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经济日报:科技创新支撑强国富民

观众在全国科技活动周展厅参观中国散裂中子源模型。

全国科技活动周展厅内,观众在深海虚拟技术联合实验室进行VR体验。(本报记者 李芃达摄)

2018年全国科技活动周于5月19日至26日举办,突出“科技创新支撑强国富民”主线,展示军民科技融合成就与科技创新成果,国家重大科学工程、大科学装置、国家(重点)实验室等高端科技资源将向社会开放。各地各部门举办2万余项具有地域特色和优势的科技活动,激发公众的科学兴趣——

5月19日,2018年全国科技活动周暨北京科技活动周在中国人民革命军事博物馆启动。寒武纪深度学习处理器、500米口径球面射电望远镜……一项项科技成果、一台台国之重器走进公众视野,460余个“高精尖”展项以图文展示、视频、互动体验等多种方式,为市民带来一场科技界的饕餮盛宴。

科研装置支撑基础研究

大亚湾反应堆中微子实验发现的中微子振荡新模式、FAST首次发现并认证毫秒脉冲星……近年来,我国在基础科学研究领域取得的丰硕成果,离不开重大科研装置的有力支撑。

“这台装置主要包括一台负氢离子直线加速器、一台快循环同步加速器以及配套设施。”中国散裂中子源模型展台前,中国科学院高能物理研究所相关负责人向观众们介绍情况。他告诉经济日报记者,这是中国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源,它的建成填补了国内脉冲中子应用领域的空白,为我国材料科学技术、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术开发提供了强有力的研究手段。

据了解,依托中国散裂中子源开展的“中子散射样品环境及相关实验技术”项目,在研发中子散射样品环境的关键技术和设备、攻克相关原位实验技术等方面发挥了重要作用,该项目的成功实施将有望显著拓展中国散裂中子源的研究领域,提升中国散裂中子源研究能力,促进重大成果产出。

上海超强超短激光实验装置(SULF)也吸引了许多参观者。这台由中科院上海光学精密机械研究所完成的科研设备能在实验室内创造出前所未有的超强电磁场、超高能量密度和超快时间尺度综合性极端物理条件,在台式化加速器、超快化学、材料科学、核物理与核医学等领域具有重大应用价值。

“SULF激光装置采用基于大口径钛宝石晶体的啁啾脉冲放大技术路线,解决了大口径高增益激光放大器、高性能激光泵浦源、宽带高阶色散精密控制和增益窄化抑制等关键科学技术问题。”中科院上海光机所相关研究人员介绍,10拍瓦激光主放大器采用的钛宝石晶体直径达235毫米,这是我国首次研制成功并获得激光放大的口径超过200毫米的激光晶体,也是目前国际最大口径的激光放大晶体。

科技创新助力强国建设

今年全国科技活动周主题为“科技创新 强国富民”,展厅内人工智能、能源开采、生物等领域的新技术、新装备、新产品,充分显现出科技创新为强国建设提供的不竭动力。

有“工业粮食”之称的芯片是集成电路经过设计、制造、封装、测试后的产品,其广泛应用于计算机、智能终端、家电等各个领域。而近年来人工智能的兴起,使得原有芯片架构无法满足深度学习等密集计算的要求,需要设计出新型架构从而适合神经网络计算。

“这既是挑战,更是机遇。我们在人工智能和芯片设计方面具有良好的基础,有多个国家重点实验室和工程中心。”中科院自动化所研究员程健告诉记者,为了有效融合自动化所在算法应用和硬件设计方面的优势,自动化所从国家重点实验室和工程中心抽调精兵强将组成类脑芯片与系统研究部。经过多年的努力,团队终于研究出针对深度神经网络优化计算的量化神经处理器(QNPU)。

通过完全自主知识产权的芯片设计和神经网络优化技术,QNPU可以把复杂的神经网络计算化繁为简,减少反复访问外部存储器的需求,功效能耗更低,处理效率更高。QNPU能广泛应用于智能监控、机器人、自动驾驶、物联网等领域。由于量化计算架构的高效低耗处理能力,QNPU相关成果已被应用于华为新一代视频监控芯片上,为海量监控视频分析提供了有力支撑。

如果说芯片为强国建设装上了 “最强大脑”,那么新型能源开采装备则是强国建设的动力之源。2017年7月,“蓝鲸1号”半潜式钻井平台在南海神狐海域完成了天然气水合物试开采连续点火60天,累计产气30.9万立方米。这是我国也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。

“在设计建造过程中,我们攻克了一系列技术难关。”中集海洋工程研究院高级工程师刘大辉介绍说,从升级优化建造数据管理和建造工艺管理系统到攻克钻井塔架基座平面度误差小于2毫米、钻井塔架与基座232根连接螺栓与螺栓孔的装配间隙只有1.5毫米的工艺难关;从首次在该级别的平台上使用低温100毫米NVF690超厚钢板到率先完成该级别钢板的裂缝尖端开口位移实验……“蓝鲸1号”的建造单位中集来福士海洋工程有限公司把创新根植在理论、技术、工程和装备等各个环节。

此外,“蓝鲸1号”配置了高效的液压双钻塔和全球领先的最高级别闭环动力定位管理系统(DP3),代表了当今世界海洋半潜式钻井平台设计建造的先进水平。

“互联网+”惠及百姓生活

科技创新不仅要做强国建设的攻坚队,更要当服务百姓的后勤兵。当前,我国每年新增肿瘤患者数量不断攀升,而许多基层医院放疗学科建设比较薄弱,缺乏先进的放疗设备和专业的医疗人才。这就使得当地患者不得不选择到大城市就医,增加了看病成本。

对此,北京全域医疗技术有限公司打造的精准云放疗系统实现了国内外肿瘤专家与基层医院线上会诊,为患者进行病理分析和制订治疗方案,从而减少放疗过程中的不确定性,保障诊疗效果。“我们的精准云放疗系统是依托先进的mdaccAutoPlan放疗计划算法,可将原来长达3至5小时甚至几天的计划设计工作缩减到半小时左右,大大提高了医生的工作效率。”北京全域医疗技术有限公司产品经理熊泽东介绍。

目前,银川市第一人民医院、聊城市第二人民医院等多家医院已经通过精准云放疗系统建立了远程协作平台,促进优质医疗资源共享和下沉。“我们先后为各级医院提供技术支持5000余次,真正做到让老百姓在家门口就能把病治好。”熊泽东说。

精准云放疗系统有效运行的前提是网络流畅,如果有5G网络助阵,专家们的会诊必定事半功倍。作为电信设备领域的老牌厂商,大唐移动正在跟踪运营商在5G研究、试验方面的需求,推出相应的基站产品,帮助运营商加速5G网络应用。

“我们自2011年起就开展5G的研究工作,已经在大规模天线技术、超密集组网、高频段传输、网络切片等多个关键技术上取得一定成果。”大唐移动副总裁于继龙表示,这些技术将提升网络容量,保障5G在流量密集等热点区域,既能够为单个用户提供极高的数据传输速率,还可以满足整个网络的高流量密度需求。(记者 李芃达)