25个你应该知道的激进的网络研究项目

基于t射线的计算机,关于在互联网上搜索和发现恐怖分子的真相

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虽然大学不会像谷歌、思科和其他大供应商那样大声地宣传他们最新的技术创新,但他们的成果对于更快、更安全、更有用的网络来说,同样令人印象深刻。以下是一些正在进行的最令人惊叹和最丰富多彩的项目的综述,没有特别的顺序。

1.利用T-rays

当有太赫兹辐射或t射线时,谁还需要电力来运行超高速计算机呢?犹他大学工程师已经深入到电磁波谱的深处,以找到一种新的方法来为计算机构建电路,这种电路的运行速度将比今天的十亿赫兹计算机快1000倍。这项技术的发展涉及到波导的创造,以发送和操纵t射线,也被称为远红外光。

研究负责人、电子与计算机工程副教授Ajay Nahata在一份声明中说:“我们已经迈出了制造能够驾驭或引导太赫兹辐射的电路的第一步。”“最终,在至少10年的时间里,这将允许超高速电路、计算机和通信的发展。”

2.混合动力:电脑,而不是汽车

一个由美国国防部资助的多所大学的研究小组正在将通常由磁性元件执行的计算机存储功能和通常由半导体元件处理的计算机逻辑操作组合成一种混合材料。这样做的好处是机器更快、更紧凑,耗电更少,制造成本也更低。

“在这种方法中,磁性和非磁性部件之间的耦合将通过磁场或电子自旋流发生,这是电子的基本属性,是大多数磁性现象的原因,”密苏里大学文理学院物理学教授Giovanni Vignale在一份声明中说。“我们的目标混合设备将实现内存和逻辑功能的无缝集成,高速光通信和交换,以及新的传感器功能。”

美国国防部为该项目拨款650万美元给爱荷华大学。除了爱荷华州和密苏里州的学校,来自纽约大学、加州大学伯克利分校和匹兹堡大学的研究人员也参与了这个项目。

3.网络搜索的底部

网络搜索似乎是一个复杂的问题,但它实际上可以归结为三种基本的搜索:信息搜索、导航搜索和交易搜索(与购买相关)。

宾夕法尼亚州立大学信息科学与技术学院和澳大利亚昆士兰科技大学的研究人员查看了来自数十万搜索引擎用户的150多万条查询,得出了这个结论。

大部分搜索(80%)被证明是信息性的,另外20%是导航性和事务性的。研究人员使用了一种算法,他们称分类搜索的准确率为74%。

宾夕法尼亚州立大学信息科学与技术学院的助理教授Jim Jansen在一份声明中说:“其他结果对相对较小的查询集进行了分类,通常是手动的。”“这项研究旨在对查询进行自动分类。

研究人员的工作概述在一篇题为“确定网络查询的信息、导航和交易意图”的论文中,该论文将发表在5月份的《信息处理与管理》(Information Processing & Management)上。

4.绘制整个互联网

以色列研究人员在97个国家招募了5600多名志愿者,他们同意下载一个跟踪互联网节点相互作用的程序,从而绘制出了一幅互联网地形图。

巴伊兰大学的研究人员沙伊·卡米告诉《卫报》,研究结果是“今天可用的互联网最完整的图景”麻省理工学院技术评论

“更好地理解互联网的结构对于整合语音、数据和视讯流,点对点和点对多的信息分布,以及组装和搜索全球所有信息至关重要,”卡米和其他研究人员在《世界新闻报》发表的一份新报告中说美国国家科学院院刊.“它可能揭示控制互联网发展的进化过程。”

卡米的研究使用了一个名为DIMES agent的程序,该程序被下载到志愿者的电脑上,并执行traceroute和ping等互联网测量。该项目的网站承诺,除了提供一种“良好的感觉”,使用DIMES代理将为用户提供地图,显示从他们家里看互联网是什么样子的。该程序的用户在此讨论他们的发现论坛

另一个跟踪互联网流量增长的项目叫做明尼苏达州互联网流量研究(MINTS)网站。

5.流体工程

包括多伦多大学(University of Toronto)和加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)在内的一些大学正在努力构建一个软件体系结构和可重用组件Web应用程序更容易开发和使用。的液项目工作集中于以用户为中心的设计实践。Mozilla基金会、IBM和Sun等供应商也参与了进来。

