2013年3月24日 星期日

美國麻省理工學院的人工葉 - 太陽能 ( MIT Artificial leaf )

仿光合作用 人工葉造能源

發展乾淨能源,關鍵在片片綠葉?英國目前正進行人工造葉計劃,希望藉由複製葉子行光合作用時轉換太陽能的方式,積極發展太陽能,替未來製造充足的乾淨能源。目前轉換太陽能,大多是運用太陽能電板。然而電板價格不低,是發展太陽能的一大阻力。倫敦帝國理工學院發起「人工造葉」計劃,投入100萬英鎊(近新台幣5500萬),就是為了要研發出價格低廉又好用的造能工具。

其實人類一年活動所需能源,等同於太陽照射地球一小時所產生的所有能量。因此,以目前科技來說,人類發展太陽能,還有很大進步空間。而葉子行光合作用轉換太陽能、產生氧氣、水和葡萄糖的過程,指引了重要方向。

若能複製出如綠葉般充份轉換太陽能量的系統,順利將水(H2O)分解成氧與氫,就能進一步利用氫,發展乾淨能源將大有可為。其實現在已有相關分解水的技術,但所費不貲,且需嚴格控制實驗環境,過程不易。

若計劃主持人詹姆斯‧巴伯與研究團隊,能成功運用人工造葉系統、轉換太陽能量的10%,評估人類能源使用量,未來只需地表面積0.16%的大小,能源供應到2030年前都沒有問題。而這項人工造葉系統也能擺置在廣大沙漠地區,減少與人爭地的困擾。

其他科學家,如巴伯的同事詹姆斯‧杜蘭,美國麻省理工學院的丹‧諾索拉,也在研究如何製造出穩定、造價低的催化劑,協助分解水、得到氫。美國、荷蘭也有類似的太陽能計劃。其中,美國投入一年3500萬美元(約新台幣10億),荷蘭則是4000萬歐元(約新台幣18億)。

MIT's artificial leaf is ten times more efficient than the real thing

Speaking at the National Meeting of the American Chemical Society in California, MIT professor Daniel Nocera claims to have created an artificial leaf, made from stable and inexpensive materials, which mimics nature's photosynthesis process.

The device is an advanced solar cell, no bigger than a typical playing card, which is left floating in a pool of water. Then, much like a natural leaf, it uses sunlight to split the water into its two core components, oxygen and hydrogen, which are stored in a fuel cell to be used when producing electricity.

Nocera's leaf is stable -- operating continuously for at least 45 hours without a drop in activity in preliminary tests -- and made of widely available, inexpensive materials -- like silicon, electronics and chemical catalysts. It's also powerful, as much as ten times more efficient at carrying out photosynthesis than a natural leaf.

With a single gallon of water, Nocera says, the chip could produce enough electricity to power a house in a developing country for an entire day. Provide every house on the planet with an artificial leaf and we could satisfy our 14 terrawatt need with just one gallon of water a day.

Those are impressive claims, but they're also not just pie-in-the-sky, conceptual thoughts. Nocera has already signed a contract with a global megafirm to commercialise his groundbreaking idea. The mammoth Indian conglomerate, Tata Group has forged a deal with the MIT professor to build a small power plant, the size of a refrigerator, in about a year and a half.
Due to deforestation, new type of energy is needed for human

This isn't the first ever artificial leaf, of course. The concept of emulating nature's energy-generating process has been around for decades and many scientists have tried to create leaves in that time. The first, built more than ten years ago by John Turner of the US National Renewable Energy Laboratory, was efficient at faking photosynthesis but was made of rare and hugely expensive materials. It was also highly unstable, and had a lifespan of barely one day.

For now, Nocera is setting his sights on developing countries. "Our goal is to make each home its own power station," he said. "One can envision villages in India and Africa not long from now purchasing an affordable basic power system based on this technology."

