedbrook, Claire N., et al. “Lifelong Behavioral Screen Reveals an Architecture of Vertebrate Aging.” Science, vol. 391, no. 6790, Mar. 2026, p. eaea9795. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.aea9795

Science：大腦免疫細(xì)胞通過RANK蛋白調(diào)控生育能力

生育和青春期的啟動過程遠(yuǎn)比想象的復(fù)雜，并非只由神經(jīng)元主導(dǎo)。西班牙國家癌癥研究中心（CNIO）的Eva González-Suárez和Alejandro Collado等人領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，大腦中的免疫細(xì)胞——小膠質(zhì)細(xì)胞，通過RANK蛋白信號通路在調(diào)控生育能力中扮演著不可或缺的角色，這一發(fā)現(xiàn)為理解和治療相關(guān)內(nèi)分泌疾病開辟了新思路。

? 小鼠下丘腦中小膠質(zhì)細(xì)胞（綠色）與 GnHR 神經(jīng)元（紅色）的相互作用，圖中分別展示了對照組（上圖）和 Rank 蛋白表達(dá)抑制組（下圖）小鼠的下丘腦結(jié)構(gòu)。Rank 蛋白表達(dá)抑制后，小膠質(zhì)細(xì)胞體積更小，分支更少。右圖：小膠質(zhì)細(xì)胞外部結(jié)構(gòu)。左圖：小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)。Credit: Nozha Borjini and Rafael Fernández Chacón / IBiS

研究團(tuán)隊通過動物模型揭示了這一全新機制。他們發(fā)現(xiàn)，下丘腦-垂體-性腺軸（hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis）的核心——促性腺激素釋放神經(jīng)元，其功能受到小膠質(zhì)細(xì)胞的精密調(diào)控。這種調(diào)控依賴于小膠質(zhì)細(xì)胞表面的一種名為RANK的蛋白。當(dāng)研究人員在小鼠模型中抑制RANK蛋白的表達(dá)后，小鼠出現(xiàn)了青春期延遲、性激素水平下降和不孕等癥狀，即促性腺激素低下性性腺功能減退癥。深入觀察發(fā)現(xiàn)，缺乏RANK蛋白的小膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)變小、分支減少，并且與GnRH神經(jīng)元的物理接觸和互動顯著減弱。更重要的是，該研究在部分患有此罕見病的患者體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了RANK基因的突變，直接將動物模型的發(fā)現(xiàn)與人類疾病聯(lián)系起來。研究發(fā)表在 Science 上。

#疾病與健康 #神經(jīng)機制與腦功能解析 #內(nèi)分泌系統(tǒng) #小膠質(zhì)細(xì)胞

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Collado-Sole, Alejandro, et al. “Microglia Rank Signaling Regulates GnRH Neuronal Function and the Hypothalamic-Pituitary-Gonadal Axis.” Science, vol. 0, no. 0, Mar. 2026, p. eaeb6999. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.aeb6999

他人的評價會影響你的真實感受，社會暗示如何讓你“感覺”更痛

為什么一句“這個針很疼”會真的讓你感覺更疼？達(dá)特茅斯學(xué)院的 Aryan Yazdanpanah, Tor Wager, Alireza Soltani 等研究人員，探究了社會信息如何塑造我們對疼痛、共情和認(rèn)知努力等負(fù)面體驗的感知。他們發(fā)現(xiàn)，他人的觀點會通過“確認(rèn)偏誤”等機制，制造出難以改變的“自我實現(xiàn)預(yù)言”，深刻影響我們的主觀感受。

? 實驗范式和行為結(jié)果。Credit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2026).

研究團(tuán)隊設(shè)計了三項實驗，分別讓參與者體驗直接的身體疼痛（手臂熱刺激）、替代性疼痛（觀看他人痛苦的視頻）和認(rèn)知努力（心理旋轉(zhuǎn)3D圖像）。在每次體驗前，研究人員會向參與者展示一個據(jù)稱是“前人評價”的社交線索，暗示接下來的刺激是“高痛苦”還是“低痛苦”，但實際上這些線索是隨機生成的，與真實刺激強度無關(guān)。結(jié)果顯示，這些毫無根據(jù)的社交線索極大地影響了參與者的主觀感受：即使接受的是低強度的熱刺激，被告知“很疼”的參與者也會報告更高的疼痛感。通過計算模型分析，研究揭示了背后的兩大機制：一是期望直接扭曲了感知；二是學(xué)習(xí)中的確認(rèn)偏誤，即人們傾向于更多地從符合預(yù)期的信息中學(xué)習(xí)，而忽略或輕視與預(yù)期相悖的證據(jù)。這兩種機制共同作用，形成了一個強大的反饋循環(huán)，使得由社會信息塑造的信念即使在缺乏事實依據(jù)的情況下也難以被糾正。研究發(fā)表在 PNAS 上。