关于这个项目的最新消息是拨款已授予从Mozilla基金会到多伦多大学自适应技术资源中心,以促进DHTML可访问性和ARIA (W3C Web可访问性倡议的可访问富Internet应用程序规范)的采用。

6.阿提拉:在许多无线网络上使用一台收音机

今天的无线网络是千篇一律的:大多数组成网络的无线电只能在频谱的一个频带上工作。如果那个波段过载、故障或阻塞,无线电就毫无用处。

输入阿提拉收音机它的概念很简单:阿提拉同时在任何和所有可用的无线频谱上发送数据包流。信息包可以流,例如,在无线网络网,Verizon的码分多址(CDMA)蜂窝网络,竞争对手美国电话电报公司(AT&T)美国移动通信公司的全球移动通信系统(GSM)的无线电波WiMAX链接。

目前的原型机使用几个无线电,每个使用的网络一个,但目标是一个无线电。阿提拉无线电的未来现在取决于阿提拉公司,正式名称为阿提拉技术,由两位史蒂文斯理工学院的研究人员于2005年创立。

7.嗅出内部威胁

研究人员正在开发一种技术,他们称这种技术将使用数据挖掘和社交网络技术来发现和阻止内幕消息安全威胁和工业间谍。

空军理工学院的研究人员已经开发软件可以使用名为概率潜在语义索引(PLSI)的自动文档索引的扩展版本发现内部威胁。研究人员称,这项技术可以从电子邮件中识别员工的兴趣,并创建一个社交网络图,显示他们的各种互动。

这项技术可以帮助任何组织通过分析电子邮件活动来嗅出内部威胁,或者在数万名潜在员工中发现对敏感话题有潜在兴趣的个人。同样的技术也可以用来发现在组织中感到疏离的个体,并解开他们社交网络互动中任何令人担忧的变化。研究人员解释说,那些对某个敏感话题表现出兴趣,但从未与组织内部的其他人就这个话题交流过的人,往往最有可能成为内部威胁。

研究人员称,该软件可以揭示那些对该话题有秘密兴趣的人,或者那些可能感到与组织疏远、只向组织外的人表达自己对该话题的兴趣的人。异化或潜在问题的另一个重要信号是个人与组织内其他人之间联系的转变。如果一个人突然停止与之前经常接触的人交流或社交,那么这项技术就可以提醒调查人员注意这些变化。

研究小组在已清算的安然公司电子邮件系统的存档邮件体上测试了他们的方法。

8.关于推特

马里兰大学的学生写了一篇论文我们为什么使用Twitter:了解微博的使用和社区研究人们为什么使用Twitter。也被称为微博在美国,推特是一种新的交流方式,用户可以通过即时消息、手机、电子邮件或网络发布简短的帖子来描述自己的当前状态。”

作者Akshay Java、Xiaodan Song、Tim Finin和Belle Tseng说,这篇论文“通过研究Twitter社交网络的拓扑和地理属性,展示了我们对微博现象的观察。”他们的结论是,找出个人微博的原因是难以捉摸的,但通过分析跨社区的数据聚合可以洞察一群人为什么微博。

9.发现钓鱼者

卡内基梅隆大学的科学家们开发了一款在线游戏,旨在向互联网用户传授网络钓鱼的危险。

这款游戏的特色是一条名叫菲尔的卡通鱼反钓鱼菲尔,已经在CMU的隐私和安全实验室进行了测试。实验室的工作人员说,花15分钟玩这种互动在线游戏的用户比那些仅仅阅读有关威胁的教程的用户更能识别欺诈网站。

官员们说,这款游戏的重点是教互联网用户如何分辨欺诈网站和合法网站的URL。它提供了一些技巧,比如检查热门网站的URL拼写错误,分析Web地址以了解它指向的位置,以及使用谷歌根据搜索结果验证URL。更多的在这里

10.射频识别与心脏

远程医疗研究人员获得了一笔40万美元的拨款,用于将RFID技术与用于监测患者心跳的心脏传感器网络进行集成。

罗彻斯特理工学院表示,他们的工作将使心脏传感器网络更安全,减少身份盗窃或其他滥用的机会。该学院表示,通过支持药瓶上的RFID标签,这项工作还可以使医疗流程更有效地工作。