( Note 註 : Global Deforestation Estimates 全球森林砍伐預估, In his excellent Deforesting the earth: from prehistory to global crisis, Williams estimates that humans have cleared some 1.8 billion hectares over the past 5,000 years, or an average net loss of 360,000 hectares per year. So it is difficult to find an energy system without generating CO2, only Artificial Leaf can avoid to generate more of other kind of air components not meet with the need of long term of human living environment )


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2013年3月23日 星期六

3D生物印表機技術既將成熟? ( 3D bio printing will become an new technology applied in human life? )

3D生物印表CAD軟體,未來可望打印出人體器官

3D設計、工程及娛樂軟體的領導者歐特克公司( Autodesk )宣布,他們正和3D生物印表機Organovo公司合作一項研究計畫,研發可打印出血管,肝臟組織和其餘人體器官的電腦輔助設計( CAD )工具。日前兩家公司發表這項合作計畫,雙方總裁興奮地透露這次結盟的計畫細節。

這次合作對Organovo來說,將會有戲劇性的大突破。他們擁有的生物印表機可建置細胞,長成可應用在醫學研究的人體組織,這些功能強大的先進產品,應用軟體卻像是從阿波羅時代傳下來一般的陳舊,研發人員每每想利用這些印表機都必須從寫程式著手,等於完全從頭開始,以及忙著處理程式中的錯誤,做實驗對他們而言簡直是種奢求。

Organovo執行長Keith Murthy表示:「這項研究所跨足的領域,多到讓我們覺得再加一個軟體設計絕對不是好主意,現在,有了專業3D 設計軟體,一定會加速研發人員實驗的進度,這也讓外界相關專家們更容易了解我們系統。」

現在讓我們一窺Autodesk的世界。這個電腦輔助設計軟體的龍頭在許多領域上,不論是建築或工業設計都獨占鰲頭,此外,Autodesk旗下的軟體應用在17部電影製作,更為這些電影在奧斯卡金像獎中奪下最佳視覺效果大獎,包含阿凡達擬真生物的特效處理。

現在這項與Organovo的合作,將軟體技術與生物印表機設備製造商做結合,開始創造出有生命的東西。

在Autodesk帶領14人團隊,掌管生物/微細/程式化部門的主管Carlos Olguin表示:「地球上過去二十年來所設計或建造的,不論是建築、汽車或桌子多少都有用到我們的軟體,但這些都是死的、無生命的。現在,生命這奧妙的議題在工程上漸漸有了設計萌芽的空間,開始談論專業,可以講究品管,甚至是可重複的,生物學也可以說是工程的一個學門。」

這項合作計畫在2013年開始積極地進行,但若要談任何重大的科學突破則言之過早,合作總要先有一段整併適應期。

Olguin說:「從許多方面來看,第一項合作主要是技術的轉移,生物打印的軟體設計還在寫命令列引數(commend line)的階段,即使如此,就算第一版軟體只有使用者介面、參數模型,以及過去10到15年用在電腦輔助設計的方案,就生物打印來說,仍會是一項重大的突破。」Murphy指出:「我們的團隊迫不急待想展開第一步,嘗試那些運用在3D軟體的操作方式,例如,我們之前不清楚什麼才是最好的操作路徑,但現在有這些軟體設計程序的工具輔助,我們可以更清楚掌握所有的可能性,以及在重複嘗試有效方法上更有效率。」

此外,Olguin深信這次的合作能讓Autodesk的程式設計師有不同的思維,他指出,這次的設計程序不同於以往傳統方式,過去工程師們所得到的成果,就是當初所設計的模樣,但這次利用幹細胞一層層打印出一組活的組織,設計師或工程師們必須要能掌握任何可能的意外生長狀況。


這一切聽來真的很不可思議,但真正的問題來了:我們何時可以用這機器打印出一副腎臟來呢?答案恐怕令人不甚滿意。
現階段就算要打印出一個略微精密的組織,像是能用來修補心臟病發引起的心肌肉組織,都還得等上數十年,但先別太失望,總是得一步步來,他說道:「之前已經成功地從病人取下的細胞打印出血管組織,因為全由人體細胞構成,因此可以擴張也可以收縮,韌性也足以供移植使用,只是還沒進入移植階段。」
Organovo研發平台上的第一個應用是打印簡單的組織,預期在五到六年後可進行臨床實驗。
這樣的時程以現今日新月異的智慧型手機發展來比擬,等同於一世紀那麼久,但就醫療研究而言,這可說是進展神速,在此之前,Organovo仍會持續研發,繼續經營會帶來穩定收益的藥廠事業,他表示:「這對剛起步的生命科學公司來說,可算是很少見的事情。」

Organovo在學術研究領域向來保持優良紀錄,不僅與史丹佛、哈佛大學合作,所發表的一系列論文更是引起生物醫學界不小的迴響,Murphy的終極目標是希望更多人投入實驗,他表示:「對我來說,想要讓實驗成功,必須讓我們的平台更開放,讓更多的人可以加入。」

