2024 New Quality Productive Forces
科普發布新質橋梁
全球首發!這塊重2.7克的超薄鏡片為啥這么神奇現實不存在了?從語言大模型到文生視頻大模型,顛覆性的技術革命正在發生
科普走進新質領航
科幻電影里的完美材料正在實現,開啟未來新“烯”望透過機器之“眼”,我們正在“看見”更大的世界
何以是杭州?
新質生產力的浙江解讀
今年春節,一場由“杭州六小龍”引發的“何以是杭州”的討論,悄然走紅全球。從西湖的斂滟波光到錢塘江的奔涌浪潮,從干年運河的槳聲燈影到未來科技城的數字脈動,人們試圖在山水與代碼的交織中,尋找這座城市的靈魂。解讀可以有很多,但答案似乎只有一個:創新。這是根植在杭州乃至整個浙江土壤里的基因一一這里不僅是詩意棲居的江南,更是一片孕育新質生產力的熱土。
創新基因:她從歷史深處來
2023年9月,習近平總書記在黑龍江考察期間首次提出“新質生產力”一詞并迅速成為熱詞。在浙江,發展和培育新質生產力所內含的基本基因一—創新,似乎與生俱來:千百年前,浙商“敢為天下先”的精神便已鐫刻了創新基因;近代以來,“求真務實、誠信和諧、開放圖強”的浙江精神,更讓這片土地成為改革創新的試驗田。今天,當人工智能、量子計算、生物制造等前沿科技席卷全球,浙江再次以敏銳的洞察力,通過科技成果科普發布,將科技創新的“硬實力”轉化為科普惠民的“軟敘事”。從《全球首發!這塊重2.7克的超薄鏡片》到《用“上帝的手術刀”做檢測》…·,每一場科技成果科普發布,架起了一座連接科學家與大眾、實驗室與社會的橋梁。這座橋梁,讓科學走出高閣,讓創新回歸人間。
創新密碼:讓創新自由呼吸
新質生產力的生長,離不開陽光、雨露與土壤。浙江深此道。我們的科學“走進”系列,不僅讓青少年實地感受到創新的力量,更是通過媒體的二次傳播,見證讓創新自由呼吸的生態:在濱江的“中國芯谷”,半導體產業的幼苗正拔節生長;在西湖大學的實驗室里,青年科學家們用“氫”點亮未來的能源圖景;在深山的機器人基地,冰冷的機械臂與溫潤的江南煙雨碰撞出工業美學的火花··政策的風向標始終指向包容與開放一一允許失敗、鼓勵試錯、尊重原創。正如《探秘能開火箭、煉鋼還能治病的“氫”世界》所述,這里的技術革命從不局限于單一領域,而是以跨界融合的姿態,重塑產業生態。
創新力量:以青年定義未來
翻開此書,你還會“邂逅”群“新質青年”:曹哲厚用細胞“種”出牛肉,讓環保與美食不再對立;劉紹勇為國產大飛機C919鑄造“生命之門”,將高端裝備的精密之美推向極致;王磊將糖制成衣服,賦予環保以時尚的質感…···他們身上,既有科學家“板凳甘坐十年冷”的執著,也有創業者“破局而立”的膽識。更令人動容的是,楊仁斌用大模型解放家長,曹鵬以腦機接口攻克癲癇難題一一技術不再是冰冷的符號,而是帶著溫度的人文關懷。這些青年,正在用行動回答“何以是杭州”:因為這里,以青年定義未來。
創新浙江:用科學照亮未來
去年以來,浙江省委省政府提出加快建設創新浙江,因地制宜發展新質生產力。弗朗西斯培根在《論科學的增進》中說過:知識的力量不僅取決于其本身價值的大小,而且取決于它是否被傳播及被傳播的深度和廣度。創新浙江,不僅在于技術的突破,更在于讓每個人看見未來。在浙江,“科普”從未停留在知識傳遞的層面,而是成為一場全民參與的創新實踐,以“浙里科普”品牌為引領,從“十萬個為什么”走向“十萬個干什么”:飛行摩托、透明算力房、火星植物工.這些曾經科幻的場景,正通過科普的鏡頭變得觸手可及;當孩子們在“十萬個干什么”中親手觸摸AI,當老人在“跨越數字鴻溝”培訓中驚嘆世界的另一重維度,科學便不再是遙不可及的星辰,而是照亮日常生活的光。
“何以是杭州”,我們眺望的不僅是浙江的今天,更是科技創新的明天。新質生產力,歸根結底是“人”的生產力——是青年科學家眼里的光,是工程師手中的尺,是孩子們與算法對話時的微笑,是每一個普通人被科技賦能的尊嚴。我們的走讀新質生產力,愿成為一扇窗,讓更多人被看見,讓更多的創新被發現。
來日里,我們再出發!
浙江省科協科普部部長2025年3月
目錄 CONTENTS
扉頁
01 何以是杭州? 新質生產力的浙江解讀
PART1I科普發布新質橋梁
06全球首發!這塊重2.7克的超薄鏡片為啥這么神奇?
09 現實不存在了?從語言大模型到文生視頻大模型,顛覆性的技術革命正在發生
12 從“十萬個為什么”到“十萬個千什么”人工智能時代,探索和AICC共生的科學教育新模式
15 用“上帝的手術刀”做檢測
18 未來可以把蔬菜種到火星上嗎?植物工廠說,可以!
21 海底的誕生:透視冰下火山
PART2I科普走進探索新質
26開輛飛行摩托去上班會成為現實嗎?看看以后的出行到底有多酷
29 科幻電影里的完美材料正在實現,開啟未來新“烯”望
32 探秘能開火箭、煉鋼還能治病的“氫”世界
35 算天、算地、算人的神奇透明房子,里面有一扇未來之門
38 原來AI還能這么用!探索不一樣的人工智能
41 揭秘地球的“活皮膚”提供食物源、助力碳中和,土壤都有大作用
44 透過機器之“眼”我們正在“看見”更大的世界
47 除了發電,神奇的核能還有N種新質生產力的打開方式
PART3I新質青年創新領航
52 曹哲厚:把細胞變牛肉的環保先鋒
55 劉紹勇:打造國產大飛機C919的“生命之門”
58 錢旦:涂層技術的革命性突破
61 王磊:把糖做成衣服,引領環保創新
64 楊仁斌:用大模型解放中小學生家長
67 曹鵬:腦機接口技術攻克癲癇難題
70 苗奘:減少50%的制作環節,助力AI漫畫商業化
73 王天:讓外骨骼機器人成為新器官
PART4I新質變革科普惠民
78 杭州四小龍:閃耀的“東方神秘力量”
84 藏在“山里”的機器人基地
88 杭州第一縷陽光升起的地方拔地而起一座“中國芯谷”
90 濱江,新質生產力蓬勃生長

PART 1 科普發布 新質橋梁

全球首發!這塊重2.7克的超薄鏡片為啥這么神奇?
發布成果:
極致輕薄無彩虹紋碳化硅AR
行射光波導發布嘉賓:
西湖大學國強光學工程講席教授、副校長以及慕德微納(杭州)科技有限公司首席科學家仇曼
特邀嘉賓:
慕德微納(杭州)科技有限公
司CEO杜凱凱
第一個吃螃蟹的團隊:用碳化硅來做鏡片
碳化硅(SiC)其實是一種半導體材料,中國科協科普部發布的2023年度最具影響力“科學100詞”里就有它。傳統上,它作為工業原料應用于耐火材料、冶金原料等領域。而現在,仇晏教授團隊提出用碳化硅來做AR眼鏡的鏡片,這是一個大膽而全新的想法。
微納光學,是在微小尺度上對光學現象進行操控的一門新興學科,它為AR鏡片在內的光學器件和技術帶來了新的技術方案。仇晏教授團隊多年來一直深耕于微納光學領域,為了滿足行業需求并推動科研成果落地,成立了慕德微納(杭州)科技有限公司,專注于AR衍射光波導、衍射光學元件、超構光學器件等產品的研發。團隊實現了國內高端納米壓印模板從零到一的技術突破,填補了國內AR產業鏈的空白。
這一次,團隊打破常規,將微納光學技術實力與完美的材料性質相結合,打造了這款極致輕薄的碳化硅AR眼鏡,并走出實驗室,走向公眾視野。
碳化硅點亮AR眼鏡這副神奇的眼鏡將會帶你開啟無界視界
在科技日新月異的今天,AR技術正逐漸成為改變我們生活方式的新一代生產力工具。AR是AugmentedReality(增強現實)的簡稱,而AR眼鏡就是可以讓佩戴者在現實世界的基礎上疊加虛擬景象,并通過傳感和計算實現虛實融合與互動。
想象一下,有一天你能夠像科幻片里的鋼鐵俠一樣,戴上一副輕薄酷帥的眼鏡,瞬間就能看到各種相關信息,而視線卻絲毫不受阻擋。在西湖大學未來產業中心里,這些想象正在一步步成為現實。
2024年9月24日,在浙江省科協大樓一樓的科學咖啡館,西湖大學國強光學工程講席教授、副校長以及慕德微納(杭州)科技有限公司首席科學家仇,向公眾展示了一副“神奇”的AR眼鏡。這是這副眼鏡的第一次公開亮相,更是“極致輕薄無彩虹紋碳化硅AR衍射光波導”這項科技成果的全球首發。
更輕薄、更清晰這副眼鏡讓科幻變成現實
仇晏介紹了這項源于西湖大學的最新科研成果,“手機已成為我們與信息世界交互的基本工具,但同時手機又將我們的雙手束縛住了。如何來解決這個問題?答案就是能夠交互的可穿戴設備。”
仇是描述了一個生動的應用場景,“戴上AR眼鏡,別人可能只看到你在坐著,實際上你已經在觀看電影了”,“如果加上交互功能,當你看向周圍的人時,他們的名字和信息就會出現在他們腦袋附近,讓你從此告別臉盲。戴著這副眼鏡,你可以認識每一個人,也可以認識每一株花草。”
試想一下,一副雙目重量僅5.4克、厚度僅0.55毫米的AR眼鏡鏡片,它幾乎和你平時戴的太陽鏡一樣輕便。這主要得益于碳化硅材料的超高折射率,不同于傳統的多層高折射率玻璃鏡片,這項新技術只需單層波導即可完成全彩顯示任務,極大地減輕了鏡片重量。團隊還通過超薄封裝工藝進一步壓縮了體積,使得佩戴者幾乎感受不到它的存在。

戴上這款AR眼鏡后,你會發現自己仿佛置身于一個全新的世界,因為它們能夠在現實環境的基礎上疊加清晰廣闊的虛擬畫面,就好像從一個小窗戶換到了一扇大門前一樣。單層碳化硅波導理論上能夠支持80度的全彩成像,遠超傳統高折射率玻璃所能提供的最大全彩色視場角40度。更大的視場角意味著更好的沉浸感和體驗,無論是游戲中的奇幻場景還是工作中的數據可視化,都將帶來前所未有的視覺盛宴。
此外,針對許多人擔憂的彩虹紋現象,仇是也向大家介紹了解決方案。彩虹紋其實是因為環境光穿過波導表面時會產生衍射效應,形成類似彩虹的效果。仇晏團隊通過精準設計波導結構,徹底消除了這個問題,呈現給用戶的是一個干凈清晰的畫面。同時,利用碳化硅材料本身良好的熱傳導性能,這款眼鏡創新性地將鏡片用于散熱,大幅提升了散熱效率,使得全彩全畫幅顯示不再是奢望。
同時,與以往需要多層波導才能達到全彩效果不同,這款碳化硅AR眼鏡僅需一片波導就能呈現出豐富多彩的內容,并且創新性地擺脫了對蓋板玻璃的需求。這大大簡化了生產工藝流程,讓更多人能夠享受到這項前沿科技帶來的便利。
隨著越來越多類似的創新解決方案不斷涌現,我們可以預見不久的將來,AR技術將真正融入日常生活,開啟一個充滿無限可能性的新時代。無論是在教育、醫療、娛樂還是工業領域,AR眼鏡都將成為連接數字與現實世界的橋梁。