#認(rèn)知科學(xué) #計算模型與人工智能模擬 #社會認(rèn)知 #確認(rèn)偏誤

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Yazdanpanah, Aryan, et al. “Social Information Creates Self-Fulfilling Prophecies in Judgments of Pain, Vicarious Pain, and Cognitive Effort.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 123, no. 7, Feb. 2026, p. e2513856123. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2513856123

手部精細(xì)運動不只靠大腦皮層，腦干才是幕后功臣

人類靈巧的雙手是如何被精確控制的？加州大學(xué)河濱分校的Shahab Vahdat和Vishwas Jindal等人挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)上以大腦皮層為絕對核心的觀點。他們通過跨物種研究發(fā)現(xiàn)了一條被長期忽視的、從腦干到脊髓的間接運動通路，該通路在手部精細(xì)控制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，并為中風(fēng)康復(fù)治療提供了新的潛在靶點。

? 小鼠和人類前肢運動控制中延髓和 C3-C4 固有脊髓系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)。(A) 小鼠前肢運動控制中皮質(zhì)-延髓連接（特別是與外側(cè)內(nèi)側(cè)核和尾狀核的連接）概述。(B) 人類參與手部運動控制的皮質(zhì)感覺運動區(qū)與延髓區(qū)域的連接示意圖。Credit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2026).

該研究顛覆了手部運動主要由大腦皮層直接調(diào)控的傳統(tǒng)模型。研究團(tuán)隊采用功能性磁共振成像（fMRI）技術(shù)，分別觀察了人類和小鼠在執(zhí)行手部用力任務(wù)時的大腦及脊髓活動。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在腦干的延髓中有兩個特定區(qū)域——外側(cè)延髓頭端（Lat-RM）和延髓尾端（CauM），在兩個物種中都表現(xiàn)出一致的激活模式，證明了這條控制回路在演化上的高度保守性。更重要的是，研究首次在人類身上證實，頸部脊髓的C3-C4節(jié)段固有束系統(tǒng)（C3–C4 propriospinal system，位于頸部的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)）扮演著一個關(guān)鍵的中繼角色，負(fù)責(zé)整合來自大腦皮層和腦干的復(fù)雜指令，再傳遞給控制手部肌肉的神經(jīng)元。這一發(fā)現(xiàn)表明，除了經(jīng)典的直接通路，還存在一條涉及網(wǎng)狀脊髓束和固有束系統(tǒng)的間接通路協(xié)同工作，為中風(fēng)后繞過受損皮層、通過神經(jīng)調(diào)控刺激幸存通路來恢復(fù)手部功能提供了新思路。研究發(fā)表在 PNAS 上。

#疾病與健康 #神經(jīng)機制與腦功能解析 #神經(jīng)調(diào)控 #中風(fēng)康復(fù)

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Jindal, Vishwas, et al. “Medullary and C3–C4 Propriospinal Pathways Underlying Mammalian Forelimb Movement Control.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 123, no. 5, Feb. 2026, p. e2518217123. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2518217123

新型試劑SeeDB-Live利用血液蛋白實現(xiàn)活體大腦無創(chuàng)透明化成像

為解決活體深層腦成像中組織不透明的難題，九州大學(xué)的Takeshi Imai和Shigenori Inagaki等人開發(fā)出一種新型光學(xué)透明化試劑SeeDB-Live。該試劑利用血液中常見的牛血清白蛋白，首次實現(xiàn)了在不影響細(xì)胞功能的條件下，對活體腦組織進(jìn)行無創(chuàng)、可逆的透明化處理，從而能夠觀察到前所未有的深層神經(jīng)活動。

? 利用雙光子顯微鏡對表達(dá)熒光蛋白（Thy1-EYFP-H）的小鼠大腦皮層第 5 層神經(jīng)元進(jìn)行三維熒光成像。與未進(jìn)行透明化處理的組織相比，SeeDB-Live 透明化處理提高了深部腦區(qū)的熒光亮度。Credit: Shigenori Inagaki and Takeshi Imai, Kyushu University

