“悟空号”AUV创潜深10 896米新纪录 等

2021-02-15 01:03本刊综合
发明与创新·大科技 2021年12期
关键词:量子科普

本刊综合

“悟空号”AUV

创潜深10 896米新纪录

11月25日,哈尔滨工程大学对外发布,由该校科研团队研发的“悟空号”全海深AUV(无缆水下机器人),于当地时间11月6日15时47分,在马里亚纳海沟“挑战者”深渊完成万米挑战最后一潜,深度10 896米!再次刷新下潜深度纪录。

经科研团队“拉距测试”证明,“悟空号”AUV已具备不需母船伴随、支持,独立畅游万米水下自主工作的能力。装有高速水声通信系统的“悟空号”AUV在万米海底畅游期间,在与母船直线距离超过15公里的深海中,仍可准确传输状态信息给母船上的科研团队,实测上行峰值通信速率2003kbps,数据包接收正确率超过93%。

中国团队问鼎“航天奥林匹克”竞赛

日前,第十一届国际空间轨道设计大赛落下帷幕,清华大学航天航空学院与上海卫星工程研究所联队摘得桂冠。

国际空间轨道设计大赛是由欧洲航天局(ESA)于2005年发起的一项国际性赛事。该赛事代表了国际轨道设计领域的最高水平,有“航天奥林匹克”之称。本届大赛题目以“建造太空发电站”为背景,任务是在20年内发射10艘航天器连续探测、捕获太阳系小行星,建造12个围绕太阳环状分布的发电站。

此次夺冠团队由宝音教授领衔的清华大学航天动力学实验室和上海卫星工程研究所的相关人员组成。团队对8万多颗小行星进行优化筛选,使用人工智能遗传算法解决轨道设计难题,并给出了建造发电站的最佳方案,最终以明显优势领先第二名欧洲航天局联队夺冠。

中国科学家证明凯勒几何两大核心猜想

近期,中国科学技术大学几何物理中心创始主任陈秀雄教授与合作者程经睿在偏微分方程和复几何领域取得“里程碑式结果”,他们解出了一个四阶完全非线性椭圆方程,成功证明“强制性猜想”和“测地稳定性猜想”这两个国际数学界60多年悬而未决的核心猜想,解决了若干有关凯勒流形上常标量曲率度量和卡拉比极值度量的著名问题。相关论文日前发表于国际著名刊物《美国数学会杂志》。

论文审稿人评价:“陈秀雄和程经睿的突破性工作原创性极高、技术艰深,不仅解决了凯勒几何中重大难题,也为此类非线性方程提供了深刻的洞见。可以预见,这一系列论文将成为几何与偏微分方程领域的经典之作。”

国内首例人工育幼濒危物种黑腿白臀叶猴亮相

11月10日,国内首例人工繁育成功的黑腿白臀叶猴宝宝在广州长隆灵长类研究中心与观众见面,黑腿白臀叶猴宝宝出生于今年7月。由于黑腿白臀叶猴幼崽存活率较低,国内相关研究和成功案例极少,为了保障猴宝宝成功存活,研究中心保育员借鉴了食性相近的川金丝猴育幼经验,针对叶猴特殊的生理结构和消化方式,摸索出了一条白臀叶猴科学保育之路。

白臀叶猴被世界自然保护联盟列为世界上最濒危的灵长类动物之一,野生数量不足1000只,多种因素导致其数量不能恢复,通过人工干预让其数量增加是目前相对有效的方法之一。

中国科协确立未来5年8项重点工程

11月19日,中国科协发布《中国科协科普发展规划(2021—2025年)》,其中明确,到2025年,推动形成全社会共同参与的大科普格局,为实现中国公民具备科学素质的比例超过15%的目标提供支撑。

为实现未来5年科普发展目标,该规划确立8项重点工程,分别是科普信息化提升工程、科普基础设施工程、科技教育能力提升工程、基层科普服务能力提升工程、科技资源科普化助力工程、科普规范化建设工程、科普队伍建设工程、科普对外交流合作工程。

国家第三代半导体技术创新中心(湖南)揭牌

11月19日,国家第三代半导体技术创新中心(湖南)揭牌仪式在湖南长沙启动。同日,中心多个共建单位签约《国创湖南中心共建协议》,拟紧扣国家重大战略和区域科技需求,聚焦共性技术和重大瓶颈,突破核心技术,支撑第三代半导体产业向中高端迈进。

据了解,该中心着力于瞄准第三代半导体装备前沿技术和产业关键技术,重点针对第三代半导体器件的重大需求,以第三代半导体核心装备为突破口,突破关键核心技术,搭建技术研发和产业化孵化平台,打造高水平的人才团队,创新体制和运行机制,构建具有湖南优势和特色的第三代半导体协同创新生态和全产业的产业生态。