RIT计算机工程助理教授胡飞在一份声明中表示:“远程医疗技术可以极大地提高医疗质量,同时降低医疗成本。”“通过这个项目,我们希望增加RFID与现有心脏传感器网络的集成,确保系统的整体安全性,并推动该技术在全国各地的养老院和成人护理设施的实施。”

11.分析“暗网”

美国亚利桑那大学实验室的计算机科学家们创建了一个名为“暗网”的项目,该项目旨在追踪和分析恐怖分子和极端分子利用互联网传播宣传、招募成员和策划袭击的行动。点击这里阅读我们的网络战争专题).

该项目由美国国家科学基金会和其他联邦机构资助,由图森人工智能实验室的陈新春领导。暗网的专长是追踪散布在数千个网站、电子邮件和其他在线程序中的大量信息。根据国家科学基金会的说法,使用了蜘蛛爬行、链接分析、多媒体分析和其他技术。

一种名为“Writeprint”的方法,通过分析内容的语言、语义和其他特征,并将其与互联网上发布的其他内容进行比较,来消除恐怖分子在网上的匿名性。作者可以被识别,作者发布的新信息可以在发布和传播时被标记。暗网小组最近的一项研究发现,一些故事和视频被用来训练恐怖分子制造简易爆炸装置。

并不是说恐怖分子不知道他们被监视了。

陈在一份声明中说:“他们可以在他们的网络论坛上设置陷阱,蜘蛛可以把病毒带回我们的机器。”

12.非常非常快的无线

乔治亚理工学院乔治亚电子设计中心(GEDC)的科学家们设计了一个系统,可以在5米范围内以5Gbps的速度传输数据。

GEDC的主管乔伊•拉斯卡尔(Joy Laskar)表示,许多为60GHz频段设计的产品最初将面向家庭用户销售,因为企业更有可能对尚未证明可靠的新技术采取观望态度。即便如此,他表示,他可以想象千兆网络的几种商业应用,尤其是在大规模数据传输领域。他说:“想象一下,你有一个便携设备,本质上是一个升级版的iPod,拥有数百gb的存储空间。”“一种方案是在办公室周围设置几个信息亭,可以无线向你的设备发送信息。”

另外,佐治亚理工研究院(GTRI)的一个工程师团队正在采用一种相控阵天线的新方法,开发人员说,这种方法可以使超宽带设备完成五个常规天线的工作。

碎片孔径天线已经展示了33比1的带宽,是传统系统的10比1。研究人员表示,在雷达和通信环境中,100比1的比例可能不会太遥远。

13.真正的带宽管理

加州大学圣地亚哥分校的计算机科学家说,他们已经开发了一种基于tcp的带宽管理系统,可以在全球网络中工作。

由Barath Raghavan和他的队友创建的“流量比例共享”算法旨在使一组速率限制器协同工作,为包括网站在内的网络应用程序提供更好的可用性。

“有了我们的系统,拥有镜像Web站点或全球其他服务的组织可以根据需求动态地在站点之间转换带宽分配。你现在不能这样做,而这种缺乏控制是当今基于云计算方法的一个重大缺陷,”Raghavan说,他是加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院计算机科学与工程系的博士候选人。

这项工作在一篇名为“分布式速率限制的云控制”的论文中进行了描述。

14.消除数字混乱

麻省理工学院的研究人员提出了一种测量视觉杂波的方法,这一突破可以帮助从战斗机飞行员到网站设计者的所有人。

科学家们在《科学》杂志上发表了一篇论文杂志的视觉这解释了他们的工作。麻省理工学院(MIT)大脑和认知科学系(Department of Brain and Cognitive Sciences)首席研究科学家露丝·罗森霍尔兹(Ruth Rosenholtz)说,这项工作的动力是“我们缺乏对杂乱是什么、哪些特征、属性和因素相关、它为什么会出现问题以及如何识别它的清晰理解。”

另一个问题是,不同的人对杂乱的感知是不同的,所以要想出一个通用的衡量标准来判断哪些是难的,哪些是容易的,是很有挑战性的。设计的模型考虑了颜色、数据和对比度等因素。在这里