研究團(tuán)隊首先解決了光學(xué)成像中的核心難題——光散射。通過系統(tǒng)性實驗，他們確定了匹配細(xì)胞內(nèi)外折射率是減少散射的關(guān)鍵。挑戰(zhàn)在于，如何找到一種物質(zhì)，既能調(diào)節(jié)折射率，又不會因滲透壓過高而損傷活細(xì)胞。在一次偶然的深夜實驗中，研究人員發(fā)現(xiàn)牛血清白蛋白完美地滿足了這些苛刻條件?；诖?，他們開發(fā)了名為SeeDB-Live的透明化溶液。實驗結(jié)果令人振奮：將該溶液應(yīng)用于活體小鼠大腦，深層神經(jīng)元的熒光信號亮度增強了三倍，使過去難以清晰觀察的大腦皮層第五層結(jié)構(gòu)得以呈現(xiàn)。更重要的是，這一過程完全無創(chuàng)且可逆，組織透明度在幾小時后即可恢復(fù)，允許對同一個體進(jìn)行長期的追蹤研究。這項技術(shù)為實時觀測大腦的復(fù)雜功能開辟了新途徑。研究發(fā)表在 Nature Methods 上

#神經(jīng)科學(xué) #神經(jīng)機制與腦功能解析 #光學(xué)成像 #組織透明化技術(shù)

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Inagaki, Shigenori, et al. “Isotonic and Minimally Invasive Optical Clearing Media for Live Cell Imaging Ex Vivo and in Vivo.” Nature Methods, Mar. 2026, pp. 1–15. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41592-026-03023-y

關(guān)鍵鈣離子通道Orai1調(diào)控神經(jīng)炎癥與動機行為

大腦免疫細(xì)胞如何影響我們的情緒與動機？西北大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Murali Prakriya和Kaitlyn E. DeMeulenaere等人揭示了其中的關(guān)鍵機制。他們的研究發(fā)現(xiàn)，大腦主要免疫細(xì)胞——小膠質(zhì)細(xì)胞上的Orai1鈣離子通道，不僅是調(diào)控神經(jīng)炎癥的“開關(guān)”，還直接影響由炎癥導(dǎo)致的動機行為（如抑郁樣行為），為治療相關(guān)腦部疾病提供了新靶點。

? 圖像顯示，小鼠海馬中炎癥誘導(dǎo)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物（包括小膠質(zhì)細(xì)胞（紅色）、星形膠質(zhì)細(xì)胞（綠色）以及所有細(xì)胞核（藍(lán)色））均有所增加。在小膠質(zhì)細(xì)胞中缺乏 Orai1 的小鼠中，并未出現(xiàn)這種炎癥誘導(dǎo)的炎癥標(biāo)志物增加現(xiàn)象。Credit: Murali Prakriya, PhD.

研究團(tuán)隊通過在小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞中特異性敲除Orai1基因，探究了其功能。研究發(fā)現(xiàn)，Orai1通道是小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)入促炎狀態(tài)所必需的。當(dāng)該通道被刪除后，小膠質(zhì)細(xì)胞不僅無法被激活以促進(jìn)炎癥，反而意外地切換到了抗炎和神經(jīng)保護(hù)模式，開始產(chǎn)生更多有益于神經(jīng)元存活和生長的分子，如腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）。在模擬炎癥的實驗中（通過注射脂多糖LPS），缺乏Orai1的小鼠海馬區(qū)的炎癥反應(yīng)明顯減弱，并且它們成功避免了由炎癥引起的動機下降和獎勵尋求行為受損等類似抑郁的癥狀。這項結(jié)合了轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)和行為學(xué)分析的研究清晰地表明，Orai1通道是將鈣信號與神經(jīng)炎癥及行為功能障礙聯(lián)系起來的關(guān)鍵一環(huán)，抑制其活性有望成為治療抑郁癥、神經(jīng)退行性疾病和慢性疼痛等疾病的有效策略。研究發(fā)表在 Science Signaling 上。

#疾病與健康 #神經(jīng)機制與腦功能解析 #神經(jīng)炎癥 #心理健康與精神疾病

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DeMeulenaere, Kaitlyn E., et al. “Microglial Reactivity and Neuroinflammation-Driven Changes in Motivational Behaviors Are Regulated by Orai1 Calcium Channels.” Science Signaling, vol. 19, no. 925, Feb. 2026, p. eady8398. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/scisignal.ady8398