問:這次發布的碳化硅AR眼鏡,跟AppleVisionPro有什么區別?
仇昱:VisionPro是混合現實(MR)產品,結合了VR和AR,相對較為厚重。由于其依賴攝像頭導入外部影像,可能會導致失真或眩暈。相比之下,AR眼鏡基于透明鏡片設計,主要展示真實世界,在必要時才添加虛擬元素,減少了眩暈感,并追求更輕盈舒適的佩戴體驗。
問:近視的人可以佩戴AR眼鏡嗎?碳化硅鏡片是否能兼容AR功能與近視矯正?
仇晏:可以通過多種方式實現近視矯正,如將鏡片與近視鏡片貼合,或是采用菲涅爾透鏡等新技術。未來我們的最終目標是根據個人需求來定制化解決方案。
問:SiC(碳化硅)材料貴嗎?使用這種材料的眼鏡大家買得起嗎?
杜凱凱:雖然目前碳化硅鏡片的價格較高,比如我們做鏡片用到的一片四寸片就要一兩千塊錢,六寸片就要三四千塊錢。但隨著技術成熟和大規模生產,預期未來它的價格將會顯著下降。
仇晏:我舉個例子,我們現在常常用LED燈,LED燈泡所使用的襯底是藍寶石,藍寶石原來是非常貴的,但是現在的價格也從原來的一片幾千元變成了幾十元。如果我們的碳化硅AR眼鏡能夠得到廣泛的應用,年產達到幾十萬片、幾百萬片,我相信它的價格也會從兩三千元減到兩三百元,甚至有一天可能會到幾十元。
記者翁丹妮《都市快報》2024年9月25日B02版
現實不存在了嗎?從語言大模型到文生視頻大模型顛覆性的技術革命正在發生
活動主題:
算力未來
走進阿里云,探秘多模態大模
型
活動嘉賓:阿里云智能副總裁、行業解決方案研發部總經理曾震宇
阿里云智能副總裁、政企首席解決方案架構師霍嘉
阿里云智能集團政企事業部生態管理部總經理李力
去年年初,ChatGPT的橫空出世,讓人工智能再次成為大家熱議的話題。不少和ChatGPT“聊過天”的網友紛紛感嘆,“只有你想不到,沒有ChatGPT辦不成的”。上線僅僅兩個月,ChatGPT的活躍用戶就突破一億。
很快,國內各大科技巨頭也紛紛加入賽道,推出了自己的AI大模型,通義千問、文心一言、訊飛星火……·一時之間,人工智能技術的發展不僅是科技界爭相追趕的話題,也成了老百姓茶余飯后的談資。
與此同時,人們對大模型的好奇也與日俱增。“現實不存在了?這是大家在多模態大模型出現后登上熱搜的評論。
現在熱議的新質生產力正是以數字化、網絡化、智能化新技術為支撐。而多模態大模型無疑也是大家關注的焦點。多模態大模型到底是什么?多模態大模型有著怎樣的前世今生,并將帶來什么樣的產業變革?大模型的背后,算力體系需要如何去構建?未來大模型上下游的產業會有什么樣的想象力?
今年年初,開發ChatGPT的人工智能研究實驗室OpenAl又推出了人工智能文生視頻大模型"Sora”,可以根據用戶的文本提示創建最長60秒的視頻。越來越多的多模態大模型開始進入我們的視野,這些大模型就像一個個神秘的魔盒,可以一次處理海量信息,讓人仿佛置身于一個由數字編織的新世界。
為了回答這些問題,浙江省科協“科技成果科普發布”活動就走進了科技能量滿滿的阿里云,并邀請到了三位阿里云計算的頂尖專家——阿里云智能副總裁、行業解決方案研發部總經理曾震宇,阿里云智能副總裁、政企首席解決方案架構師霍嘉,阿里云智能集團政企事業部生態管理部總經理李力,跟公眾一起探秘多模態大模型,共話算力未來。
讓計算成為公共服務
阿里云客戶工作部總監金樺帶著公眾參觀了阿里云的展廳,首先映入眼簾的是三句話一—“互聯網成為基礎設施,數據中心成為一臺計算機,計算成為公共服務。”這也是阿里云在創立時提出的三大愿景。
什么是云計算?什么是大數據?15年前,恐怕沒幾個人能講清楚。當時阿里云在國內第一個提出要構建“一朵龐大的云計算”,恰逢移動互聯網蓬勃興起,無數互聯網原生企業在阿里云上成長起來。
金樺向大家介紹了阿里云自主研發的飛天云計算操作系統,它可以將遍布全球的上百萬臺服務器連成一臺超級計算機。
而隨著AI的出現,“計算”就像插上了新的翅膀。打個比方,以CPU為基礎的傳統計算,需要在工程師預設的算法邏輯下幫助人類工作,更像我們的“小腦”,而以GPU為核心、各類大模型驅動的AI計算,具備理解人類語言和現實世界的智能,更像我們的“大腦”。
金樺告訴大家,阿里云早在10年前就開始關注Al。2014年研發了人工智能平臺PAI(Platform For Al),2018 年之后在深度語言模型、自然語言預處理模型等方面開展深入研究,在2022年的AIGC熱潮到來之前,阿里云已經在大模型、超大語言及多模態能力等方面取得了諸多技術突破與積累。這為阿里云能夠在較短的時間內相繼推出通義系列產品奠定了基礎。不論是超大規模語言模型“通義干問”,還是繪畫模型產品“通義萬相”,抑或是其他幾款產品,都在不斷完善和豐富國產基礎大模型的能力,并不斷激發AI在各個領域應用的潛力。
同時,阿里云還牽頭建設了國內規模最大的AI大模型開源社區"Modelscope(魔搭)”,通過開源更多的AI模型,幫助中小企業和開發者降低模型使用門檻,推動AI普惠,“現在平臺上已經有四千多個模型可供下載了”,金樺說。
大模型相當于一個外掛的知識儲備人工智能反而會創造出新的崗位
1956年達特茅斯會議,計算機科學家麥卡錫首次提出“人工智能”一詞,這被看作是人工智能正式誕生的標志,AI發展也進入了第一次浪潮。1976年,AI發展進入第二次浪潮,當時醫療咨詢、生產制造、財務會計、金融等不同領域的專家系統被廣泛運用。2006年,Hinton在神經網絡的深度學習領域取得突破,人類又一次看到機器趕超人類的希望,AI第三次浪潮正式開始。
阿里云智能副總裁、行業解決方案研發部總經理曾震宇一直沖在數字革命第一線,在他看來,人工智能的第三波浪潮還遠未達到頂峰,“現在幾乎每隔一段時間就會有新的東西出來。”
曾震宇認為大模型的出現讓我們的知識獲取和知識生產發生了本質的變化,“現在的人工智能可以直接幫你從書本中提取關鍵信息,大大節省了獲取知識的成本”“人類的腦容量是非常有限的,大模型相當于讓你有了一個外掛的知識儲備。”“比如我自己現在對搜索引擎的使用習慣已經發生了變化,我現在有問題會先問大模型,然后再通過它提供的鏈接進入網頁查看。”曾震宇說。
阿里云智能副總裁、政企首席解決方案架構師霍嘉也分享了類似的看法,“數字化核心解決的問題是信息平權”,人工智能以其強大的智能和學習能力,徹底打破了過去由少數特權階層壟斷信息獲取和傳播的格局。
霍嘉向大家介紹了大模型的分類,“我們可以把大模型分為三類來看,第一類是基礎模型,也就是通用模型,分為大語言模型、多模態模型等;第二類是垂直模型,就是細分到法律、醫療健康等不同領域的專業模型;第三類是模型應用。”而這些模型背后都離不開算力的支持,所以有人把算力稱為未來城市的核心競爭力。
在阿里云智能集團政企事業部生態管理部總經理李力看來,想要打造ChatGPT這樣的現象級應用,僅憑一個優秀的大模型并不能解決所有問題。OpenAI是通過數年努力,構建起了一條從上游數據、大模型,到產品、生態的完整產業鏈條。不論是在國內還是國外,發展大模型都需要對技術、產品和生態的全方位投入。
對于不少人擔憂的人工智能是否會替代人的問題,三位專家都表達了樂觀的態度。“任何科技的進步剛出來的時候都是洪水猛獸,我們可以讓技術先跑一跑”,霍嘉說,“我們可以將智能化視作一個強大的輔助工具,比如大家比較熟悉的智能駕駛,就可以很好地幫助我們的日常生活。”
李力也從另一個角度看待人工智能對我們生活的影響,他指出,隨著不同時代的變遷,職業本身也會發生變化。很多人擔心人工智能不斷發展,傳統行業是不是就不存在了,“確實會有一些簡單重復的工作會被替換掉,但其實人工智能發展反而會創造出很多新的崗位出來,比如模型訓練師、算力調度師,而且對傳統行業來說也不是簡單的替代關系,而是升級的關系,有了AI的賦能,不少行業都會煥發出全新的生命力。”
而對于人工智能發展產生的倫理問題,李力也表達了積極的看法,“會有倫理問題的產生,恰恰證明了AI技術并非簡單的技術,而是一場顛覆性的技術革命。只有發生顛覆性的技術革命時才會產生倫理討論,說明這是一個顛覆性的改變人類生存方式的哲學問題。”
隨著AI技術的不斷發展,我們正處于一個充滿未知和挑戰的時代,“危”與“機”并存,這場科普發布活動也讓我們看到了科技未來壯闊藍圖中的一片精彩。
記者翁丹妮《都市快報》2024年5月8日A08版
從“十萬個為什么”到“十萬個千什么人工智能時代探索和AIGC共生的科學教育新模式
活動主題:
智能未來:AIGC引I領科學教
育新紀元
小學三年級的五位小同學通過AI寫了一本名為《情緒寶典》的書;初一的兩位同學利用AI做了一個可以分享3D建模作品的網站;高三的三位同學通過AI做了一個可以將三位同學的特征合成到一起的虛假數字人并最終做成視頻.··這些都是正在杭州的學校里發生的事。
活動嘉賓:
北京師范大學科學教育研究院院長、教育部基礎教育教學指導委員會科學教學專委會主任委員鄭永和
在這個科技飛速發展的時代,教育的變革與創新從未如此緊迫。而AIGC(生成式人工智能)技術的崛起,為科學教育帶來了前所未有的機遇與挑戰。
AIGC究竟可以給我們的教育帶來些什么?未來的科學教育將會怎樣改變?
杭州國科智飛科技有限公司CEO、國科大杭州高等研究院科創俱樂部主席朱明雄
資深技術專家、原阿里云航空行業技術總監、云谷學校高中工程技術老師代立晨
8月24日下午,第二屆科學教育大會“科技成果科普發布”年度特別策劃活動在錢塘江畔的杭州國際博覽中心舉行。三位在科技和教育領域頗具影響力的嘉賓,共同探討了這個引領時代潮流、充滿無限可能的主題一一“智能未來:AIGC引領科學教育新紀元”
高校、中學、企業多重視角看AIGC如何賦能科學教育
的人工智能帶有自己的“思維”和教育結合會創造出非常大的可能性,為教育發展帶來新機遇。一堂45分鐘的課,或許可以先用20分鐘讓學生和機器進行問答交互,再用剩下的時間讓老師和學生進行深度交流。
想象一下,將全國某門課(比如語文)教得最好的20位老師教某一堂課的過程都記錄下來,讓AI學習,然后生成一個綜合性的教學方案再教學生,會是怎樣的效果?北京師范大學科學教育研究院院長、教育部基礎教育教學指導委員會科學教學專委會主任委員鄭永和的這個假設,一下子打開了大家對于AIGC教學應用的想象。
在談到AIGC賦能科學教育和科技創新人才培養的緊迫性時,鄭院長特別談到了“小模型。近些年,我們可能聽多了“大模型”結合具體學科(比如生物、化學等)的小模型對教育的創新發展也具有非常重要的戰略意義。
鄭院長表示,多媒體、互聯網、VR、元宇宙等幾輪標志性的技術變革對教育的推進,都是比較“物化”的,工具性特別強,而生成式
同樣來自高校,但還有另一重企業家身份的朱明雄為我們帶來了從社會人才需求角度的觀察與思考。作為杭州國科智飛科技有限公司CEO、國科大杭州高等研究院科創俱樂部主席,朱明雄在科學教育的探索和實踐中也有不少經驗。

在朱明雄看來,傳統的教學形態是“師-生”新時代相對被認可的是“師-生-機”而令部分人擔憂的是會演變成“生-機”教學形態。
朱明雄表示,在國科大杭高院今年的期末考試中,有部分學科是開卷的,允許同學上網、使用各種AI工具。如何在這種情況下維持考試的價值和難度?比如24日考試,老師會從23日發表的論文中提取素材,這些最前沿的內容,ChatGPT上是沒有的,這時候就很考驗學生的分析思維能力了。
最后上場的代立晨,目前是云谷學校的高中工程技術老師,也是資深的技術專家、原阿里云航空行業技術總監。代立晨表示,從科技公司的團隊領導者到課堂,看似截然不同,但目標都是在不斷變化的世界中培養出合適的人才。
教學目標的變化源自人才需求的變化。現如今,AI正在替代帶貨主播、配音演員、翻譯等越來越多的工作。在代立晨看來,并沒有一個叫做“AI使用技巧”的技能,“會使用AI”是要求一個人能夠理解場景、與他人共情、識別社會生活中的機會、考慮未來的不同可能性這也是他所在的學校強調的素養。
科學沙龍碰撞思維火花探尋AIGC+教育的多種可能性
在科學沙龍環節,三位嘉賓回答了觀眾們感興趣的問題,進行了愉快的交流與討論。
鄭永和院長和代立晨老師都是從科技界轉到教育領域的。談及身份轉變的契機和感悟,鄭院長表示,隨著新一輪科技革命和產業變革的逐步推進,科技創新成為提高綜合國力的決定性因素,從教育入手、培養科技創新人才可以從根源上解決科技領域的“卡脖子”問題,因此希望能把自己在科技界的經驗帶到教育實踐中。
AIGC對教育理念、教學目標、學習方式等方面的影響都指向了創新能力的培養,多年的科技行業工作經歷也讓他更加深刻地體會到這點。因此需要對AIGC賦能教育進行系統性布局,推動教育實踐的創新變革,為科技創新人才培養賦能。