口罩成为移动“样本采集器”

在近期举办的2021年湖南省医学会首届潇湘外科周启动暨湖南省科技厅普外智能医疗临床医学研究中心授牌启动仪式上,中南大学湘雅二医院首次向社会发布口鼻罩网络精细化管理智能终端。

當市民进行扫码后,终端机器会为他的废弃口罩打上“标记”,其中包括其身份信息及时空地理信息,口罩送检后,不仅可评估佩戴者是否携带病毒(检测口罩内面),还可以评估其所在行程区域是否存在病毒(检测口罩外面),同时通过大数据对行程口鼻罩进行聚类检测,这样便能更快、更广地对行程安全性进行评估。

科研人员人工培育出发光真菌

中科院西双版纳热带植物园科研团队目前已成功分离获得了荧光类脐菇菌种,经腐殖质栽培发现,菌丝具有较强的荧光,可以制作科普产品满足大众观赏的需求。

全世界目前报道共有发光真菌种类108种,主要种类有类脐菇、小菇属、侧耳属、丝牛肝菌属、胶孔菌等类群。中国发光真菌约有30种,中科院西双版纳热带植物园内迄今发现了3种发光真菌,即东京胶孔菌、丛伞胶孔菌和荧光类脐菇。

针对真菌为什么发光这一科学问题,目前尚无定论。目前,科研团队正在攻关真菌发光的机理,希望不久的将来真菌发光基因可以导入花卉,培育发光观赏植物新品种。

中国科学家破译出部分衰老密码

“十三五”期间,我国的衰老研究成果显著,在中科院动物研究所,刘光慧研究员团队找到了“保持细胞年轻态”的分子开关,可以通过重设衰老的表观遗传时钟,使细胞老化的节奏放缓。

他们目前的研究发现,人类基因组中内源性病毒元件的激活是诱导细胞和器官衰老的关键因素。团队历时七年,对千万级个人类细胞进行了培养和筛选,从2万多个人类基因中验证出了数十种没有被发现过的可促进细胞衰老的基因。通过反复筛查,最终确认了一个名为KAT7的新型人类促衰老基因。

实验证实,将该基因在老年小鼠的肝脏中部分失活后,可使81%的小鼠年龄超过130周,而这约等于人类的80岁。

最强超导量子计算机“上新”了

据英国《新科学家》杂志网站11月15日报道,IBM公司宣称,其已经研制出了一台能运行127个量子比特的量子计算机“鹰”,这是迄今全球最大的超导量子计算机。

量子比特是量子计算机最基本的信息单元,不同于电子计算机只能是0或1,量子比特可以同时是0和1,所以其计算性能更强大,而且增加量子比特数可使量子计算机的性能呈指数级提升。

目前,全球各地有多个科研团队正各出奇招,包括使用超导体和纠缠光子等研制实用的量子计算机。IBM表示,希望明年展示能运行400个量子比特的处理器,并在后年推出名为“神鹰”的能运行1000个量子比特的量子计算机。

“超级果冻”材料可抗汽车碾压

不久前,英国剑桥大学研究人员开发了一种柔软而坚固的新材料,外观和感觉就像软软的果冻,但其可承受相当于大象站在上面的重量,在压缩时就像一块超硬、防碎的玻璃。其还可完全恢复到原来的形状,即使其80%的成分是水。

该新材料的非水部分是聚合物网络,通过控制材料机械性能的可逆开关相互作用保持在一起。这是第一次将如此显著的抗压性融入软材料。研究人员称,玻璃状水凝胶的成功研制,开启了高性能软材料领域的新篇章。

“超级果冻”具有广泛的潜在应用,包括柔性机器人、生物电子学,甚至作为用于生物医学的软骨替代品。在演示中,这种“超级果冻”材料在汽车碾压后也可幸存下来。

纤维素制成闪光材料无毒可降解

生活中有很多闪闪发光的包装,但它们很多是由有毒和不可持续的材料制成,会造成塑料污染。最近,英国剑桥大学的研究人员从纤维素(植物、水果和蔬菜的细胞壁的主要组成部分)中制造出可持续、无毒且可生物降解的闪光剂。

这种闪光剂由纤维素纳米晶体制成,是通过结构色来改变光线,从而呈现出鲜艳的颜色。研究人员称,利用自组装技术,纤维素可以产生色彩鲜艳的薄膜。在大规模地生产出纤维素薄膜后,研究人员将它们研磨成用于制造闪光颜料的颗粒。这种颗粒可生物降解,不含塑料,无毒。研究人员表示,该种材料可用来替代化妆品中广泛使用的塑料闪光颗粒和微小的矿物颜料。