AI 行業(yè)動態(tài)

陳天橋組建AI“夢之隊”：三位世界級科學(xué)家加盟MiroMind，攻堅可驗證推理

就在剛剛，MiroMind 在其官網(wǎng)宣布了三位杰出的 AI 科學(xué)家加入領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊。這幾項重要任命標(biāo)志著 MiroMind 在構(gòu)建 “發(fā)現(xiàn)式智能”（Discoverable Intelligence） 的使命上邁出關(guān)鍵一步 —— 一種不僅能分析已有知識，還能進(jìn)行預(yù)測并探索全新概念的 AI。隨著杜少雷博士出任 Lead Scientist for Reasoning Models & Training、安波教授出任 Lead Scientist for Runtime & Agent Systems，以及楊凱峪博士出任 Lead Scientist of the Verifiable AI Lab，MiroMind 正在打造的 Heavy Duty Solver 引擎的三大核心技術(shù)支柱現(xiàn)已全部就位。

MiroMind 由全球知名創(chuàng)新企業(yè)家、慈善家陳天橋創(chuàng)立，其愿景是打造面向發(fā)現(xiàn)式智能的新一代 AI 平臺，他為公司和 AI 業(yè)界帶來了獨特的全球化視角。

MiroMind 的使命不是打造一個更會表達(dá)的語言模型，而是構(gòu)建一種全新的 AI 系統(tǒng) —— 能夠進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)推理并解決現(xiàn)實世界中的復(fù)雜難題。這個系統(tǒng)的輸出不只是 “看起來合理”，還能夠被形式化驗證（formally verifiable）。

對于三位 AI 科學(xué)家的加入，MiroMind 創(chuàng)始人陳天橋表示：“我們?yōu)?MiroMind 打造的 Heavy Duty Solver 引擎的核心技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊架構(gòu)，從負(fù)責(zé)可驗證性的楊凱峪博士，到負(fù)責(zé)智能體系統(tǒng)的安波教授，負(fù)責(zé)推理模型與訓(xùn)練的杜少雷博士，已經(jīng)為 “發(fā)現(xiàn)式智能” 的實現(xiàn)，搭建起了最關(guān)鍵的鐵三角。這標(biāo)志著我們的 AI 戰(zhàn)略拼圖已經(jīng)到位，接下來就是讓引擎開始轟鳴。期待這支世界級的頂尖團(tuán)隊，能帶領(lǐng)我們共同打造出真正可靠、可信、能解決嚴(yán)肅問題的下一代 AI?！?/p>

#MiroMind #杜少雷 #安波 #楊凱峪 #可驗證AI

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https://github.com/MiroMindAI

全球首個侵入式腦機接口醫(yī)療器械在中國獲批上市，意念控制手部動作成現(xiàn)實

近日，國家藥品監(jiān)督管理局正式批準(zhǔn)了博?？滇t(yī)療科技（上海）有限公司的“植入式腦機接口手部運動功能代償系統(tǒng)”（簡稱NEO腦機接口系統(tǒng)）的創(chuàng)新產(chǎn)品注冊申請。這標(biāo)志著全球首個侵入式腦機接口醫(yī)療器械在中國實現(xiàn)首發(fā)上市，正式進(jìn)入臨床應(yīng)用階段。該系統(tǒng)主要用于幫助因頸段脊髓損傷導(dǎo)致四肢癱瘓的患者，通過采集并解碼大腦發(fā)出的運動指令，驅(qū)動外部的氣動手套，輔助患者實現(xiàn)手部抓握等動作，從而顯著改善生活質(zhì)量?；颊咝铦M足18至60歲、C2～C6節(jié)段損傷、病情穩(wěn)定等條件。

NEO系統(tǒng)采用了獨特的“硬腦膜外植入”技術(shù)路線，與美國Neuralink的方案不同。其植入體僅硬幣大小，被放置在顱骨和硬腦膜之間，不直接接觸大腦組織，既保證了高質(zhì)量的信號采集，又大幅降低了手術(shù)風(fēng)險和排異反應(yīng)。系統(tǒng)通過近場無線供電和數(shù)據(jù)傳輸，體內(nèi)無需植入電池。在臨床試驗中，該系統(tǒng)僅用78天便在11家頂尖醫(yī)院完成32例植入，所有受試者均未出現(xiàn)器械相關(guān)不良反應(yīng)，術(shù)后3個月抓握輔助響應(yīng)率達(dá)100%，手部功能評分顯著提升。此次獲批是上海在腦機接口這一未來產(chǎn)業(yè)布局的成果，得益于“項目經(jīng)理人”等制度創(chuàng)新。博睿康表示，將加速產(chǎn)品入院，并持續(xù)迭代，未來探索應(yīng)用于難治性癲癇、腦卒中等更多領(lǐng)域。