未來的科學教師需要具備哪些新的技能和知識?鄭永和說,對學生和老師的某些要求是相似的,未來的教師更加需要提高自身的學習能力和創新素養,學會更好地運用AIGC等技術工具。
代立晨則說,在企業里帶團隊和當老師其實有一定的相似性,都是培養人,更具體地說,是在不斷變化的世界中培養出合適的人才。之前在科技公司的一次經歷讓他印象深刻,客戶對于某數據智能平臺拋出一個問題,“工具不錯,沒人會用啊?”這讓他意識到,沒有好的人才建設,很多技術出來是跟不上的。他希望通過自己的工作經歷讓工程技術的教學能更貼近企業實際,面向未來。
面對“現在學編程還有什么意義?”這個問題,代立晨表示,編程教育從來都應該教思維模式,而不是編碼本身。未來并不是說不需要編程了,而是會不斷發展到更高級的語言。
“如何打造一個真正的戰斗機駕駛艙?”嘉賓們對代立晨先前演講里提到的這個高中生完成的項目都很感興趣。
AI帶來了讓所有同學都能夠去做更復雜的任務的可能性。代立晨介紹了制作的具體過程,包括3D建模、EDA電路板設計和基于arduino對電腦模擬器的通信等。在AI的幫助下,邊學邊做,一步步摸索。“我有同事稱這個過程叫作‘下山式”學習,我覺得很貼切。下山的路或許窄、曲折,但終將會到達,而你也可以隨時選擇折返,欣賞過程中的風景。”
這一點,朱明雄在企業招聘中同樣實踐過。以前可能會問具體的技術問題,現在有時也會給應試者一個超越他現有知識范疇的、很復雜的問題,限時兩天完成,使用任何方法都可以,這樣能更好地篩選出符合企業需求的綜合能力強的人才。并且實際看來,絕大多數應試者都會借助各種AI工具來完成這類任務。
在人才的培訓上,AIGC正起到了越來越重要的作用。朱明雄舉例,比如傳統企業招聘500人,要配備至少15人的人力資源和培訓團隊作支撐。而現在,將企業內部的資料全部數據化、做成一個智能平臺,讓新員工在平臺上通過模擬對話等形式來進行學習,大大減輕了公司的負擔。
關于AIGC和科學教育,他們怎么說?
鄭永和:“將來,我們不會去問“十萬個為什么,更多的是‘十萬個干什么”“怎么干,在特定情景下解決問題的素養變得非常重要。”
朱明雄:“過去幾年在技術領域我們需要的是垂直類的專才,但今天,AIGC時代更需要的是有創造性、分析性思維、技術素養、好奇心和學習能力等綜合技能的人才。”
代立晨:“AI時代一定會產生新的藝術形式、新的工作方式、新的生活樂趣,我們都將會有更加美好的人生。”
記者方玉倩《都市快報》2024年8月26日A15版
用“上帝的手術刀”做檢測
這項研究成果關乎我們的健康也關乎我們的美麗
“哇,這個機器人好酷!”一個小男孩興奮地喊道,他正好奇地盯著一個展示的智能機器人。“快拿手機碰一下,就可以打卡啦!”另一邊,一個年輕人正在跟同伴分享打卡操作。恰逢周末假期,阿里巴巴西溪園區迎來了不少家庭,無論是大人還是孩子,都對未來的生活充滿了無限的好奇。七年來,未來生活節以“科技十人文”雙輪驅動的理念,向公眾直觀地展現著科技對未來生活方式的影響。而在園區的報告廳里,一場關于未來健康的科普發布也拉開了序幕。
今年也是浙江省科協主辦的“科技成果科普發布”的第七個年頭,關于未來的答案正在一場場科普活動當中,變得不再遙不可及。
發布成果:
高靈敏疾病檢測與皮膚健康管
理新技術
發布主題:健康見微知著,煥彩內外兼修
發布嘉賓:
浙江清華長三角研究院分析測試中心主任、多維組學與分子酶學全省重點實驗室副主任李旭輝
用“上帝的手術刀”做檢測
在構想美好未來的藍圖時,健康總是不可或缺的一部分。發布人李旭輝來自浙江清華長三角研究院,他同時也是分析測試中心主任、多維組學與分子酶學全省重點實驗室副主任。多年來,李旭輝致力于生化和酶學領域的應用研究,他的科研成果大多和我們的健康大有關系。
面對疾病,我們都知道應該早發現、早診斷、早治療,而如何更精準、更便捷地進行疾病檢測,一直是科學家們不懈探索的方向之
李旭輝打了個比方,癌癥就像是我們身體里某些細胞發動的一場“叛亂”這些細胞不受控制地生長,還會侵入鄰近組織或擴散到其他器官。
根據中國國家癌癥中心的數據,2022年我國共新發約482.47萬癌癥病例、257.42萬因癌癥死亡的病例,這兩個數字均位居全球首位。更令人擔憂的是,近年來癌癥發病正呈現出年輕化的趨勢一一過去30年全球50歲以下的癌癥新發病例增加了 79% ,相關死亡人數增加了 27.7%
針對這一嚴峻形勢,李旭輝和他的團隊正著力于開發基于DNA甲基化模式的新一代癌癥早期檢測技術。“我們可以把DNA甲基化看作是基因上的‘開關”標記,它決定了哪些基因會被激活或關閉。”李旭輝解釋道,“當這些標記出現異常時,就可能導致包括癌癥在內的多種疾病發生。”通過識別并分析這些特定的生物標志物,研究人員希望能夠比傳統方法更早地識別出潛在風險因素,從而為患者爭取寶貴的治療時間。“目前現有的DNA檢測技術能夠從每毫升樣本中識別出納克(ng)級別的DNA,但對于篩查腫瘤來說,我們需要達到皮克(pg級的靈敏度一一相當于要將現有技術的敏感度提升100倍之多。”這個靈敏度有多高?我們查了一下,1克 =\mathtt{l000} 毫克,1納克 =0.000007 毫克 =\uparrow000 皮克。說到這里,李旭輝又做了一個比喻,“這就像是要在西湖這樣大的水域里準確找到一顆獨一無二的小石子。雖然聽起來非常具有挑戰性,但我們相信,借助先進的科學技術,這個目標是可以實現的。”

經過臨床試驗驗證,李旭輝團隊的新技術在靈敏度、重復性和檢出性等多個方面均達到了國際領先水平。其中宮頸癌檢測試劑盒等已完成臨床試驗,技術指標顯著高于目前已有方法。
稱為“上帝的手術刀”的基因編輯技術,“想象一下,如果我們的身體是一本巨大的書,那么基因就是這本書中的文字。”他解釋道,“而基因編輯技術就像是一個精準的文字編輯器,能夠對書中的特定段落進行修改。”
借助CRISPR-Cas這一新興且先進的基因編輯技術,近年來李旭輝團隊在傳染病診斷領域開發了系列產品。比如實現了快速、高靈敏度、高特異性的核酸分子檢測,并且可用于醫療基礎薄弱的國家和地區。
算機視覺、圖像處理以及深度學習算法,可以精確地評估個人肌膚狀況,并提出個性化的護理建議。
李旭輝告訴大家,在顏值經濟大行其道的今天,生物技術在化妝品原料行業已經得到了廣大消費者,尤其是“乙世代”消費者的認可和青睞。“重組膠原蛋白、活性多肽以及從植物中提取的天然成分已經成為當前最受歡迎的化妝品功效原料。"李旭輝繼續說道,“這些成分不僅能夠有效改善膚質問題,還能滿足大家對于自然、安全護膚品的需求。”
在探討了癌癥早期檢測技術之后,李旭輝又將話題轉向了另一個同樣重要的領域一一傳染病檢測。他強調:“未來的體外診斷產品將朝著更加便攜化、高靈敏度的方向發展。”這意味著即使是在偏遠或醫療資源匱乏的地方,也能快速準確地進行疾病篩查。
為了讓大家更好地理解這一領域的前沿技術,李旭輝介紹了被
AI+檢測將成為時代主流
隨著社會經濟的發展和個人生活水平的提高,人們不僅關注身體健康,也重視起外貌保養。那么,什么樣的美容產品更適合你呢?李旭輝給出的答案是:精準護膚方案。“每個人的皮膚都是獨一無二的,就像指紋一樣。”李旭輝在講座中生動地比喻道,“因此,一刀切的護膚方法往往難以達到最佳效果。”而利用AI皮膚檢測技術,結合計
李旭輝指出,未來皮膚解決方案的發展方向將集中在深入研究皮膚問題的根本機理上,并通過分子信號和關鍵靶點指導理性化分子設計,結合人工智能(AI)和生物技術來發現并生產創新成分。
未來,隨著人工智能、大數據及微流控技術的不斷進步,疾病檢測將變得更加自動化與集成化。這意味著即使在家中,人們也能方便快捷地完成健康檢查。“試想一下,只需一滴血液樣本,便可以通過小型設備快速獲得全面的健康報告。李旭輝描繪了一個充滿希望的場景。此外,遠程醫療服務和移動健康管理平臺將進一步促進資源共享,推動整個醫療衛生體系向更高效便捷的方向發展。無論是身處偏遠山區還是繁華都市,每個人都能享受到高質量的醫療服務。

講座結束后,一位女士興奮地分享了自己的感受:“以前總覺得科學離自己很遙遠,但今天聽了李教授的講解后,才發現原來這些高科技其實就在我們身邊,而且真的能給我們的生活帶來很大的改變!”
問:您認為這些新技術將如何改變未來的醫療保健體系?它們對提高公眾健康水平有何貢獻?
李旭輝:近年來,國家發布了一系列關于醫療改革的重要文件,其中一個重要目標是推動治療關口前移和醫療資源下沉。目前,我們大量的醫療經費都花在了疾病晚期患者的治療上,但這種高成本的治療對患者個人福社的提升非常有限。如果我們能夠通過早期診斷和早期治療來預防疾病的發展,這對患者來說將是巨大的健康提升,同時也能有效優化醫療資源的分配。此外,通過更好的技術和工具,我們可以將高質量的醫療服務延伸到基層醫院和社區醫院,讓更多人受益。
問:從實驗室到市場的轉化過程中,您遇到的最大挑戰是什么?是如何解決這些問題的?
李旭輝:在這方面,我們單位給予了極大的支持,浙江清華長三角研究院一直致力于科學研究與產業發展的結合。科技成果轉化是一個極具挑戰性的過程,成功率通常很低。20年前長三院落地做了這樣一個探索,這個探索非常有價值。
我們會在項目啟動之初,就考慮到最終的應用價值。我們會與醫療機構和金融機構進行深入交流,確保項目的臨床應用價值和商業可行性。這樣,我們的技術研發就有了明確的目標和方向,既具有科研價值,又具備實際應用潛力。對于想要進入科技成果產業化領域的人,我的建議是必須同時考慮技術的先進性、成熟度以及其商業可能性,這些都是成功的關鍵因素。
問:向公眾做這些科普,您覺得會有哪些影響?
李旭輝:科普工作至關重要。許多重要的社會問題,特別是在生物醫學領域,都需要公眾有一定的科學背景知識。例如,轉基因食品的概念,如果大家有所了解,就能更好地接受這類新的科技成果。這方面歐美國家做得確實更好一些,他們從小學到成年都有不同的社會組織開展形式多樣的科普活動。我來到浙江后發現,這里的科普工作也非常出色,既有專業的高端活動,也有面向大眾的普及活動。這些努力有助于提高公眾的科學素養,促進科技成果的廣泛接受和社會進步。
記者翁丹妮《都市快報》2024年10月15日A15版
未來可以把蔬菜種到火星上嗎?植物工廠說,可以!
想象一下,在一片沒有土壤,甚至沒有陽光的地方,植物依然能茁壯成長,這并不是科幻小說里的場景,而是現代科技帶給我們的奇跡一一植物工廠有了植物工廠在無人的沙漠、嚴寒的冰川,甚至在遙遠的火星,植物都可以萌芽、生長、開花、結果·..
2024年11月2日,陽光明媚,浙江省科協的科學咖啡館內座無虛席,氣氛熱烈。湘湖實驗室植物光生物轉化團隊的學科帶頭人、博士生導師、國家杰出青年科學基金獲得者林榮呈教授,為我們帶來了精彩的分享《植物的眼睛:揭秘植物工廠背后的科學》與現場觀眾展開了一場別開生面的科學對話。
活動主題:
植物的眼睛:揭秘植物工廠背
后的科學活動嘉賓:
湘湖實驗室植物光生物轉化團隊的學科帶頭人、博士生導師、國家杰出青年科學基金獲得者林榮呈
植物也有“眼睛”能看見人眼看不見的光
“植物有眼睛嗎?”活動一開始,林榮呈就拋出了這個問題,臺下的孩子們爭先恐后地回答:“有!”
林榮呈微笑著點頭,接著解釋道:“我們人類的眼睛里有一個視網膜,上面分布著大量的特殊細胞,叫光受體細胞。而在植物體內,也有特殊的光受體細胞,這些受體分布在植物全身,不像我們人的光受體主要就在我們的眼睛里面。這就是植物的“眼睛,它可以幫助植物來感知光線,指導它們的生長。”
植物的行為是怎么樣被光控制的?林榮呈分享了一個我們都很熟悉的現象,“大家都知道向日葵總是朝向太陽,這是因為植物的眼睛“向光素”驅動了生長素的作用。”生長素在光照的刺激下,會在莖稈的背光面和向光面之間發生不均勻分布。隨著一天中太陽位置的變化,向日葵莖稈兩側生長素的分布也隨之變化,從而引導花盤轉向太陽的方向。
向日葵的這一特性還啟發了工程師們設計出高效的太陽能發電裝置,這些裝置能夠像向日葵一樣隨太陽移動,確保光線始終垂直于其表面,從而達到高效聚光的目的。
關于植物和光的關系,林榮呈舉例道:“在我女兒上小學三年級的時候,我跟她做了一個小小的實驗,她先在錫箔紙上寫上‘王’字,然后把這個‘王’字進行鏤空,把這個錫箔紙再蓋在這片葉片上面,放到太陽下暴曬一個小時,把這個錫箔紙揭開了之后就出現了這樣一個字,所以這個字是我們讓太陽寫上去的。”