研究人员对他们的模型进行了测试,例如,人们正在看地图,试图找到一个表示“你在这里”的箭头。

罗森霍尔兹计划将麻省理工学院团队的视觉杂波工具提供给设计师,作为持续研究的一部分。你可以自己去看看展览的杂乱程度

15.在干草堆里找到针的照片

宾夕法尼亚州立大学(Penn State)的研究人员开发了一种软件,他们说,在将图片上传到雅虎(Yahoo)的Flickr或其他照片系统时,他们会给图片加上标签,而且还会根据人们与照片的互动方式自动更新这些标签。

研究人员说,这可以极大地改善图像搜索。

首席研究员、信息科学与技术副教授詹姆斯·王(James Wang)在一份声明中表示:“标签本身是一项挑战,因为它涉及到将图像像素转换为描述性词汇。”“但‘随时间标记’或T/T技术的新颖之处在于,该系统会随着人们对图像和文字偏好的变化而调整。”

在最近的测试中,该系统被证明能正确批注每10张图片中的4张。它还需要改进,但相对于宾夕法尼亚州立大学早期开发的一种名为“图片实时自动语言索引”的系统,它可以分析像素内容来建议标签。这款新软件依赖于机器学习,在一篇名为《标记时间:轻量级元学习的真实世界图像注释》(Tagging Over Time: Real-world Image Annotation by Lightweight Meta-learning)的论文中有更详细的描述。研究人员表示,新系统的准确率可以从40%提高到60%,因为它可以从用户行为中学习。

16.为菲尔博士制作的视频会议

虽然视频会议已被证明对公司会议和远程学习有价值,但研究人员表示,这项技术还可以在调解同事、邻居和家庭成员之间的纠纷方面发挥重要作用。

英国巴斯大学的研究人员采访了十几位调解人,以确定他们对在工作中使用视频技术的看法。研究人员表示,视频之所以有用,是因为当双方共处一室时,视频可以更好地传达双方的情绪状态,并减少可能的恐吓。

“大多数员工之间的调解解决纠纷是通过电话,因为调解人,谁可能有多达70或80例处理,它可以是困难的,昂贵的和慢速安排亲自看到人们,“说计算机科学部门主任研究利瓦在一份声明中。“在高度冲突的情况下,通过电话可能很难触及真正的问题,很难判断人们真正关心的是什么。因此,使用视频链接,调解员还可以看到争端各方,这是向前迈出的一步:它为评估各方对不同问题的关注程度提供了新的选择。”

增加的可用性宽带研究人员说,服务和视频质量的提高使广泛的视频会议成为可能。研究人员计划与调解培训机构合作,通过视频会议传播消息。

17.声乐操纵杆

华盛顿大学的研究人员开发了一种软件,可以让那些不能使用手持鼠标的人用语音来浏览网页。

电子工程副教授杰弗里·比尔梅斯(Jeffrey Bilmes)在一份声明中说:“很多人可以完美地使用自己的声音,却不用手和手臂。”“有几个原因可以解释为什么发声操纵杆可能是一个更好的方法,或者至少是一个可行的替代脑机接口。”

发声操纵杆每秒检测声音100次,依靠元音朝一个或另一个方向移动,根据音量的大小移动得更快或更慢。“K”和“ch”音用于鼠标点击和释放。一些人想知道为什么语音识别技术可能没有更好,但华盛顿大学的研究人员说,它太慢了,因为它依赖于长时间的、离散的指令。(在这里观看声乐操纵杆的工作视频。

这个工具可以用来浏览网页,也可以用来玩视频游戏,甚至在屏幕上画画。

18.测量无聊

美国国家科学基金会(National Science Foundation)正在资助一项研究,该研究可以让电脑对你的挫败感或无聊感做出反应。换句话说,我们谈论的是“读心术”技术。

塔夫斯大学(Tufts University)的研究人员正在开发一种近红外光谱技术,通过监测大脑血液流动,利用光线来捕捉你的情绪线索。

当然,现在你需要戴一个时髦的头带才能工作(根据塔夫斯的说法,头带“使用激光二极管以相对较浅的深度发送近红外光穿过前额——只有两到三厘米——以与大脑额叶互动”。)