#腦機接口 #博?？?#NEO系統(tǒng) #侵入式醫(yī)療 #上海創(chuàng)新

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https://sh.sina.com.cn/news/k/2026-03-13/detail-inhqvtih4126708.shtml?cre=tianyi&mod=pchp&loc=4&r=0&rfunc=96&tj=cxvertical_pc_hp&tr=12

馬斯克推出“數(shù)字員工”Digital Optimus，AI開始替你操作電腦辦公

世界首富埃隆·馬斯克近日正式揭曉了一項名為“數(shù)字擎天柱”（Digital Optimus）的AI新項目，它也被稱為“巨硬”（Macrohard）。這并非人形機器人，而是一款能在電腦上自動完成辦公任務(wù)的AI智能體。它能夠理解屏幕內(nèi)容，并像人類一樣操作鍵盤鼠標(biāo)，執(zhí)行從數(shù)據(jù)錄入到合同處理等一系列重復(fù)性白領(lǐng)工作。馬斯克表示，從原則上講，它可以模擬一家完整公司的運作。這個項目已在xAI內(nèi)部進(jìn)行測試，有趣的是，測試期間部分員工與它在線協(xié)作后，竟誤以為它是真人同事。

這一項目的推出，標(biāo)志著馬斯克正式加入由Anthropic、OpenAI等公司掀起的“AI接管軟件操作”的浪潮。據(jù)介紹，Digital Optimus主要負(fù)責(zé)執(zhí)行，如同人的“系統(tǒng)1”，而馬斯克旗下的另一款A(yù)I模型Grok則負(fù)責(zé)思考決策，扮演“系統(tǒng)2”的角色。該項目將運行在成本更低、功耗僅為英偉達(dá)H100四分之一的特斯拉AI4芯片上。值得注意的是，這個項目經(jīng)歷了復(fù)雜的演變：它最初是xAI內(nèi)部代號“巨硬”的核心團(tuán)隊項目，但在經(jīng)歷管理層變動、項目重組及關(guān)鍵人員離職后，部分技術(shù)資源被整合進(jìn)特斯拉的自動駕駛團(tuán)隊，最終以xAI與特斯拉聯(lián)合項目的形態(tài)面世，旨在與Claude Cowork等同類產(chǎn)品在AI自動化辦公領(lǐng)域展開競爭。

#馬斯克 #DigitalOptimus #AI智能體 #辦公自動化 #xAI

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https://x.com/elonmusk/status/2031751255060885911

AI 驅(qū)動科學(xué)

人腦與人工智能在語音解碼中展現(xiàn)出相似的層級處理機制

人工智能模型解碼語音的內(nèi)在機制是否與人腦相似一直懸而未決。哥倫比亞大學(xué)、IBM研究院和范斯坦醫(yī)學(xué)研究所的Menoua Keshishian、Nima Mesgarani等人對比了兩者處理口語的特征，發(fā)現(xiàn)人腦和人工智能在將聲音轉(zhuǎn)化為意義時采用了幾乎相同的逐步計算策略。

? 基于自動語音識別（ASR）建模的大腦語音處理階段。Credit: Nature Machine Intelligence (2026).

研究團(tuán)隊招募了15名植入高分辨率電極以監(jiān)測腦部活動的癲癇患者，讓他們聆聽30分鐘的連續(xù)口述故事，并記錄聽覺皮層的神經(jīng)信號。隨后，研究人員將這些大腦數(shù)據(jù)與處理相同音頻的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部層級表征進(jìn)行比對。通過回歸分析，結(jié)果顯示兩者在處理語音時呈現(xiàn)出驚人一致的拓?fù)溆成?。人腦和AI模型均按照從基本聲學(xué)特征到語音、詞匯，再到語義信息的順序逐層解析。隨著模型層級加深，AI網(wǎng)絡(luò)精準(zhǔn)對應(yīng)了大腦中從初級聽覺核心向外延伸的高階語言皮層。這表明生物進(jìn)化與任務(wù)優(yōu)化的AI趨同于同一種高效的層級轉(zhuǎn)換方案，且這種類似大腦的計算策略僅在AI接受特定語言語音訓(xùn)練后才會顯現(xiàn)。研究發(fā)表在 Nature Machine Intelligence 上。