未來的農業生產新方式為植物量身定制“光配方”
達到十幾層,單位面積的產能效率大大提高。”
“那這是為什么呢?因為植物的葉片上面包含著大量的細胞,每個細胞里面又有很多的葉綠體,被錫箔紙蓋住的那部分細胞因為光線是不足的,所以葉綠體就比較均勻地分布在細胞里面,它希望去吸收更充足的陽光。而被陽光直接照射的那部分細胞因為光太強,它這個葉綠體就躲到細胞的兩邊去,所以中間就空出來了,整體就形成了這樣一個淺色的王字。”
“植物的葉綠體根據光線強弱會“跑來跑去,而我們人類的細胞就沒有這樣一種能力,當在太陽光下暴曬的時候,我們的皮膚可就糟糕了。”林榮呈打趣道。
科學家們利用植物的這些特性,發明了“植物工廠”
植物也有工廠很多人可能第一次聽到這個概念。林榮呈告訴大家,“植物工廠是一種全新的農業生產方式,它無需土壤,不占用耕地,也不使用農藥,而是通過精確控制光照、溫度、濕度、二氧化碳和營養液等因素,為植物創造一個理想的生長環境。”
現場林榮呈給大家播放了一個“植物工廠”相關的視頻,畫面中,一排排整齊的植物架層層疊疊,猶如一座座綠色的城堡,令人眼前一亮。“這個植物工廠的架子上面有六層,實際上可以根據高度不一樣,
我們知道,在室外太陽光提供的是一個紅橙黃綠青藍紫全波長的光譜,可是植物的生長并不是所有的光都是等比例需要的,因此在這個封閉的植物工廠里面,怎樣提供給植物最佳的一個生長的光環境,同時又節約能源、節約成本,這就成了一個需要解決的關鍵問題。
林榮呈團隊在前期的研究基礎上,借助快速發展的LED技術,將紅、橙、黃、綠、青、藍、紫光單獨剝離出來,再進行不同的組合,為不同的植物,或者同一個植物不同的生長階段,量身定制最佳的光譜配方。“在植物工廠中,我們可以通過調整光譜配方,為不同的植物提供最適合的生長條件,從而大幅提高作物的產量和質量。”林榮呈特別提到,這種通過改變光譜配方的定向調控技術對藥用植物的生產顯得尤為重要。
把蔬菜種到廚房里現場還有特殊的生菜“茶歇”
為了讓大家親身體驗植物工廠的成果,林榮呈還帶來了湘湖實驗室的“植物工廠”生產的四種生菜給大家現場品嘗。這些生菜色澤鮮亮,葉片飽滿,看起來格外誘人。孩子們興奮地圍了上來,有的迫不及待地拿起一片生菜,輕輕咬了一口,臉上露出了驚喜的表情。“這個菜吃起來有點微甜,水分也比較足!”一個小朋友興奮地分享了自己的感受。
到了互動環節,小朋友們更是對“植物工廠”充滿了好奇,紛紛舉手提問。
火星上的植物工廠生產的蔬菜水果和地球上的會有什么不同?”“我們吃的這個植物工廠生產的蔬菜和大棚種植的有什么不一樣?”“在植物工廠里,那些開花結果需要授粉的植物怎么辦呢?”
林榮呈一一給大家解答,“在植物工廠中種植的蔬菜和水果,沒有農藥污染,沒有病蟲害,更加安全可靠。可以說是源自大自然又高于大自然。”林榮呈總結道,“小朋友們的問題都非常好,我們國家現在關于植物工廠的研究起步晚,還有很多問題在等著我們去探索。”
關于植物工廠的未來發展,林榮呈充滿了期待:“未來,植物工廠將不僅僅局限于城市的大型設施,小型的迷你植物工廠也將進入普通家庭,讓人們可以在廚房里種植新鮮的蔬菜。”
而在空間站、極地考察站、海島以及軍艦和潛艇等特殊環境中,植物工廠更是能為人們提供持續的食物保障。“或許有一天,當我們人類踏足火星時,植物工廠將成為我們生存的重要保障。”
記者翁丹妮《都市快報》2024年11月3日A06版

海底的誕生:透視冰下火山
這項成果可能回答人類未知的根本性科學問題也為保護海洋開拓全新視野
國際權威學術期刊《科學》曾在創刊125周年之際,提出了125個人類未知的根本性科學問題。而其中最重要的幾個問題,就包括“地球內部是如何運行的”。
50多年前,一場地球科學的革命發生了。板塊構造學說更新了關于地球自身的知識,但是關于地球內部構造的問題,仍然是個謎。科學家們已經把地球像雞蛋一樣,分為了地殼、地慢、地核,而關于地球內部運行的機制,下一場地球科學革命何時到來,中國科學家已經有了新的突破。
發布成果:
超慢速擴張加克洋中脊的高變
化巖漿增生
活動嘉賓:自然資源部第二海洋研究所海底實驗室副主任、博士生導師、自然資源部科技領軍人才、國際北極繪圖計劃委員張濤
圓桌嘉賓:
自然資源部第二海洋研究所海底實驗室研究員、海底科學實驗室副主任王葉劍
自然資源部第二海洋研究所副研究員、中國第13、14次北冰洋科學考察大洋隊副隊長、地質地球物理隊隊長沈中延
完成不可能的任務顛覆國際傳統理論
在地球的最北端,有一條神秘的海底山脈一一加克洋中脊。這里的海水終年冰封,是地球上擴張速度最慢的洋中脊,科學家們曾經認為,這里的海底地殼非常薄,幾乎不存在。然而,最近的一項研究徹底顛覆了這一觀點。
半個多世紀以來,國際海洋學術界一直持超慢速擴張洋中脊巖漿供給極度貧瘠的觀點,然而近日在國際頂級期刊《自然》發表的論文“超慢速擴張加克洋中脊的高變化巖漿增生”首次證明了超慢速擴張洋中脊巖漿整體超強變化、局部異常豐富的活動特征,極大豐富和完善了全球洋中脊動力演化理論,在全球板塊構造領域發出了中國
科學家的聲音。
11月16日下午,這篇論文的第一作者張濤作為主發布人,參加了浙江省科協“科技成果科普發布”活動,向公眾解讀了這一重磅成果。
張濤通過生動的比喻,將復雜的科學原理變得淺顯易懂:“想象一下,地球的表面就像一個巨大的高壓鍋,而大洋中脊就像是高壓鍋上的氣閥。在傳統的理論中,地慢物質是被動上涌的,就像有人拿掉了氣閥,使里面的物質被動噴出。然而,我們的研究發現,超慢速擴張洋中脊的情況卻大不相同。在這里,地慢物質不僅被動上涌,還會主動上涌,就像高壓鍋內的氣體壓力達到一定程度,主動把氣閥頂了起來,噴出高壓氣體一樣。”不管是快速、慢速還是超慢速擴張洋中脊,主動和被動上涌雙機制都在共同起作用。

這么重大的研究發現,為什么此前幾十年間無人達成呢?原因就在于,北冰洋的加克洋中脊位于北緯 {\tt85}° 附近,幾乎常年冰封,放置到海底的探測設備無法實現有效回收,所以長久以來,去那里查明地殼深部情況、開展大規模海底主動源探測,一直被認為是不可能完成的任務。
然而,中國科學家們從未放棄。三年前,中國開始第12次北極科學考察,團隊借助自主研發的冰下海底地震儀、海底大地電磁儀、基線定位系統、自治機器人等關鍵技術設備,打破了國際上北極高緯密集冰區無法開展海底地震探測的斷言,最終也帶回了意想不到的研究數據。
張濤自豪地介紹:“我們在冰封海域成功布設了43臺海底地震儀,回收率高達 97.7% ,這是國際上首次在如此惡劣的環境下完成的大規模海底地震探測。通過這些數據,我們發現加克洋中脊的地殼厚度竟然超過了9公里,遠遠超出了傳統理論的預測。”這意味著,即使是擴張速度最慢的洋中脊,也可能存在豐富的巖漿活動。
這項成果不僅改變了我們對海洋地殼的認知,還可能改變對超慢速擴張洋中脊礦產勘探的思路,為人類認識海洋、經略海洋、保護海洋開拓全新視野。
三位科學家亮相圓桌會科學讓遙遠的極地不再“遙遠”
成果發布后是圓桌環節,中國第12次北極科學考察地球物理隊書記王葉劍研究員和中國第13、14次北冰洋科學考察大洋隊副隊長、地質地球物理隊隊長沈中延副研究員也加入了討論,他們和張濤一起向公眾分享了只有親身經歷過極地考察的人才能講述的科學探索經歷和感悟。
極地看似離我們物理距離很遠,但關注度一直非常高。談到極地科考對于全球氣候變化研究以及地球的可持續發展的重要意義時,張濤舉了一個生動的案例:2008年“中國有氣象記載以來最嚴重的一場雪災”就和極地的西伯

利亞寒潮有關。
而人類的行為,也在持續影響著千里之外的兩極。沈中延是研究歷史北極圈冰川的,接下來也要出發去南極科考。在現場,沈老師也和大家聊到了全球變暖、冰川融化等大家非常關注的科學話題。
得臉色青白的科研工作者·.王葉劍回憶道:“在北極的冰天雪地中,我們不僅要面對極端的自然環境,還要克服設備故障和技術難題。每一次成功的數據回收,都是團隊智慧和毅力的結晶。”正是有了這些科學家的凝心聚力,才有這次重磅的成果亮相。
技術獲得的。”
1985年,《紅旗》雜志發表社論《南極精神頌》,首次提出愛國、求實、創新、拼搏的“極地精神”這四個詞語背后是一代代極地科考隊員的前赴后繼和薪火傳承。在談到“極地精神”時,每位老師都有著自己的體會:那些炮聲隆隆的不眠之夜、最長55個小時連續作業不睡覺、駕駛臺步行三萬多步走到腿抽筋、遲遲找不到OBS(海底地震儀)的焦慮,還有在后甲板凍
為了讓觀眾更加直觀地了解極地科考的成果,王葉劍帶來了幾件珍貴的實物展示。“這是中國第一批海底火山熔巖的樣品,黃色的這種是它周圍可能有礦產資源,黑的這種是火山爆發炸出來的”還有一塊來自北冰洋4000米左右水深的加克洋中脊火山口附近的火山熔巖,引起了大家的噴噴稱奇,“這是通過我們的‘電視抓斗”
在現場互動的環節,除了對于成果的好奇,大家的提問也五花八門:“在海底為什么火山還能噴發?”“南北極有植物嗎?”“海底到底有多少火山”…··還有小朋友好奇地發問:“你們是怎么挖黃金的呢?”王葉劍笑著解釋:“深海海底確實蘊藏著豐富的礦產資源,包括黃金。但開采這些資源面臨許多技術和環境上的挑戰。首先,地質學家需要通過各種手段預測礦產的位置;然后,利用先進的深海設備進行開采。這是一個復雜且漫長的過程。”
記者翁丹妮、韓曉娟《都市快報》2024年11月18日A15版
PART 2 科普走進 探索新質