只可惜,對那些想要扮演科學怪人博士的人來說,這樣的軟體或是Organovo的打印機短期內還沒有上市的計畫,但Murphy覺得,未來Organovo可以為生物醫學推出訂製服務,像Shapeways 3D打印購物網一樣,只是他們提供訂購皮膚組織的服務。

他進一步表示:「正確來說,整個3D打印的市場已日漸普及,到達一天可生產1千到1萬件可用產品的程度,相對而言,3D生物印表機仍在發展曲線的另一端,進展比較接近以前過時的記憶體:打孔卡階段,而不是現在先進的筆電時代。」


Autodesk跨足3D生物列印,開發可設計人類活體組織的CAD軟體

領先業界的CAD軟體公司Autodesk宣布它跟生物印表機製造商Organovo合作開發立體設計軟體,可用於設計和印製人類活體組織(living tissue)。對於軟體遍及工業和建築設計的Autodesk來說,這個領域可讓它將觸手伸進新領域,提供研究人員新工具。

Organovo的生物繪圖機(bioplotter)是少數可以製作活體組織的機器之一,運作原理跟標準桌上型立體印刷機很像,只不過所用的材料不是ABS樹脂,而是活生生的細胞。

製作活組織時,生物繪圖機將膠狀的原料印製成組織支架,然後將細胞放在支架上,之後會形成可用來發展新藥物的活組織。

價格和供貨量等相關細節都尚未公開,雖然資訊不多,但是兩間公司都對這系統的潛力感到興奮不已。

Organovo的執行長Keith Murphy說道:「對於發展立體生物印刷機的新軟體,Autodesk是一個很棒的合作對象。這次結盟將可以引領生物印刷的進步,像是提高系統彈性和內部產量,還有Organovo客製化生產立體組織的長期潛力。」

Autodesk資深副總裁暨科技長Jeff Kowalski說:「生物印刷有改變世界的潛力。這項技術結合了工程、生物學和立體印刷,因此對Autodesk來說是很自然的選擇,與Organovo合作探索這個新興領域、共同成長,將可以產生迷人且驚人的醫學研究進展。」

即使能夠解決為人類印製器官或是組織的技術難題,任何發展出來的成果都必須經過複雜的臨床試驗,以及美國食品藥物管理局和國際相關單位的審查。

不過,光是等著看醫學研究人員和擅於自己動手的生物駭客(編按:biohacker,對生物技術或是基因工程具有業餘愛好的人)到底會做出什麼,就令人感到雀躍不已。


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2013 智慧型手機出貨量將超越功能性手機,那些市場資料要注意? ( Smartphones Expected to Outship Feature Phones for First Time in 2013 )

Smartphones Expected to Outship Feature Phones for First Time in 2013, According to IDC

FRAMINGHAM, Mass. March 4, 2013 – More smartphones are forecast to be shipped globally than feature phones in 2013, the first such occurrence in the mobile phone market on an annual basis. According to the International Data Corporation (IDC) Worldwide Quarterly Mobile Phone Tracker, vendors will ship 918.6 million smartphones this year, or 50.1% of the total mobile phone shipments worldwide. 首次出現在手機市場上一年度的基礎上智能手機預計會在2013年超越功能手機全球出貨量。據國際數據公司(IDC)全球季度手機跟踪,供應商將出貨9.186億部智能手機,今年,或佔全部手機的全球出貨量的 50.1%。

Smartphone prices have fallen globally, the smartphone strata are wider than ever, and the roll-out of data-centric fourth-generation (4G) wireless networks are three factors that have made these “do-it-all” devices an increasingly attractive option for users. By the end of 2017, IDC forecasts 1.5 billion smartphones will be shipped worldwide, which equates to just over two-thirds of the total mobile phone forecast for the year due to these primary factors. 在全球智能手機的價格已經下降,智能手機的階層比以往任何時候都更廣泛,轉出的數據為中心的第四代(4G)無線網絡三個方面的因素,都使得這些“做它,所有的”設備越來越具有吸引力的選擇供用戶使用。到2017年底,IDC預測15億的智能手機將出貨至世界各地,相當於剛剛超過三分之二的手機總預測今年以來,由於這些主要因素。