#神經(jīng)科學(xué) #計算模型與人工智能模擬 #語音識別 #腦機對齊 #神經(jīng)表征

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Keshishian, Menoua, et al. “Parallel Hierarchical Encoding of Linguistic Representations in the Human Auditory Cortex and Recurrent Automatic Speech Recognition Systems.” Nature Machine Intelligence, vol. 8, no. 2, Feb. 2026, pp. 257–69. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s42256-026-01185-0

用泛函擴散模型破解單細(xì)胞測序預(yù)測難題

為了解決單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序破壞性導(dǎo)致無法觀測微擾前后同一細(xì)胞狀態(tài)以及微擾響應(yīng)分布多變的預(yù)測難題，魁北克人工智能研究所的Xinyu Yuan和Jian Tang等人提出了一種全新的擴散生成模型，成功構(gòu)建出高保真的人工智能虛擬細(xì)胞，在多項預(yù)測指標(biāo)上實現(xiàn)了性能突破。

該研究團(tuán)隊創(chuàng)新性地開發(fā)了PerturbDiff模型，跳出傳統(tǒng)模型強行配對學(xué)習(xí)平均特征的局限，將微擾（Perturbation，指藥物干預(yù)或基因編輯等對細(xì)胞施加的影響）后的整個細(xì)胞種群分布視為一個隨機變量。研究利用再生核希爾伯特空間與核均值嵌入，在代表種群分布的點上進(jìn)行泛函擴散。通過在包含6100萬無干預(yù)細(xì)胞圖譜上的邊緣分布預(yù)訓(xùn)練，該模型在包含超1億單細(xì)胞的Tahoe100M圖譜等權(quán)威基準(zhǔn)測試中，打破了14項細(xì)胞響應(yīng)預(yù)測的最優(yōu)紀(jì)錄。它不僅在差異表達(dá)基因（DEGs，指在不同條件下表達(dá)水平存在顯著差異的基因族群）預(yù)測上展現(xiàn)極高精度，克服了傳統(tǒng)模型由于單細(xì)胞基因表達(dá)高度稀疏導(dǎo)致的預(yù)測失效，還具備出色的極低樣本微調(diào)能力與零樣本預(yù)測能力。

#AI驅(qū)動科學(xué) #預(yù)測模型構(gòu)建 #泛函擴散 #單細(xì)胞測序 #微擾響應(yīng)

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Yuan, Xinyu, et al. “PerturbDiff: Functional Diffusion for Single-Cell Perturbation Modeling.” Version 1, arXiv:2602.19685, arXiv, 23 Feb. 2026. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2602.19685

具有腿式敏捷性與輪式效率的新型兩輪自行車機器人UMV

如何讓機器人在保持輪式移動高效性的同時，具備腿式機器人跨越障礙的敏捷性？來自機器人與人工智能研究所（RAI）、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和麻省理工學(xué)院等機構(gòu)的Benjamin Bokser、Surya P. N. Singh及其合作者受人類自行車越野運動的啟發(fā)，開發(fā)了一款名為超移動車輛（UMV）的兩輪自行車機器人。該機器人僅用5個自由度便成功實現(xiàn)了高速行駛、單輪平衡、跳躍甚至前空翻等高難度動作。

? 超移動車輛 (UMV) 及其運動技能。(A) UMV 示意圖，這是一款基于自行車的機器人，具有五個可驅(qū)動自由度[連桿（綠色）和子組件（紫色）]。它配備轉(zhuǎn)向和后輪驅(qū)動驅(qū)動器，可實現(xiàn)基本的地面移動。該設(shè)計將機器人的大部分質(zhì)量集中在頭部，頭部通過空間連桿與自行車連接。該連桿由頸部和兩根拉桿組成。頭部中的強大驅(qū)動器通過該連桿工作，使機器人能夠“甩動”其質(zhì)量，從而實現(xiàn)動態(tài)行為。(B) 前空翻的合成圖像，展示了高俯仰角動量和通過身體收縮調(diào)節(jié)慣性；(C) 后輪跳躍，機器人像單腿跳躍者一樣保持平衡；(D) 自主跳臺序列，機器人加速、躍上 1 米高的平臺、穿過平臺并穩(wěn)定著陸。Credit: Bokser, et al.