開輛飛行摩托去上班會成為現實嗎?看看以后的出行到底有多酷
很多人知道儒勒·凡爾納,都是從他的《海底兩萬里》開始。
其實他后來還寫過另外一部科幻小說一一《世界主宰者》,那輛帶有翼龍的空中飛車代表著一個世紀前人們對于未來交通出行的烏托邦想象。
假如凡爾納乘著時光機穿越到現在,來到浙大城市學院未來交通科普館,估計會大吃一驚,因為現如今比他當時窮盡的想象更為炫酷。隨著科技的飛速發展,未來交通正逐漸從科幻走向現實,無人機、飛行汽車、人工智能和自動駕駛等前沿技術在重新定義我們的出行方式。未來交通到底有多炫酷呢?
前陣子,浙江公布了首批新質生產力科普體驗館,浙大城市學院未來交通科普館就位列其中。這次我們不僅眼見為實,更通過實地操作與體驗,親身感觸科技進步對于日常生活的深刻影響,讓“未來交通”的夢想照進現實。
從馬車到汽車,可以說交通工具的迭代就是一部人類的生活演化史。來浙大城市學院之前就聽說這兒有一輛會飛的汽車,真的嗎?其實它并非很多人想象中那種能直接原地起飛的普通汽車,有一個更專業的學術名詞一一電動垂直起降飛行器。原理上更接近于直升機,飛行高度在500米以下,一次充電能飛半小時左右。
除了汽車飛機外,這兒還有更炫酷的電動飛行摩托,它是浙大城市學院智慧交通團隊研發的浙江首款飛行汽車原型,去年九月在SAE2023低空飛行器與城市智慧立體交通國際學術會議上首次發布,同時在交通部科學院嘉興南湖路空一體飛行基地試飛成功。這款包含了自動駕駛、氫電混合動力、雷達雷視融合等科技元素在內的電動飛行摩托有不少應用場景,比如短途擺渡、醫療應用、物資投放、城市觀光、短途運輸等。想象一下,上班遇到早晚高峰時,擁有這么一臺通勤神器該有多拉風!
自動駕駛技術正在為汽車產業帶來一場革命。浙大城市學院未來交通科普館里就有一個體驗區,包含了無人交通飛控控制系統、視景顯示系統、人機交互系統、飛行控制系統等,這次“走進”活動的體驗者也在駕駛模擬儀上親身感受了一把無人駕駛。
除了無人駕駛外,無人機也是未來交通的一大趨勢。無人機產業應用會在低空物流、城市治理、農業植保等;無人機(載人)產業應用包括高層消防、應急救援、低空觀光和城市空中交通等。尤其在物流領域,在不久的將來,透過窗戶,我們會看到帶著一杯熱騰騰咖啡或便當的無人機朝著不同的方向飛行,節省人力的同時,速度也更迅捷。
現場還停著一輛方方的小巴,車身上寫著“智駕城院、智慧校園”看著迷你但非常聰明,它是“車路云”一體,作為智能車和智能交通燈相互配合,共同把數據傳上云端,數據共享,實現智能交通。
再往場館內部走有一塊大屏一一空地無人交通仿真系統,它是一個展示無人交通仿真系統,可以實現交通任務下達、場景建設與車輛部署等,比如提前編好程序,區域內的無人微公交、清掃車就會按照指定路線與任務進行工作。某些角度來說,以后連指揮交通可能都是無人化的。
整個浙大城市學院未來交通科普館有1300平方米,其中科普知識展示場所面積有450平方米,分為無人機展示區、飛行汽車展示區、人工智能專業展示區、自動駕駛展示區、大型空地交通展示區、大國重器展示區、飛行駕駛模擬區、未來交通沙盤區、3D打印區等互動體驗區。
以低空經濟、商業航空等新質生產力為主題,依托于智慧交通運輸工程研究中心和人工智能專業教學資源,整合了包括低空感知與控制、低空航路規劃、無人駕駛等關鍵技術領域在內的高端科研設備資源,還有不少高精尖的實驗室,比如物聯網及人工智能創新實驗室、智慧光學傳感實驗室、機甲大師系列賽實驗室、無人交通仿真實驗室等。
可以想見在不久的將來,海陸空三棲出行可不是夢喔。
記者韓曉娟《都市快報》2024年11月22日A10版
新質科學詞典
VTOL (vertical take-off and landing,垂直起降飛行器)
它垂直起降的優勢很明顯,不需要滑跑就能完成垂直起飛和降落動作。目前不少交通和汽車領域的企業已經開始謀劃生產以空中出租車服務為基礎的VTOL飛行器。
eVTOL (electric VerticalTake-off and Landing, 電動垂直起降飛行器)
eVTOL比VTOL多了一個e,這個é改變了一切,改變了經濟性、安全性、噪音、操控性、輕量化、傳動效率。和傳統垂直起降飛行器依賴燃油發動機不同,eVTOL利用的是電動技術,不僅在能源效率上有顯著提升,也更環保,有效減少噪音和尾氣排放。從目前來看,這種新質生產力已經成為更重要的賽道。
科幻電影里的完美材料正在實現開啟未來新“烯”望
電影《阿凡達》向我們描繪了一個虛構的星球一一潘多拉。強大的人類艦隊跨越幾個光年來到這里,不惜破壞這里的生態,為的就是得到這個星球上一種特殊的資源一一Unobtainium元素。
Unobtainium翻譯成中文的意思就是“難得的元素”
Unobtainium 并不是一個瞎編的詞,在航空領域,人們用“難得的元素”形容性能完美的材料,比如,它要輕得像空氣卻堅硬得像鋼鐵。
今天,一種全新的材料,正在接近人類夢想中的“難得的元素”這就是石墨烯。這位來自石墨家族的“超能力者”以其單原子層厚度和蜂窩狀六邊形結構,輕盈地刷新了“自然界最薄材料”的紀錄。還有它顛覆性的力學、電學、熱學性能,甚至能夠承受彎曲和拉伸,可以說是材料界的“六邊形戰士”盡管性能非常優越,但石墨烯其實還很“年輕”從2004年首次被分離出來,到如今剛 20 年。
你可能在網上看到不少關于石墨烯的新聞:“石墨烯羽絨服更保暖?”“石墨烯電池能大大縮短充電時間?”“石墨烯材料能用于手機制造?”諸如此類。關于石墨烯你真正了解多少?石墨烯真有這么神奇嗎?人類是怎樣制造這種材料的?
2024年4月20日上午,浙江省科協2024“走進新質生產力”系列科普活動,第一場就帶著公眾走進國家專精特新“小巨人”企業一一高烯科技,以及杭州國際石墨烯博覽館,揭秘這個“新材料之王”的魅力。
·產業方向:新材料走進杭州國際石墨烯博覽館·活動主題:開啟未來新“烯”望
膠帶撕出來的諾貝爾獎
活動一開始,科普講解員們沿著展廳給孩子們科普了關于石墨烯的“家族”和由來。比如石墨烯的“大哥”富勒烯,作為最早發現的碳納米物質,富勒烯的發現極大地增加了已知的碳同素異形體的數量,以前碳同素異形體僅限于石墨、鉆石和無定形碳,如煙灰和木炭。
石墨烯是怎么被發現的?你可能不會相信它是用膠帶撕出來的!是的,就是那種普通的透明膠帶。
兩位英國物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,在實驗室扔掉的廢棄膠帶上,將石墨的層狀結構分離開來,獲得了人類第一個二維材料:石墨烯。這個發現讓他們獲得了2010年的諾貝爾物理學獎。
講解員告訴大家,石墨烯和我們常見的石墨棒和鉛筆芯一樣,全是由碳原子組成,只不過,它只由一層碳原子在平面上構成,可以說它的特點就是薄,薄到不能再薄了。同時,石墨烯還是傳導熱量的高手,比最能導熱的金屬銀還要強10倍。
打個生動的比喻,石墨烯是目前人類已知力學最強的材料,比鋼鐵足足強了100倍。而這種強度就像是把一張僅有保鮮膜厚度的石墨烯薄膜拉開,一頭大象站在鉛筆上,鉛筆芯的尖角都不能戳破它的程度。
石墨烯有非常豐富的應用場景
如果說石墨是本書,那石墨烯就是其中一頁頁的紙。
講解完石墨烯的基礎知識,小朋友們分成幾組,拿著球棍分子結構模型一起合作拼出石墨烯的結構一一蜂巢六邊形結構。最后再把石墨烯結構拼在一起,完成石墨的結構模型。這樣的動手過程讓孩子們更深刻地理解了石墨烯的結構。
在展廳中,還有不少石墨烯相關的互動小實驗,比如桌上陳列著不同的棉、麻、毛、絲和石墨烯紗線、絮片、羽絨等纖維與面料,小朋友們可以直觀地感受觸摸。還有石墨烯發熱膜和散熱膜的體驗,可以讓孩子們真實地感受這個新材料的神奇之處,將抽象的知識轉化為直觀的體驗。
講解員告訴大家,石墨烯有非 常豐富的應用場景,比如石墨烯氣 凝膠吸附海上原油的能力,石墨烯 基碳纖維、散熱膜可用于航空航天 領域,石墨烯復合纖維可極大優化 人們日常生活…..
“我們用石墨烯電池給手機充滿電,只需要幾秒鐘就可以把電充滿。”孩子們在陣陣驚嘆中,對石墨烯這個新材料和科技革新的前景充滿了好奇和憧憬。
記者翁丹妮《都市快報》2024年4月21日B06版
新質科學詞典
石墨烯:名副其實的“六邊形戰士”
石墨烯(Graphene) 是碳原子以六元環結構周期排列而成的二維納米材料,是目前世界上最薄、強度最高的材料,具有優異的光、電、熱、力學性能,在航空航天、電池電力、纖維紡織、能源轉換、光電器件等領域都具有廣泛的應用前景,是 21世紀重要的戰略前沿材料,被譽為“新材料之王。
石墨烯的強度高達鋼的200倍,甚至超越鉆石10倍。這種驚人的力學性能為航空航天、建筑結構等高強度需求領域提供了全新的解決方案。
超強的導電性、導熱性
石墨烯的電學性能猶如“電流高速公路"導電速度比銅快100倍,意味著電流在其表面幾乎無阻力地流動,這為高速電子器件、高效能源轉換設備如太陽能電池提供了理想的基礎材料。同時,石墨烯的熱導率遠超銀,導熱性能優異,使得其在散熱材料和熱管理系統的應用中大放異彩。
超薄超透
石墨烯非常薄,只有一層碳原子,而且透明度達到 97% 。這使得石墨烯在制造透明材料和電子器件方面有特殊的優勢。
出色的吸附和過濾能力
石墨烯獨特的二維結構賦予其超大的比表面積和高度的孔隙率,能夠有效吸附并過濾污染物,應用于水處理、空氣凈化等領域,有望解決諸多環境問題。
探秘能開火箭、煉鋼還能治病的“氫”世界
·產業方向:新能源、新能源汽車、新型儲能走進浙江清華長三角研究院智慧能源研究中心·活動主題:“氫”潮涌動 “能”創未來
電影《流浪地球》的片頭,幼億元的總產值。年的劉啟詢問即將奔赴領航員空間站的爸爸劉培強:“爸爸,氫是什么?”得到的回答是:“氫是爸爸開大火箭的燃料
4月24日下午,浙江省科協2024“走進新質生產力”系列科普活動就帶著嘉興市文賢學校的孩子們,走進了浙江清華長三角研究院智慧能源研究中心。作為專注氫能源產業共性技術與關鍵材料研發、以開展應用性科技研究為目的的創新型科研機構,長三院智慧能源研究中心可以讓孩子們直觀地感受到氫能的澎湃魅力。
氫(H)在元素周期表中位于第一位,是宇宙中最常見的物質。氫通常的單質形態是氫氣,一種無色無味、極易燃燒的氣體。
“灰氫”“藍氫”“綠氫”都是什么?
作為最輕的氣體,連地球引力也無法完全抓住氫氣,這使得它在空氣里的含量幾乎為零。但氫氣燃燒熱值高,而且燃燒釋放能量后生成水,是一種非常清潔無污染的能源。每千克氫氣燃燒放出的熱量為143兆焦,是石油熱值的3倍多。所以,液氫被用作運載火箭的燃料。
大國,氫氣產能約 3300萬噸。
《流浪地球》的背景設定在2075年,電影里那時氫能已經被廣泛應用于交通、工業、化工以及建筑等諸多領域。
活動一開始,長三院智慧能源研究中心的主任助理、博士后汪宗御就給孩子們科普了關于“氫”的小知識。盡管大氣中的氫氣含量極少,但氫在自然界中分布很廣,它是構成物質世界的基礎之一。其中,我們熟悉的水便是氫的“倉庫”而在泥土里也約有 1.5% 的氫。汪宗御還告訴孩子們,氫能是一種二次能源,它需要通過一定的方法利用其他能源制取,而不像煤、石油、天然氣可以直接開采。
汪宗御向大家解釋道,灰氫是指通過化石燃料轉化產生的氫氣,在生產過程中會有大量二氧化碳排放;藍氫是在灰氫的基礎上,應用碳捕集和封存技術,實現低碳制氫;而綠氫是通過太陽能、風力等可再生能源發電進行電解水制氫,在制氫過程中沒有碳排放,被視為實現碳中和的最佳方式。
而事實上,按照國際氫能委員會預計,到2050年氫能源就將有望貢獻全球整體能源需求的18% ,創造出年均2.5萬億美元總產值。根據中國氫能聯盟預計,到2050年氫能源有望貢獻全國終端能源需求的 10% ,創造超過10萬
而根據制取過程的碳排放強度,氫氣可被分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”。我國是世界第一產氫
目前,我國氫氣制取以煤制氫方式為主,占比約 80% 。未來,隨著可再生能源發電成本持續降低,綠氫占比將逐年上升,預計2050年將達到 {}^{70%}
在講到氫能的應用方面,汪宗御告訴大家,目前我國氫能應用占比最大的領域是工業領域。氫能除了具有能源燃料屬性外,還是重要的工業原料。氫氣可代替焦炭和天然氣作為還原劑,可以消除煉鐵和煉鋼過程中的絕大部分碳排放。
在電力領域,因為可再生能源具有不穩定性,而通過電一氫一電的轉化方式,氫能可以成為一種新型的儲能形式。在用電低谷期,利用富余的可再生能源電力電解水制取氫氣,并以高壓氣態、低溫液態、有機液態或固態材料等形式儲存下來;在用電高峰期,再將儲存的氫氣通過燃料電池或氫氣透平裝置進行發電,并入公共電網。氫儲能的存儲規模更大,可達百萬千瓦級,存儲時間更長,可根據太陽能、風能、水資源等產出差異實現季節性存儲。