To date, much of the world’s smartphone shipments were a direct result of demand in mature economies such as the U.S. The balance of smartphone demand is gradually shifting, however, to emerging markets where smartphone user bases are still relatively small and economic prospects are considerably higher. Smartphone shipments to China, Brazil, and India will comprise a growing percentage of the device type’s volume in each forecast year. Smartphone demand is burgeoning in these large, populous nations as their respective economies have grown; this has made for a larger middle class that is prepared to buy smartphones. China, which supplanted the U.S. last year as the global leader in smartphone shipments, is at the forefront of this shift. 至目前
為止,許多全球智能手機出貨量是一個直接的結果在成熟的經濟體,如美國的智能手機需
求的平衡需求的逐步轉移,然而,新興市場在那裡智能手機用戶基礎是仍然比較小和經濟前景是相當高的。中國,巴西和印度的智能手機出貨量將包括在每個預測年度的設備類型的量越來越大的百分比。新興的智能手機需求大,人口眾多的國家,各自的經濟增長,取得了較大的中產階層,準備購買智能手機。中國,去年取代美國作為全球領先的智能手機出貨量,是這種轉變的最前沿。

“While we don’t expect China’s smartphone growth to maintain the pace of a runaway train as it has over the last two years, there continue to be big drivers to keep the market growing as it leads the way to ever- lower smartphone prices and the country’s transition to 4G networks is only just beginning,” said Melissa Chau, Senior Research Manager, IDC Asia/Pacific. “Even as China starts to mature, there remains enormous untapped potential in other emerging markets like India, where we expect less than half of all phones shipped there to be smartphones by 2017, and yet it will weigh in as the world’s third largest market.” “雖然我們不指望中國的智能手機的增長,在過去兩年保持的步伐,因為它有一個失控的火車,繼續有大的驅動程序,以保持市場的增長,因為它導致的方式來不斷降低智能手機價格該國過渡到4G網絡才剛剛開始,說:“梅麗莎洲,高級研究經理,IDC亞洲/太平洋。 “即使中國開始走向成熟,有仍然是巨大的尚未開發的潛力在其他新興市場,如印度,在那裡我們預期少超過一半的所有手機出貨有到是智能手機,到2017年,和但它會權衡在作為世界第三大市場。 “

Brazil is another market where smartphone growth will remain high over the course of the forecast as its economic fortunes improve. “Brazilians have yet to turn in their feature phones for smartphones on a wholesale basis,” said Bruno Freitas, Consumer Devices Research Manager, IDC Brazil. “The smartphone tide is turning in Brazil though, as wireless service providers and the government have laid the groundwork for a strong smartphone foundation that mobile phone manufacturers can build upon.” 巴西是另一個市場,智能手機的增長將保持高過預測的過程中,提高其經濟命運。 “巴西人還沒有把他們的功能手機,智能手機在批發的基礎上,說:”消費性電子設備,IDC研究經理布魯諾·塔斯,巴西。 “智能手機的潮流正在轉向在巴西,但為無線服務供應商和政府強大的智能手機,手機製造商可以建立在基礎奠定了基礎。”

SMARTPHONES, MOORE'S LAW AND RADICAL MOBILE VALUE SHIFT

Article in The Economist today on the trends in Smartphones:

Prices are now on a downward spiral, says Ben Wood of CCS Insight, a research firm. Several other handset-makers are already offering cheap smart-phone-like devices. Android allows cut-price Chinese firms such as Huawei and ZTE to enter the smart-phone market, which they had previously stayed out of for lack of the necessary software. Last month T-Mobile, a mobile operator, gave a taste of things to come. Its British subsidiary started selling the Pulse, an Android-powered smart-phone made by Huawei, for only £180. (The cheapest iPhone model sells for £340 in Britain if bought without a contract.)

If you take this trend and extrapolate according to Moore's Law, in about 9-10 years time (depending on your inflation assumptions) you get a sub £10 device that is as powerful as today's
iPhone. (See chart above) What happens globally then, when the poorest of people can afford comms and computing like this. And what does £300 buy then - a 30x more powerful device at the same size, a device as powerful as today's at 1/30th the size. What opportunities does this drive? What happens as RFID prices lso fall and we can integrate to penny-price "Internet of Things" devices. 如果這一趨勢,並根據摩爾定律推斷,在9-10年左右的時間(根據您的通貨膨脹率假設的),你會得到一個子£10台設備,是今天的iPhone一樣強大。 (見上圖),會發生什麼情況全球範圍內,最貧窮的人能夠負擔得起這樣的通訊科及計算。什麼£300買入 - 30倍的更強大的設備在相同的大小,一個強大的設備,為今天的三十分之一的大小。該驅動器什麼樣的機會?會發生什麼事,我們可以把
RFID價格萊索托下降到一分錢的價格“互聯網物聯網”設備。

Answers are unclear, but one thing is for certain - as The Economist notes:

All this reflects a broader trend in the industry, where value is migrating from firms that run networks and make hardware to those that make software and offer services (see article). 所有這一切都反映了更廣泛的行業趨勢,從企業運行的網絡和硬件,使軟件和提供服務(見文章)的遷移值。

Interesting times are set to continue for another 10 years at least.