UMV重23.5公斤，設(shè)計獨特之處在于將其大部分質(zhì)量包括電池和計算單元集中在機器人的頭部。頭部通過空間連桿機構(gòu)（spatial linkage）與車架相連，僅依靠5個可驅(qū)動自由度（DoF）運行，徹底摒棄了反作用輪（reaction wheels）或支架等傳統(tǒng)的被動穩(wěn)定裝置。機器人的控制大腦完全依賴于強化學(xué)習(xí)，研究人員在物理模擬器中對其進(jìn)行了大量并行訓(xùn)練，隨后將控制策略直接零樣本遷移到真實的物理機器上。實驗結(jié)果顯示，UMV最高行駛速度達(dá)到了8米每秒，還能夠跳上1米高的平臺，這相當(dāng)于其自身高度的百分之一百三十。更為驚艷的是，依靠頭部重心的動態(tài)甩動和重定位，該機器人成功在現(xiàn)實中復(fù)現(xiàn)了極其敏捷的動作，例如持續(xù)的后輪跳躍、原地動態(tài)平衡以及前空翻。強化學(xué)習(xí)算法甚至在未被顯式編程的情況下，自主學(xué)會了通過快速側(cè)移前輪來實現(xiàn)原地旋轉(zhuǎn)的擺動轉(zhuǎn)彎技巧。這一系統(tǒng)證明了通過計算能力可以極大釋放簡單機械結(jié)構(gòu)的運動潛能。

#AI驅(qū)動科學(xué) #機器人及其進(jìn)展 #強化學(xué)習(xí) #動態(tài)控制 #零樣本遷移

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Bokser, Benjamin, et al. “System Design of the Ultra Mobility Vehicle: A Driving, Balancing, and Jumping Bicycle Robot.” arXiv:2602.22118, arXiv, 27 Feb. 2026. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2602.22118

新型圖算法顯著提高近距離最短路徑計算精度

計算大型網(wǎng)絡(luò)中任意兩點間的最短路徑是一項極具挑戰(zhàn)的任務(wù)，特別是針對距離較近的節(jié)點，經(jīng)典算法的近似誤差長期難以保證。印度理工學(xué)院甘地訥格爾分校的Manoj Gupta針對這一長達(dá)25年的理論瓶頸展開研究，成功提出了一種更優(yōu)的多尺度近似算法，大幅縮小了近距離頂點對最短路徑計算的誤差。

1996年提出的經(jīng)典DHZ算法通過提取代表性頂點進(jìn)行采樣，能夠快速得出不大于實際距離兩倍的2-近似值，但這一誤差保證僅在頂點間距至少為k等較遠(yuǎn)的情況下才有效，對于近距離頂點則會導(dǎo)致估算失真。為了解決這一問題，Manoj Gupta提出了一種對采樣過程進(jìn)行多尺度細(xì)化的新方法。該算法不再依賴于單層的采樣頂點，而是巧妙地將圖結(jié)構(gòu)信息按不同的尺度進(jìn)行分層組織，從而能夠更精確地捕捉更短的路徑。研究表明，這種組合的隨機算法在保持大致相同的運行時間下，成功將滿足2-近似保證的最小距離閾值從原本的k縮減至O（log k）。當(dāng)參數(shù)k等于log n時，算法運行時間為O（n的平方），并能為相距至少為O（log log n）的所有頂點對返回高概率的正確結(jié)果。這一理論飛躍在不犧牲計算速度的前提下，顯著擴展了算法對更短距離的適用性。研究發(fā)表在 2025 IEEE 66th Annual Symposium on Foundations of Computer Science 上。

#其他 #其他 #圖算法 #最短路徑 #近似算法

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Gupta, Manoj. “Improved 2-Approximate Shortest Paths for Close Vertex Pairs.” 2025 IEEE 66th Annual Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS), 2025, pp. 1248–61. IEEE Xplore, https://doi.org/10.1109/FOCS63196.2025.00065