“同學們還知道哪些氫能的應用嗎?”孩子們紛紛積極作答,“我看到有公交車寫的是氫能源巴士”“沒錯,我們現在已經有氫燃料大巴在投入使用了。”
在互動環節,孩子們也表達了自己對氫能的好奇,“既然宇宙中的氫氣那么多,是不是可以把它們運輸到地球上供我們使用呢?”“你的想法很好”汪宗御說,“但是要實現這個想法難度很大,目前我們的科技還無法實現,也許未來你們可以成為這方面研究的科學家,找到更好的解決方案。”
感受氫能體驗之旅
聽完關于氫能的科普,孩子們走進了德燃(浙江)動力科技有限公司的車間展廳,德燃動力市場技術總監夏全剛博士給孩子們講解了氫燃料電池動力系統,“燃料電池是一種能量轉化裝置,按照電化學原理,把貯存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能,實際上這是一個氧化還原反應。”夏全剛指著展示的裝置跟孩子們介紹,“燃料電池主要由四部分組成,即陽極、陰極、電解質和外部電路。就好比我們身體中心臟將血液輸送到全身,燃料電池也是給動力系統輸送能量的心臟,讓車輛持續行駛、工作。"
夏全剛告訴大家,截至2022年底,我國新能源汽車保有量近1500萬輛,其中純電動汽車1200萬輛,占新能源汽車總量近 {80%} 隨著發展,鋰電池技術的瓶頸逐漸顯現,而燃料電池汽車將成為未來的突破口和發展趨勢。國際氫能委員會預測:2050年,氫能將承擔全球 18% 的能源終端需求,燃料電池汽車將占據全球車輛的 ^{20%} 25%
聽完講解,孩子們還開啟了他們的氫能應用體驗之旅,坐上了氫能源大巴。大巴緩緩地在園區行駛,車輛行駛平穩無震動,與普通汽車相比,它更加環保、安靜和高效。“平時坐普通的車偶爾會有汽油味,但是坐這個氫能車一點氣味都沒有”一個孩子興奮地說。
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氫能:應用多面手
氫能是公認的清潔能源,逐漸被廣泛應用于生產生活的各個領域之中,帶來諸多助益。
工業
氫是生產合成氨和甲醇等化工品的原料。合成氨含一個氮原子、三個氫原子,是化肥工業(氮肥)和有機化工的主要原料。
交通
氫能源的有效利用既可以減少碳排放,還可以降低對化石能源的依賴。其中氫能源汽車發展前景廣闊,氫燃料電池為核心部件。
儲能
可以同時提高可再生能源的消納以及實現對電網的調峰調頻、平滑電網的輸出。
航天
氫原子量最小、導熱性最好、含量最豐富、燃燒熱值高、燃燒性能好、能量轉化效率高。液氫是火箭的主要燃料之一。
醫學
因為氫具有抗氧化、抗炎癥和抗細胞凋亡的作用,氫氣對人體呼吸系統、消化系統、心腦血管、皮膚、慢性病,甚至癌癥等200余種疾病(模型)都有顯著的治療和修復作用。
農學
氫能源具有調節植物的生長發育、增強植物對逆境的抵抗能力、延長果蔬貨架期和花卉的保鮮期的作用像氫水稻氫火龍果氫草莓、氫中草藥、氫保鮮等多種氫農業實驗,成果頗豐。
記者 翁丹妮《都市快報》2024年4月26日A10版
算天、算地、算人的神奇透明房子里面有一扇未來之門
·產業方向:新一代信息技術走進“烏鎮之光”超算中心·活動主題:算力覺醒逐夢數字新紀元
2014年,首屆世界互聯網大會·烏鎮峰會在江南水鄉桐鄉烏鎮開幕,也是這一年,我國手機上網人群首次超過傳統PC。
十年來,烏鎮的互聯網話題-直沒停過。從5G到大數據、人工智能,再到當下引領風潮的大模型,“枕水烏鎮”已然蛻變成了“云上烏鎮。
2021世界互聯網大會上,這里又解鎖了一枚新的科技密鑰“烏鎮之光”超算中心正式落成。
7月25日,浙江省科協“走進新質生產力”系列科普活動走進了“烏鎮之光”超算中心,桐鄉市科協組織了現代實驗學校的同學,他們帶著好奇心和31.7萬網友一起感受這個浙江省“最強大腦”的科學魅力。
全省唯一的超算中心有什么奧秘?
去年,隨著國家超級計算烏鎮中心順利通過國家科技部的嚴格驗收,并正式納入國家超算中心序列,浙江終于擁有了屬于自己的國家超算中心。
這是全省唯一的、也是全國第14個這樣的超算中心,填補了浙江在這一高科技領域的空白。
當同學們滿懷好奇地走進國家超級計算烏鎮中心展廳時,仿佛踏入了一個科技與未來的交匯之地。
在這里,孩子們深入了解了超算中心是如何以芯片為核心,圍繞“芯一端一云一算”構建起一條完整且自主的產業鏈與工業鏈。從芯片的設計制造到終端產品的開發,再到云端數據處理和服務,每一個環節都凝聚著科研人員的心血與智慧。大家通過直觀的展示,感受到了科技創新的力量,以及它對現代社會所產生的深遠影響。
隨后,大家步入“烏鎮之光”超算中心,這里蘊藏著不可思議的計算力量。它的速度有多快?如果全國14億人共同努力,每人每秒進行1次運算,也要不眠不休連續算上4年,而這些“烏鎮之光”僅需1秒就可以完成。
進入超算中心,機房內是一排排整齊排列的超級計算機。講解老師向大家介紹道,“烏鎮之光”采用了國際領先的沉浸式相變式液冷技術,通過將元器件浸泡在一種特殊的冷卻液體中,確保這些高性能計算機能夠在無間斷的狀態下
穩定運行。
這神奇的“烏鎮之光”超算中心究竟能夠算些什么呢?講解老師告訴大家,簡單地說它可以算天、算地、算人。比如在杭州第19屆亞運會期間,浙江省大氣環境監測預警預報平臺就是借助超算中心強大的算力,實現了預報精度的飛躍一一將預報的最小單位空間從原來的16平方公里精確到了1平方公里,預報時長也從7天延長到了15天。
不僅如此,超算中心的應用范圍還涵蓋了人工智能、智慧城市、生命科學等多個前沿領域,為科學研究和社會發展提供了強有力的支持。
我國的超級計算發展有多快?
參觀完令人震撼的超算中心后,烏鎮超算中心運營經理姜老師給同學們帶來了一堂關于“超級計算”的大師課,為孩子們揭開了超級計算的神秘面紗。
姜老師告訴大家,超級計算機(Supercomputer)顧名思義,就是一種計算力極強的計算機,它能夠執行普通計算機或服務器無法處理的大量資料與任務。而用以衡量超算的關鍵指標,可不單單只有運算速度,數據存儲容量以及系統效率同樣至關重要。
現在全球的超算中心主要分布在科技發達的國家和地區,如美國、中國、歐洲及日本等。這些地區擁有雄厚的科研實力和經濟基礎,能夠支撐超算中心的建設和運營。
根據世界超級計算機500強排名,目前全球排名第一的超級計算機是由美國橡樹嶺國家實驗室與AMD公司合作研發的"Frontier"
21世紀以來,我國的計算領域進入快速發展階段,開始大力投入自主研發,涌現出一批具有自主知識產權的高性能計算技術和產品。
我們為何要如此投入在超級計算領域?超級計算究竟可以給我們的生活帶來怎樣的變化?
超級計算的應用領域十分廣泛,它不僅可以在科學研究和工業生產方面發揮重要作用,而且還能為我們的社會服務帶來巨大的幫助。如今,“烏鎮之光”超算中心已經成了科研領域的堅強后盾,為包括烏鎮實驗室、之江實驗室、南湖實驗室在內的多個重點實驗室提供了強大的算力支持,助力科研人員在材料科學、生物醫學、天體物理等領域取得重要突破。
姜老師還跟大家分享了高性能計算的發展為汽車設計行業帶來的巨大變革。通過高性能計算,汽車設計師和工程師能夠以前所未有的速度和精度模擬和分析汽車的每一個部件和整體性能,從而提高設計效率和質量。
此外,在我們熟悉的影視領域,高性能計算也能發揮巨大的作用。如今許多電影都采用了大量虛擬畫面,給觀眾帶來前所未有的視覺盛宴。而普通計算機因為計算能力有限,難以應對大規模的數據處理和復雜的渲染需求。
比如科幻電影《阿凡達》就通過高性能電腦的強大計算能力,成功塑造了一個充滿奇特植物和生物的潘多拉星球一一星球上的每一片樹葉、每一顆石頭都經過精細的渲染,呈現出令人驚嘆的視覺效果。
記者 翁丹妮《都市快報》2024年7月27日A06版
新質科學詞典
超級計算如何改變我們的生活?
工業生產領域應用社會服務領域應用
氣候模擬與預測:利用高性能計算機進行大規模氣候模擬,提高氣候預測的準確性,為應對全球氣候變化提供科學依據。
汽車設計與仿真:運用高性能計算技術對汽車進行精細化設計和碰撞仿真,提高汽車的安全性能和研發效率。
智慧城市構建:借助高性能計算整合城市運行數據,優化城市管理和服務,提升城市居民的生活質量。
生命演化:通過高性能計算對生物大數據進行深度挖掘,揭示生命現象的奧秘,推動生物醫學研究的發展。
石油勘探與開發:通過高性能計算對地質數據進行處理和分析,輔助石油勘探決策,降低開發成本。
醫療健康大數據分析:通過高性能計算對海量醫療健康數據進行挖掘和分析,為疾病預防、診斷和治療提供有力支持。
天體物理模擬:借助高性能計算模擬宇宙天體的運動和演化過程,深化對宇宙奧秘的認識。
新材料研發:利用高性能計算模擬新材料的結構和性能,加速新材料的研發周期,推動材料科學的進步。
金融風險評估:運用高性能計算技術對金融市場數據進行實時監測和分析,及時發現潛在風險,保障金融市場的穩定運行。
原來AI還能這么用!探索不一樣的人工智能
·產業方向:新一代信息技術走進圖靈小鎮AIGC創新中心
·活動主題:
算力覺醒逐夢數字新紀元超
維時代
知乎有一條熱帖,叫“圖靈有多厲害?艾倫·圖靈是數學、邏輯與密碼學家,同時也是計算機科學領域的重要人物之一,被尊稱為“人工智能之父,他提出的圖靈機和圖靈測試,奠定了計算機科學和AI基礎。
在浙江,有一座和圖靈同名的“圖靈小鎮它坐落于杭州錢江世紀城核心區塊,正如名字一般,這是一個圍繞計算機技術和研究人工智能的產業集聚區。
2017年圖靈小鎮首次亮相,今年年初,圖靈小鎮AICC創新中心的核心基礎設施一一AICC智算中心正式啟用,小鎮擁有了全國頂尖的智能計算能力,為杭州乃至整個浙江的人工智能產業發展注入了強勁動能。
從2022年底ChatGPT橫空出世至今,新一代人工智能浪潮奔涌而至,AIGC正以顛覆性的技術力量,引領著生產力與生產關系的深刻變革。作為浙江乃至全國知名的數字經濟與科技創新高地,正引領著一場關于“新質生產力”的探索與實踐。
AIGC到底是什么?又將會怎樣改變未來?帶著這些問題,7月31日,在蕭山區科協和省數字經濟學會蕭山服務站的支持下,2024浙江省科協“走進新質生產力”系列科普活動來到了新一站一一圖靈小鎮AICC創新中心,這場活動也是“智行未來?探尋科技之光”科普專項行動的重要一站,數百位受邀公眾和網友一起共同探索人工智能的奧秘,深度領略智算中心的神奇魅力,度過了一個創意無窮的科學之夜。
快速創作一首歌和一幅畫體驗AIGC的多維魅力
“快來試試這個!”“你按這個!”“哇塞!“在智算中心的展廳內,充滿好奇心的大小朋友們站在互動屏前,爭先恐后地輸入著AI指令,興奮地等待著AI生成結果,不斷收獲充滿未知卻又驚喜無限的AI“盲盒。在智能化的展廳中,隨處都可聽取“哇”聲一片。通過這場“走進”活動,大家近距離地接觸和了解大模型是如何通過海量數據集進行訓練,親身體驗AICC技術如何重塑生產力與生產關系,催生新業態與新模式。
AI助手、靈犀智畫、AI音樂創作、數字人、AI漢服打卡·個又一個互動板塊不停吸引著大家。在“AI音樂創作”區域,孩子們搶著在屏幕上輸入想要制作的音樂主題詞,現場有人提出想作一曲《走進圖靈小鎮,點亮科技之光》分秒之間,音樂片段即刻呈現:“智慧如花綻放,在孩子們眼中,閃著好奇的光芒”一首旋律輕快的歌即刻生成。“靈犀智畫”也很有意思,大家腦洞大開,一幅幅神奇的畫作瞬間誕生,有個小朋友對AI提了個要求:把安妮?海瑟薇的臉換到英雄聯盟蓋倫的臉上。現場工作人員驚呼:現在孩子的想象力不得了!這一晚,AI后臺也收集到了很多全新的數據。
在“數字人”板塊中,數字人就像是百科全書,上知天文下知地理,無數人類知識匯聚于其“數字大腦”內。不管是實時的天氣信息,還是已有的科研成果,都能在接收指令后立即應答,當真可以實現足不出戶搜尋信息的一體化服務。
經過這幾年的發展,其實AI互動早已不局限于這些內容,放眼生活,不論是各大短視頻平臺的特效拍攝,還是手機中的數字助手等,都有AIGC的身影,人工智能已經深入滲透到日常生活的方方面面。AIGC人工智能系統,它們遠非簡單的代碼堆砌,而是擁有了創造詩歌、繪畫及音樂的能力,展現了科技與人文的完美融合,以科學之“智”讓我們的生活變得更“樂”
從物理世界向數字世界躍遷AI時代充滿著機遇和挑戰
在沉浸式、體驗式感受了AICC的樂趣之后,新華三集團數字中國研究院高級研究員、頂層設計專家、首席方案架構師范新為大家帶來一堂精彩絕倫的科學課