全球首款注射疫苗机器人面世

加拿大初创公司Cobionix日前宣称,他们研制出了全球首款能注射疫苗的机器人——Cobi,其能以自主、无痛且无针头方式注射疫苗。

Cobi由一个带有药瓶儲存区的机械臂和一个与患者互动的屏幕组成。人们可以通过这个触摸屏在系统中登记,一个摄像头会录入登记者的身份证或证明其已经预约接种疫苗或接收药物的证件。

在人们完成接种登记手续后,Cobi会拿起一个装有药剂的小瓶,并使用其激光雷达传感器识别患者的身体。此外,使用Cobi注射并不疼,因为它不使用针头,而是通过压力喷射来注射疫苗。

Cobionix公司表示,疫苗接种只是Cobi可能执行的众多任务之一,有朝一日它可以为人类进行超声波检查、抽血和活检。

碘动力航天器首次完成在轨测试

英国《自然》杂志11月18日发表的一项工程学研究指出,在电推进系统中使用碘而不是更贵也更难储存的氙气,或能提升航天器的性能。研究结果凸显出碘作为航天业替代推进剂的优势。

此次,法国ThrustMe公司科学家团队报告了一个使用碘工质推进系统的小型卫星,成功实现在轨运行。其工作原理是,推进系统首先加热固态碘使其升华成气体,然后在高速电子的轰击下使其变成碘离子与自由电子,接着带正电的碘离子被加速至排气口排出,成功推动目标向前飞。

该推进系统在太空中推动2020年11月6日发射的一个重20千克的立方体卫星,其机动得到了卫星追踪数据的确认。研究显示,碘不仅是一种可行的推进剂,还能实现比氙气更高效的电离化。

安全U盘能自动销毁信息

俄罗斯国家技术集团网站发布消息称,该集团旗下的技术动力公司研发出能够借助按钮自毁信息的U盘。

消息称,在新开发的U盘中,储存芯片、电源和控制元件都集中在一起;在需要销毁信息的时候,只需要按下末端按钮,激活电路,用其中储存的电烧毁电路板。

有别于类似的U盘,新开发的U盘更安全,因为在按下按钮时,不会破坏U盘本身,而且被销毁的数据无法恢复。该设备的潜在消费者可以是政府机构,也可以是处理机密信息的公司。

全球第二例艾滋病自愈者出现

近日,美国哈佛大学和麻省理工学院拉贡医学研究所免疫学家徐宇研究团队发现了第二例未经治疗而自愈的艾滋病病毒(HIV)感染者。在这名新发现的“埃斯佩兰萨患者”体内超过11.9亿个血细胞和5亿个组织细胞中,科学家没有检测到完整的HIV基因组。

在艾滋病患者中有一类特殊人群,被称为“精英控制者”,虽然他们体内仍然存在HIV病毒库,但一种称为“杀伤性T细胞”的免疫细胞可抑制病毒,因而无须进行药物治疗。

研究人员表示,两例自愈者患者都有一种共同的特定杀伤性T细胞反应。如果能够理解这种反应背后的免疫机制,他们就有可能开发出治疗方法,促使其他患者的免疫系统在感染HIV的情况下模仿这些反应,实现清除性治愈。

首艘全自动无人驾驶货轮亮相挪威

零排放且零船员的船舶或将很快实现!据物理学家组织网近日报道,世界上第一艘全自动无人驾驶货轮“雅苒比尔克兰”号在挪威亮相,这是海洋运输业在减排领域迈出的重要一步。

“雅苒比尔克兰”号货轮由挪威化肥巨头雅苒公司制造,这艘全自动驾驶货轮长80米、载重3200吨,将很快开始为期两年的试运行。在此期间,技术人员将对它进行微调,以便它学会自主驾驶。

在“雅苒比尔克兰”号上,传统机房已被8个电池仓取代,来自可再生水电提供的动力高达6.8兆瓦·时,相当于100辆特斯拉汽车的动力。该货轮每年减少的二氧化碳排放相当于4万辆卡车每年排放的二氧化碳。

新全息相机揭示更多“隐秘角落”

美国西北大学研究人员最近发明了一种新型高分辨率相机,采用“合成波长全息术”将相干光间接散射到隐藏物体上,这些物体再将光散射回相机,通过重建散射光信号而呈现隐藏的物体。利用它,人体从皮肤到骨头将一览无余,甚至还能看到角落和散布四周的介质,如雾气等。而由于具有高时间分辨率,该相机还可对快速运动的物体成像,例如心跳或街角飞驰的汽车。车辆转弯时,该相机可看到附近车辆以防发生意外。它还可替代用于医疗和工业成像的内窥镜。例如,在结肠镜检查时,可用它观察肠道内的褶皱。

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