AI搜索機器人結(jié)合3D地圖與大語言模型高效尋找遺失物品

日常生活中的物體經(jīng)常發(fā)生移動，機器人如何在這種不斷變化的半靜態(tài)環(huán)境中高效定位丟失的物品？Benjamin Bogenberger和Angela Schoellig等（慕尼黑工業(yè)大學(xué)）開發(fā)了一種開放詞匯語義探索系統(tǒng)，成功使機器人能夠結(jié)合3D空間地圖和大語言模型的推理知識高效尋找遺失物品。

? Credit: Technical University Munich

研究團(tuán)隊提出了一種適用于半靜態(tài)環(huán)境（semi-static environments，即物體可能被移動、移除或重新引入的環(huán)境）的語義探索框架。該機器人利用攝像頭捕捉包含深度信息的圖像，從而構(gòu)建精確到厘米級且不斷更新的三維空間地圖。研究人員引入了概率變化檢測（probabilistic change detection，用于跟蹤物體實例狀態(tài)并識別環(huán)境變化的算法模型），使機器人能主動重新訪問可能已發(fā)生改變的區(qū)域以維護(hù)地圖。同時，系統(tǒng)結(jié)合了大語言模型，使機器人優(yōu)先探索符合常理的區(qū)域。比如尋找眼鏡時，它會推斷桌面比水槽更可能是目標(biāo)位置。機器人的記憶功能還能對比新舊環(huán)境圖像，精準(zhǔn)識別出突然出現(xiàn)的新物體。實驗結(jié)果表明，該機器人在三個真實世界環(huán)境中平均能檢測出百分之九十五的地圖變化。相比于隨機搜索策略，其搜尋效率提升了百分之二十九以上，在目標(biāo)導(dǎo)航任務(wù)的成功率和效率上均大幅優(yōu)于現(xiàn)有的基準(zhǔn)模型。研究發(fā)表在 IEEE Robotics and Automation Letters 上。

#AI驅(qū)動科學(xué) #機器人及其進(jìn)展 #大語言模型 #語義地圖 #目標(biāo)導(dǎo)航

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Bogenberger, Benjamin, et al. “Where Did I Leave My Glasses? Open-Vocabulary Semantic Exploration in Real-World Semi-Static Environments.” IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 11, no. 3, Mar. 2026, pp. 3342–49. IEEE Xplore, https://doi.org/10.1109/LRA.2026.3656790

解碼人類動作前奏：多模態(tài)智能穿戴設(shè)備如何精準(zhǔn)預(yù)測運動意圖

智能可穿戴設(shè)備在推斷行為意圖時面臨特征量化不一與多模態(tài)融合困難等挑戰(zhàn)。Shijia Chen、Chang Peng與Liqun Tang等人組成的團(tuán)隊系統(tǒng)評估了系統(tǒng)在人體運動意圖預(yù)測領(lǐng)域的最新進(jìn)展，構(gòu)建了基于多尺度生物力學(xué)特征的綜合分析框架。

該研究全面梳理了過去十年的文獻(xiàn)，將人體生物力學(xué)特征精細(xì)劃分為三個核心尺度。系統(tǒng)級關(guān)注身體加速度，用于評估重心穩(wěn)定性和預(yù)判步態(tài)；局部級捕捉關(guān)節(jié)角度與角速度，精準(zhǔn)映射關(guān)節(jié)約束下的特定運動軌跡；組織級則利用表面肌電圖分析肌肉激活的神經(jīng)驅(qū)動狀態(tài)。研究強調(diào)，融合慣性測量單元、柔性應(yīng)變傳感器和生物電信號的多模態(tài)數(shù)據(jù)，能顯著提高系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的魯棒性。在算法層面，支持向量機等傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)模型在資源受限的外骨骼設(shè)備中具有極低的計算延遲優(yōu)勢，而長短期記憶網(wǎng)絡(luò)在解析高維復(fù)雜信號上表現(xiàn)更佳。該成果為假肢控制和醫(yī)療康復(fù)系統(tǒng)提供了重要設(shè)計指南。研究發(fā)表在 npj Artificial Intelligence 上。

#認(rèn)知科學(xué) #意圖與決策 #智能可穿戴系統(tǒng) #生物力學(xué) #多模態(tài)融合

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Chen, Shijia, et al. “Recent Advances in Intelligent Wearable Systems: From Multiscale Biomechanical Features towards Human Motion Intent Prediction.” Npj Artificial Intelligence, vol. 2, no. 1, Mar. 2026, p. 33. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s44387-026-00083-5

整理｜ChatGPT

編輯｜丹雀、存源

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