19.更好的计算机构件

美国马里兰大学的一名研究人员提出了一种方法,他说,这种方法有一天可能被公司用于更快、更便宜地制造纳米级计算机和手机组件。

詹姆斯·克拉克工程学院材料科学与工程副教授雷·法纳夫将他的想法比作自然界中的自组装过程,比如结晶。

法纳夫已经建立了一个基于光刻和蚀刻的模板,大自然可以利用它将原子组装成预定义的模式,从而创造出诸如笔记本电脑半导体、可穿戴设备传感器和手机组件等东西。他的工作主要集中在硅和砷化镓上,硅通常用于电脑部件,砷化镓通常用于手机部件。

法纳夫在一份声明中说:“虽然我们知道如何制造可工作的纳米级设备,但用可数的原子制造东西需要很长时间。”“工业需要能够在实际的时间尺度上大规模生产它们。”法纳夫说,这类设备有朝一日甚至可以用于构建“量子位元”,作为高级量子计算机的基础。

法纳夫的工作重点是硅和砷化镓组件。硅是电脑部件的普遍材料,而砷化镓则更多地用于手机。

20.好撒玛利亚人

达特茅斯学院的研究人员说,他们惊讶地发现,那些好心的撒玛利亚人——那些只是路过就更新在线维基百科的人——实际上和该网站的定期注册用户一样可靠。

研究人员根据维基百科内容在被修改或修正前的持续时间来检查内容的质量。维基百科的编辑档案和用户声誉为研究提供了条件。

社会学副教授丹尼斯·安东尼在一份声明中说:“这一发现既新奇又出乎意料。”“在传统的实验室集体物品研究中,我们没有把那些碰巧路过并做出贡献的好心人包括在内,因为那些精心设计的研究不允许外部参与者参与。我们需要在现实生活中认识和欣赏好心人对网络内容的贡献。”

计算机科学副教授肖恩·史密斯(Sean Smith)补充说:“维基百科是一个很好的例子,说明开源贡献如何为更大的利益发挥作用。”

研究人员的发现发表在一篇名为《开源产品的质量:以维基百科为例的狂热者和好心人》的论文中。

21.蜜蜂和互联网

乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的研究人员称,蜜蜂智能可以用来提高互联网服务器的速度和效率,最高可提高25%。

在有限的资源和没有中央指挥的情况下,蜜蜂以某种方式有效地收集大量花蜜。研究人员说,这些有组织的蜜蜂的这种群体智能也可以用来提高面临类似挑战的互联网服务器的效率。佐治亚理工学院开发了一种受蜜蜂舞蹈启发的通信系统,它可以帮助互联网服务器根据需要在不同任务之间切换,减少网站因请求过多而被阻塞的机会,并锁定潜在用户和客户。

研究人员说,与服务器银行通常的运行方式相比,在基于真实互联网流量的测试中,蜜蜂方法通常能将服务提高4%到25%。Internet服务器通常有一组专门用于某个Web站点或客户机的服务器。当用户访问Web站点时,服务器提供计算能力,直到所有访问和使用站点的请求都得到满足为止。有时会有很多访问网站的请求——例如,在一场热门体育赛事中,一家服装公司的零售网站在播放了一个特别有效的电视广告之后——有时则很少。在变幻莫测的互联网环境中,预测网站的需求(包括用户是否会访问视频剪辑或发起购买)是极其困难的,而且服务器经常超载,然后随机变得完全不活动。

蜜蜂用一个由“舞蹈”驱动的无缝系统来解决它们的资源分配问题(比如数量有限的蜜蜂和对它们的时间和所需位置的不可预测的需求)。它是这样工作的:侦察蜂离开蜂巢去寻找花蜜。一旦它们找到了一个有希望的地方,它们就会回到蜂巢的“舞池”并表演舞蹈。舞蹈的方向告诉等待的采蜂往哪个方向飞,摆动的次数告诉蜜蜂到花丛的距离;长度传达出花蜜的甜美。关于蜜蜂/互联网的研究发表在生物灵感和仿生学日报》。