三星新興市場暴衝、八員高低通吃!智慧手機大廠拉警報

正當外界聚焦在三星要價數百美元的最新旗艦高階手機 Galaxy S4 之時,三星卻早已在新興市場低調備妥多款「百美元智慧手機」火力強大武器,準備以低階機海戰術,攻進諾基亞主戰場,並為未來十年在新興市場的高階智慧手機發展鋪路。

《華爾街日報》報導,今年截至目前為止,三星一共推出八款手機,其中僅 S4 為高階手機,其餘低階手機售價不到一百美元,主要銷售市場包括印尼、印度。

不同於蘋果只專注在高階手機市場,三星也透過推出低價手機在全球市場上衝量,並逐步蠶食諾基亞與黑莓的市占率。2012 年是三星豐收的一年,根據調研機構 Strategy Analytics 的統計,智慧手機市場三星以市占率 30.4% 取得領先,同時就整體手機出貨量而論,三星踢掉諾基亞以 25.1% 的占有率拔得頭籌。

三星共同執行長申宗均(J.K. Shin)指出,三星在低階智慧市場相當活躍,未來也將繼續競逐這塊市場。在印尼,消費者一批批揚棄功能手機轉向智慧手機,因此低階智慧手機市場正快速地蓬勃發展。

低階手機蝕獲利 三星不正面回應,只稱有利可圖!

分析師對低價手機市場擴張提出警告,指此舉長期下來會侵蝕掉企業獲利,從而傷害三星的盈餘與品牌形象。針對這項疑問,三星不願回應,只說低階行動設備對公司而言仍是有利可圖。

香港 Sanford Bernstein 投資分析師 Mark Newman 預估,三星低階智慧手機營利率約 12%,高階智慧手機營利率 28%,功能手機營利率 2% 至 3%。

《華爾街日報》報導,在印尼雅加達,過去購物中心販售手機樓面隨處可見黑莓機的招牌,如今卻是被三星藍色圖騰淹沒,蘋果 iPhone 的廣告招牌不多,店主告訴記者,店內最熱賣的手機品牌就是三星。根據 Canalys 統計,在印尼,iPhone 市占率不到 1%,可怕的是,三星在「智慧手機」市場占有率卻從 2010 年的 2% 暴增至上季的近五成。三星成功的秘訣,就是能提供不同價格帶的商品,品項齊全,從最低的數十美元的功能手機到 600 美元的智慧手機都有賣。

2 月,三星推出中階智慧手機 Galaxy Young 與 Galaxy Fame,上述系列智慧手機螢幕較小、記憶體容量較小、相機鏡頭像素較弱。2 月底,三星又推出四款 REX 系列功能手機,每台售價在 50 美元至 100 美元之間,主要銷售市場為印度、中東、東歐、以及南美。20 日,三星也在香港推出 GALAXY Express 中低階 4G LTE 手機。

三星申宗均指出,REX 功能手機銷售奇佳,但這款手機不計劃在美上市。

低階手機市場為何是諾基亞、三星兵家必爭之地

低階手機市場競爭激烈,諾基亞在去年夏天推出不到 100 美元的觸控螢幕功能手機 Asha,手機許多功能也直逼智慧手機,也擁有社群應用程式如推特,因此頗受歡迎,在部份新興市場的業績表現優於搭載 Android 作業系統的低階手機如三星 Galaxy Mini 與 Galaxy Y。

諾基亞之後又再推出售價 20 美元(不含稅與電信商補貼)的低階手機 Nokia 105。而為迎戰諾基亞,三星還會再推出更多的低階手機,希望能打動新興市場消費者的心、建立消費者與品牌的關係、同時打穩通路。往後消費者要換智慧手機,三星較能輕鬆獲得青睞,為未來十年在新興市場的銷售鋪路。


由分析得知幾大趨勢:
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