“AI時代的變革與創新”
在千百年的歷史演變過程中,信息傳遞一直是時代演進的重要依靠。從耗時耗力的結繩記事,到“三千里加急”的文書傳遞,再到現在無線連接的信息共享,信息的傳遞在數字時代變得無比迅速,而今天的人工智能也已承載了人類的無數知識并能高效地處理,甚至開始自我創造新知識。
范新為大家講述了人工智能的發展史,現場觀眾聽得目不轉睛。其實人工智能的誕生遠比我們想象中更早一一1956年,包括了諾貝爾獎得主在內的全世界最頂尖的一批人聚在美國達特茅次開了一個會,這些聰明大腦探討了一個問題:怎么用機器來模仿人類學習以及其他方面的智能,首次提出了“人工智能”這一年被稱為人工智能元年;1997年“深藍”計算機戰勝了國際象棋棋王卡斯帕羅夫;2016年人工智能“阿爾法狗”戰勝了圍棋天才李世石,在人類最復雜最燒腦的游戲圍棋上戰勝了人類;2007年人工智能首次擁有了“眼睛”;隨著物聯感知技術的發展,人工智能也和人類一樣擁有了五感;2020年,人工智能在蛋白質結構預測的科研方面超越了人類;2022年,chatCPT的出現震撼了世界。AIGC的潮流如同錢塘江潮一般滾滾而來勢不可擋。
AI的能量遠比我們想象中強大,適用領域也十分廣泛,它可以賦能千行百業一一文化、經濟、政務、執法、軍事、生態·相較于人工,人工智能大大降低了文化工作者的創意成本,提升了創意空間;提高了產品制造效率,加快了產業發展速度;減輕了政務人員文書負擔,提升了人民生活質量。可見,在辦事效率、制造精度創作創意方面,AI確實有非常強勁的競爭力。
在互動環節,很多孩子大膽提出了自己對于人工智能的疑問。人工智能會幫助殘疾人變成健康人
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嗎?當人機真的合二為一的時候,那這個“它”到底是人還是機器?在人工智能飛速發展的現在,有一些工作已經開始被人工智能取代,機遇多多的同時也挑戰橫生,當科技遇上倫理問題,作為人類的我們又該何去何從呢?
范新也給出了自己的智慧解答一一在當下,人工智能是全球科技競爭的制高點,也是大國科技角力的核心,或許“駕馭AI”是人類的出路,“我們不該被AI裹挾,而應將AI為我所用,讓其堅定服務于人類。人作為高級生物的可貴之處在于我們有思維,會思考。思考不能被停止,也不應停止。AI是承載知識的工具,而非知識的主人。”
正是我們無數先賢在歷史長河中的一個個思考的漣漪,才造就了今天的浪潮。有了AIGC的加持,在未來,沒準我們將乘著數字之力在現實與虛擬之間跳躍,在過去與未來之間遷徙,在星際之間穿梭。
此外,在我們熟悉的影視領域,高性能計算也能發揮巨大的作用。如今許多電影都采用了大量虛擬畫面,給觀眾帶來前所未有的視覺盛宴。
而普通計算機因為計算能力有限,難以應對大規模的數據處理和復雜的渲染需求。比如科幻電影《阿凡達》就通過高性能電腦的強大計算能力,成功塑造了一個充滿奇特植物和生物的潘多拉星球一一星球上的每一片樹葉、每一顆石頭都經過精細的渲染,呈現出令人驚嘆的視覺效果。
AIGC
這個名詞是ArtificialIntelligenceGeneratedContent的縮寫,翻譯成中文的意思是:生成式人工智能。基于訓練數據和生成算法模型,它可以自主生成創造新的文本、圖像、音樂、視頻、3D交互內容等各種形式的內容和數據,是人工智能1.0時代進入2.0時代的重要標志。
\mathsf{A l+} 賦能
·文化
從文生文到文生圖,創意無限的同時,也極大降低了文化工作者的創作成本,幫助人們開闊受限的創作源泉。
·經濟
煥發出經濟新活力,比如在蕭山的未來工廠, \mathsf{A l+} 智能制造,52個機械臂在AI的智慧大腦的指揮下共同起舞。還有一秒500張分毫畢現的視覺智能、高速裝配1分鐘32400顆元器件絕無差錯,將人從繁重的體力勞動中解脫了出來。
·應急救援
蜂群無人機和機器狗等各種無人機器設備,讓救援變得更快更安全。
揭秘地球的“活皮膚”提供食物源、助力碳中和土壤都有大作用
·產業方向:綠色環保走進浙江大學杭州國際科創中心的土壤污染控制與修復創新工坊
·活動主題: 探尋“土壤”的秘密
當聽到“土壤”這個詞時,你腦海中浮現的是什么呢?是兒時那滿手黏膩、樂趣無窮的泥巴,還是腳下這片深沉厚重、給予我們生命之源的廣土地?
與修復創新工坊。在這里,“土壤”搖身一變成為主角,與一群充滿好奇心的孩子來了一次親密接觸。
走進實驗室
我們仿佛對土壤十分熟悉,但土壤是如何形成的?它經歷了怎樣的變遷?又將如何影響我們的未來?當我們深入思考這些問題時,似乎又對這片滋養我們的土地感到些許陌生。
看看藏在土壤下的“秘密”
8月1日下午,浙江省科學技術協會主辦的“走進新質生產力”系列科普活動來到了浙江大學杭州國際科創中心的土壤污染控制
活動一開始,孩子們在土壤污染控制與修復創新工坊青年PI曹利鋒的帶領下,井然有序地參觀了土壤污染物模擬與控制實驗室。
這里充滿了科學的氣息,曹利鋒一邊引導著孩子們,一邊耐心地介紹實驗室里的各種設備:“這是用來分離土壤中不同物質的精密儀器,它可以幫助我們了解土壤中的秘密。”他指著另一臺封閉的儀器繼續說道:“這是科學家做有毒物質實驗的裝備,里面是全封閉的,能夠全方位保障科學家的健康。”
隔著透明的玻璃窗,孩子們瞪大了眼睛,好奇的腦袋湊在一起嘰嘰喳喳,“曹老師,這個是做什么的呀?”“曹老師,那這個呢?”盡管他們不一定能完全理解這些高端的實驗設備,但通過這樣直觀的體驗,孩子們心中對“土壤”的好奇正在萌發。
土壤污染控制與修復創新工坊由科創中心與浙江大學環境與資源學院共同建設,主要開展土壤環境與生態修復相關方向的科學研究。創新工坊面向國家土壤污染防治的重大需求,也在積極布局土壤環境的“新質生產力”實現土壤環境檢測器件與多介質過程、土壤環境信息化等領域的科技創新,帶動新一代環境傳感、土修復和大數據等產業的突破變革。
科學家做科普聽聽士壤里的“大學問”
接下來,曹利鋒給孩子和家長們帶來了一場題為《土壤健康與你我他》的科普分享。曹利鋒把土壤比作地球“活的皮膚”“土壤是覆蓋在地球表面的一層疏松物質,它具有一定的肥力,能夠提供植物生長所需要的營養物質?
之前,中國探月工程娥六號任務圓滿成功,實現了世界首次月球背面采樣返回,帶回了珍貴的月背樣品。曹利鋒告訴大家:“月壤跟我們的土壤可是大不相同,那究竟哪里不一樣?他解釋道,我們的土壤里有水分有空氣,還有礦物質和有機質,正是這些才形成了地球“活的皮膚,滋養著大地上的萬物。
在我們印象中,土似乎都是黑色或者棕色的,但其實土壤也是五彩繽紛的。“氧化鐵就是土壤礦物質中的調色高手曹利鋒告訴大家,“當氧化鐵在土壤中的含量高時土色就會發紅,或者呈棕紅色而氧化鐵又是一種善變的物質,在低洼潮濕的環境下,它能轉變為黃色的水合氧化鐵,土壤就會顯黃色。而遇到通風不良,氧氣缺乏時,土壤中的氧化鐵又變成了氧化亞鐵土壤就呈現出灰藍色。”
這些色彩斑斕的土壤不僅為大地披上了絢麗的外衣,更為科學家們提供了寶貴的線索,幫助他們判斷土壤的內在性質及其變化,成為劃分土壤層次、研究土壤特性的關鍵依據。
“小朋友們,你們知道土壤有哪些類型嗎?”曹利鋒繼續提問。“我知道!”前排的一個小男孩自信地舉手,“土壤分為黏土壤土沙質土。在小學四年級的課程中,孩子們已經初步接觸到了土壤的基礎知識。“那么,沙質土、黏質土、壤土分別適合哪些植物生長?”曹利鋒告訴孩子們,我們熟悉的花生,根系較為發達,需要在土壤中迅速生長和吸收養分,因此更適合沙質土壤;而水稻偏愛高溫潮濕,對土壤的保肥和供肥能力要求較高,因此更適合黏質土壤。還有壤土,則因其兼具保水性和透氣性,是比較理想的農業士壤,適合各種植物。
了解了土壤的基本知識,曹利鋒進一步深入講解了土壤健康保護的重要性。“地球的生存取決于土壤和水之間的寶貴聯系,超過95%的食物源自這兩種基本資源。曹利鋒強調,保護土壤其實就是在保護我們自己。
近年來,“雙碳”目標已成為社會熱議的話題,實際上,土壤也對“碳中和”的實現有著重要的意義。“土壤碳匯”就是指土壤從大氣中吸收并儲存二氧化碳的過程、活動和機制。如果土壤管理不當,導致土壤碳匯功能受損,將會嚴重阻礙我們減緩全球變暖的工作。
目前,土壤面臨的最大威脅是侵蝕問題。據統計,每5秒鐘就有一個足球場面積大小的土壤被侵蝕。但是,地球表面形成2-3cm厚的土壤,卻可能需要長達1000年的時間。
動手做實驗感受“土壤”的科學魅力科普課堂結束后,孩子們還在老師的指導下進行了三個土壤相關的科學小實驗。第一個實驗是不同土壤滲水性對比實驗。孩子們小心翼翼地將黏土、壤土、沙質土作為樣本放置在透明容器內,然后緩緩倒入清水。隨著水滴的滴落,他們仔細觀察水在三種土壤中的滲透情況。黏土的密實結構使得水分流動緩慢,而沙質土則迅速吸水,壤士介于兩者之間,呈現出良好的水分保持能力。孩子們興奮地討論著這些現象背后的原因,仿佛一個個小小科學家。
接著是通過活性炭觀察土壤中污染物吸附的實驗。在老師的指導下,孩子們將含有模擬污染物的溶液倒入裝有活性炭的容器中。隨著時間的推移,原本渾濁的溶液逐漸變得清澈,孩子們驚嘆于活性炭的強大吸附能力,明白了它是如何幫助凈化土壤中的污染物。最后,孩子們還進行了土壤電導率及pH值的測定。這些簡單的實驗不僅讓他們學會了如何進行科學測量,更重要的是,激發了他們對士壤科學的興趣。
“這些實驗都是土壤科研中最基礎的部分,曹利鋒解釋說,“通過這樣的實踐活動,孩子們可以更直觀地感受到土壤的科學樂趣,同時也能夠了解到保護土壤的重要性。”
新質科學詞典
什么是“士壤碳匯”?如何提高“土壤碳匯”潛力?
大氣中的二氧化碳以穩定固體的形式被直接或間接儲存到士壤中,包括直接將二氧化碳轉化為土壤無機物,或間接通過植物光合作用將大氣中的二氧化碳轉化為植物能量,并在分解過程中被固定為土有機碳。
優良的農田管理措施可以提升農耕區土壤碳匯能力,主要體現在耕作制度、施肥管理、秸稈還田等方面。
土壤碳匯包括土壤有機碳匯、土壤無機碳匯兩種形式。當前土壤碳匯研究和管理實踐的重點是土壤有機碳匯,原因是無機碳庫更新時間更長,與大氣成分進行活性交換的主要是土壤有機碳。
傳統的翻耕會改善土壤通氣性、增強微生物活動,破壞土壤的團聚體結構,使土壤有機碳失去保護暴露出來。而采取少耕、免耕措施可以取得雙贏效果,既可以降低土壤有機碳的侵蝕,又可以延長土中秸稈等有機質的循環周期,降低農業溫室氣體的排放。此外,秸稈還田是向農田土壤歸還有機碳發揮土壤碳匯效應的一個可行性強、效果顯著的重要措施。
透過機器之“眼我們正在“看見”更大的世界
·產業方向:未來顯示走進中國視谷·先臨三維·活動主題:走進數字達爾文的智能“視”界
視覺,是人類感知世界的一扇窗,我們大約 80% 的知識都來源于此。因為視覺,我們領略到色彩的萬千繽紛;因為視覺,我們觀賞到自然的宏偉壯麗。
但是,人類的視覺常常會受到光線、空間的約束,在面對復雜、高精度的事物時,極易陷入觀察盲區。既然如此,我們是否可以發明一種視覺機器去彌補缺陷、解決困擾呢?
“機器視覺技術”一項讓機器得以看見世界的技術已經悄然崛起。它可通過計算機模擬人的視覺功能,從客觀事物的圖像中提取信息,進行處理并加以理解,最終用于實際檢測、測量和控制。在很大程度上,“機器視覺技術”拓寬了人類視覺感知世界的邊界。坐落于“中國視谷”核心啟動區的“先臨三維”就是這樣一家不斷推進對3D視覺技術創新與探索的企業。
8月14日,在浙江省科協的支持下,2024浙江省科協“走進新質生產力”系列科普活動走進了中國視谷,來到先臨三維,帶領公眾近距離了解高精度3D視覺技術在新質生產力中的核心地位,深入探索它如何賦能汽車工業、能源重工、電子電器、精準醫療等領域的創新與變革。
3D數字化視覺采集系統:文物修復好幫手
前幾年,《我在故宮修文物》這部紀錄片讓我們看到了世界級的中國文物修復技術,流轉千年的文物在專家們手中煥發新生。隨著科技的發展,越來越多的新科技給這個“修舊如舊”的行業帶來了新的生機,比如紀錄片中就提到3D打印技術解決了傳統的脫模劑給文物帶來的影響。
近年來,“虛擬博物館”不斷興起,各大博物館紛紛采用網絡虛擬技術,打破實體博物館的局限性,以滿足公眾多元化的需求。其中文物三維數據的獲取就是“虛擬博物館”建設中至關重要的一環。
事實上,“3D數字化視覺采集系統”無論在文物展出修復,還是數字化存檔環節,都有著強大的作用。在《文博領域三維數字化視覺采集的奧秘》科普課堂中,先臨三維技術工程師洪文靜詳細分析和介紹了該系統的運作和應用。
洪文靜分享的應縣木塔和麥積山石窟掃描案例,讓大家看到了高精度3D掃描技術的魅力所在。
與傳統的手工測量和建模方法相比,這項技術能夠實現無接觸、無損害、全方位且精準高效的文物信息記錄,建立起文物的數字化檔案,從而最大限度地減少了對文物的二次破壞。
不僅如此,利用掃描技術獲取的數字文物數據除了應用于文物修復與保護領域,在文物復制品及衍生品開發中同樣展現出了巨大的潛力。
例如,福建博物館為了讓珍藏在館中的德化白瓷藝術品走出博物館,讓更多人知曉,采用了高精度三維掃描儀進行文物元素采集,并結合現代藝術設計理念,精心打造出一系列富有創意的文具、飾品以及藝術墻等衍生文創產品,以全新的視角展現出德化白瓷的藝術魅力,讓觀眾能夠輕松領略到德化白瓷獨特的藝術美感與深厚的文化底蘊。
3D 數字化視覺采集系統從“三維掃描”到“三維CAD設計與仿真軟件”從“常用數字化制造技術”應用再到“線上平臺展示”整個體系運作完備,有著高效率、高精度、非接觸、易攜帶的特點,因此在許多文物相關工作中都發揮著無可替代的作用一一在“應縣釋迦塔數字化保護項目”中,該系統在不損壞文物的前提下,對木塔內文物實行三維數字化存檔;在
“程氏三宅徽派古建數字化存檔”項目中,該系統根據需求無接觸地記錄文物和古建裝飾的形態特征;在“文物修復:數字化復原宋代透花瓷”項目中,3D 數字化視覺采集系統為 3D 修復打印提供詳細數據支撐,使得文物修復盡可能接近其原貌,還原本真。
掃描口腔掃描汽車掃描人體·解鎖三維“視”界
結束了干貨滿滿的科普課堂后,大家興致勃勃地步入了“先臨齒科”主題展廳,在牙科診所的全真場景中,沉浸式體驗3D掃描在牙齒正畸、修復、種植、美學等診療中的作用。工作人員向大家展示了 3D 口腔掃描設備,并邀請小朋友們親身體驗口腔掃描過程,大家不由被大屏幕上迅速成型的口腔模型吸引。
“請躺下,放輕松。”工作人員將設備放入小朋友的口腔,左掃一下,右探一下,短短一兩分鐘,小朋友的口腔模型就實時在電腦上生成。“哇,看!這是我的牙齒!”小朋友興奮地指著屏幕上的模型說道,她的媽媽也在一旁感嘆:“這比我們在醫院做檢查快了好多!”“而且做的時候我的嘴巴都沒什么感覺。”
小朋友笑著補充道。
隨后,大家來到綜合展廳。只見一位工程師手持一個酷似魔方的不規則多邊體,對著汽車這邊揮一下、那邊舞一下..…..視線一轉,眼前的汽車竟“鉆”進了電子屏幕里一一原來,機器發出的 50 條藍色激光線,正以每秒最高368萬次的速度掃描汽車,約 8 分鐘后,一個完整的車輛數字三維模型便在屏幕上躍然浮現。隨著工程師轉動鼠標滾輪,汽車細節在屏幕上不斷放大,直至輪廓、起伏、弧度全部消失不見,只剩最原始的點、線,以及三角網格。
“這就是高精度工業3D掃描儀,它保留了物體結構、幾何細節、尺寸關系等信息,和現實物體高度一致,可以廣泛運用于工業測量的各個環節。”工作人員向大家介紹道。
隨后,大家跟隨工作人員一起繼續近距離觀看3D掃描的過程。小朋友們個個摩拳擦掌,爭先恐后地上手體驗工程機械零部件的掃描全過程,眼睛里閃爍著好奇與興奮的光芒。其中最吸引I大家的當數“人體掃描”了。被掃描者只需站立不動,目視前方,等待完成360度全方位掃描,頃刻之間就能獲得全真人體3D數字模型。不到3分鐘,一個色彩、表情、形態與真人完全一致的數字人便從無到有,栩栩如生地出現在屏幕中。
在工作人員的指導下,小朋友們親手操作,親眼見證了物質世界向數字世界轉化的奇妙過程。他們不僅聽到了專業解說,更親身感受到了3D掃描技術的魅力所在。通過大屏幕上一個接一個模型的誕生,孩子們逐漸領悟到,透過機器之眼,我們能夠探索一個更加精細和廣闊的世界。
來自育才大城北中學的徐凡恩在參觀完所有展廳后,激動地說道:“3D掃描真的很神奇,好多我根本看不到的東西,它都可以看到,而且很細致。”3D掃描技術,已然成為拓展人類視覺能力的重要工具,在汽車制造、能源開發、電子產業、文化遺產保護、口腔醫學乃至虛擬現實等多個領域綻放著耀眼的光芒。
記者翁丹妮通訊員章熳《都市快報》2024年8月15日B06版
新質科學詞典
空間智能(SpatiaT Intelligence)
目前,“空間智能”已成為人工智能技術發展與應用的新熱點。在人工智能領域,空間智能通常指能夠觀察、理解三維空間,并在三維空間中自主采取行動的智慧能力。
以 OpenAl 公司于 2024 年5 月發布的GPT-40模型為標志,人工智能的發展或將從以探索技術邊界為主的“上半場”快速過渡到以明確應用范圍、構建產品形態為主的“下半場。在這一背景下,作為結合多模態大模型、虛擬現實和先進傳感器技術的綜合性技術,空間智能展現出了更具實踐意義、更易于理解的應用潛力。
除了發電神奇的核能還有N種新質生產力的打開方式
·產業方向:新能源 走進秦山核電
·活動主題:核XIN動力逐浪能源新征程
能源是人類文明的先決條件,更是現代科技力和生產力發展的基本要素。當下正處在能源轉型的關鍵時期,作為一種清潔、高效的能源形式,核能自誕生之初就伴隨著社會的進步而不斷發展,如今也扮演著越來越重要的角色。
先科普一下,什么是核能?核能是指利用原子核內部蘊藏的能量而產生的電能。一顆小小的原子核,直徑只有一根頭發絲的一億分之一,卻蘊藏著驚人的巨大能量一—1千克的鈾235裂變以后產生的能量,大致相當于2700噸標準煤充分燃燒釋放的熱量。
核電有哪些優勢與應用,如何創新推動其成為新質生產力,未來又會對哪幾個行業產生深遠影響?
作為科普中國系列活動之一,9月25日,浙江省科協“走進新質生產力”系列科普活動““核’XIN動力,逐浪能源新征程”(活動由中國核學會、海鹽縣科學技術協會、秦山核電、中核秦山同位素有限公司協辦)走進了中國核電發源地一一杭州灣畔的秦山核電,帶領公眾以沉浸式、體驗式的新方式近距離接觸核能,了解核能的科學原理以及未來應用。
硬“核”擔當走進代表國家名片的秦山核電
第一站先是走進了中國核電科技館。作為國內最大、公眾體驗最豐富的核電類科技館,這里不僅有亞洲最大的室內LED球屏、世界最大的核電壓水堆主線模型,還有核諧家園多媒體沙盤展示、多種寓教于樂的互動體驗類科普設備。來自海鹽縣武原中學教育集團的孩子們跟隨著老師的講解,一步步深入了解秦山核電站的歷史淵源和相關科學知識。