22.推动100Gbps铜网

宾夕法尼亚州立大学的工程师们正试图推广相对较短的7类铜电缆,以支持高达100Gbps的数字数据速度。

这个想法是让铜电缆在房间或建筑物内(可能被用来连接服务器)处理通常为光纤连接保留的数据速率。诀窍在于,发射机/接收机采用纠错和均衡方法,比传统系统更好地消除干扰。

电子工程专业的研究生Ali Enteshari在一份声明中说:“在70米以上达到100千兆比特的速度绝对是可能的,我们正在努力将其扩展到100米,或大约328英尺。”“然而,由于技术有限,100千兆调制解调器的设计目前可能还无法实现。我们正在提供一份设计100g高速调制解调器的路线图。”

宾夕法尼亚州立大学(Penn State)电气工程教授莫森·卡维赫拉德(Mohsen Kavehrad)说,他的团队正在与制造这种电缆的NEXANS公司合作。“这些是当前新一代的以太网线,”他说。

23.司机挥舞着手机

我们已经看到或听说过司机用手机导致事故。但犹他大学的研究也表明,这些司机也对减缓交通流量负有责任。

研究人员发现,那些打手机的人在高速公路上往往开得更慢,与慢行车辆擦肩而过的频率更低,从一处到另一处通常需要更长的时间。研究人员总结说,这会给社会造成生产力损失、燃料成本等方面的损失。

研究小组负责人、犹他大学心理学教授戴夫·斯特雷耶(Dave Strayer)在一份声明中说:“在一天结束时,一般人的通勤时间更长,是因为有谁在他们面前打手机。”“手机里的那个混蛋让你慢了下来,还迟到了。”

研究是基于PatrolSim驾驶模拟器的。

同时,不要因为在车里使用免提手机的安全意识而沾沾自喜:卡耐基梅隆大学的研究人员说,你仍然可能会分心。

研究人员通过大脑成像显示,即使只是在开车时听手机,你开车的注意力也会减少三分之一以上。研究人员在驾驶模拟器上对受试者的大脑核磁共振成像扫描仪进行了测试,结果发现他们在编织,就像在酒精影响下一样。这项研究(以凉爽的彩色大脑图像为特色)显示,大脑顶叶和枕叶的活动减弱,顶叶负责空间感觉和导航,枕叶负责处理视觉信息。

24.开源的bug巡逻

一个开源工具正准备在今年发布,它的创建者说它可以极大地加快软件开发并提高软件质量。

来自美国国家标准与技术研究所(National Institute of Standards and Technology)和阿灵顿德克萨斯大学(University of Texas at Arlington)的计算机科学家将他们的突破归功于“组合测试”的使用。

诀窍在于能够快速测试多达6个变量的交互作用。这项工作源于对软件缺陷真正原因的研究。研究人员发现,即使一个程序(如电子商务应用程序)有数百个变量,它更经常是由几个变量之间的问题交互引起的,而不是一堆变量。

这一最新的软件调试研究的发现在几个报告中都有描述,一个是由NIST的研究人员,另一个是由德克萨斯大学的研究人员

有兴趣接触代码的开发人员可以联系NIST的Raghu Kacker。

25.极客和眼镜

谁知道呢?戴眼镜的人并不是刻板的极客或书呆子。至少根据澳大利亚视觉研究人员发布的一项研究是这样。

科学家称,这是首次对性格和近视之间的关系进行研究。研究人员对参与者进行了分析,采用了最先进的五个主要人格因素(开放性、尽责性、外向性、亲和性和神经质),由墨尔本大学的心理学家管理。

研究人员总结道:“长期以来,人们认为近视的人性格内向、责任心强,这可能反映了与智力有关的刻板印象,而不是真正的相关性。”此外,智力的预测特征,包括开放性,似乎代表了之前报道的智商和近视之间的联系,而不是性格和近视。”

“我们真的打破了那种认为戴眼镜的人内向或有特定性格特征的神话。墨尔本大学澳大利亚眼科研究中心的保罗·贝尔德在一份新闻稿中说:“他们更可能是随和和开放的,而不是封闭和内向的。”

有关过去的网络研究综述,请参见:

15个你应该知道的前沿网络研究项目

10个你应该知道的前沿网络研究项目

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工资调查:结果在