1982年,近萬人的核工業建設大軍從祖國西北、西南等地向秦山集結,我國大陸第一座核電站一一秦山核電一期工程就這樣如火如茶地展開。作為中國第一座自行設計、建造的商用核電站,它不僅見證了中國核能事業從無到有的發展歷程,也成為我國核能技術自主創新的重要標志。
目前,秦山核電共建成9臺機組,總裝機容量為666萬千瓦,年發電量約520億千瓦時,是我國機組數量最多、堆型最豐富的核電基地。
體檢中用到的同位素到底有多神奇發現小核電里的科學大威力
講到秦山核電的新質生產力,除了核電本身之外,這次還走進了一個很神奇的地方。第三站,帶領公眾走進了毗鄰秦山核電二廠的中核秦山同位素生產基地,探索醫用同位素的健康奇跡。
今年4月,全球首批碳-14生產靶件在秦山核電成功出堆,破解了國內碳-14同位素依賴進口的難題,同時也進一步展示了核能技術的廣泛應用前景。
很多人可能還不了解同位素,再來科普一下,質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。聽著有些口復雜,簡單來說,它是關乎人類健康的神秘武器。
多人現在的體檢中都會有專門的一項一—碳-14呼氣試驗,相較于傳統的胃鏡檢查,使用同位素碳-14的檢測更簡單、準確率更高,碳-14標記化合物廣泛應用于化學、生物學、醫學領域中,具有易于追蹤、準確性和靈敏性高等特點。
同位素在醫學領域已經有了廣泛應用,并且成為了人類提高健康水平不可或缺的手段。但是現階段我國自主生產的部分同位素僅能滿足國內少量需求,存在潛在風險。
浙江省在科創發展“十四五”規劃中提出要建設生命科學高地。海鹽是全國核技術應用(同位素)產業發展的先行地之一,正在布局建設同位素生產基地、核技術應用拓展基地、核技術創新中心、核醫療中心“兩基地、兩中心”的全產業鏈體系。
有了基礎知識積累之后,當正式走進第二站秦山核電站的時候,大家會有更深刻與直觀的科學體驗。俯瞰著秦山核電基地一期工程、二期工程、三期工程以及方家山核電工程,所有人心潮澎湃,這30多年來,秦山核電與洶涌澎湃的錢江潮一起,記錄了一代代科技人的自強不息。
自從并網發電30多年來,中國核電經歷了從跟跑到并跑、再到領跑的自主發展歷程,也成功實現從發電到多元化綜合利用的創新升級,包括節能減排措施和智能化運維技術等。秦山核電站在新質生產力背景下也在不斷探索多元化綜合利用項目,比如核能供熱、同位素研發生產等在新時代擦亮“國之光榮”金字招牌。
全球共有100多種放射性同位素應用于醫學領域,其中30余種用于疾病的診斷治療。醫用同位素是核醫學診療的物質基礎,利用醫用同位素對心腦血管、惡性腫瘤、神經退行性等重大疾病進行診斷治療具有不可替代的優勢。
比如應用于甲亢、甲癌治療的碘-131;常用于癌和腫瘤的放射治療的鈷-60(元素鈷的一種放射性同位素)它也廣泛應用在農業上,常用于輻射育種、刺激增產、輻射防治蟲害和食品輻照保藏與保鮮等。
還有一個同位素大家可能更熟悉一一碳-14,它是碳元素的-種具放射性的同位素,通過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生。很
目前,秦山核電已經建成工業和醫用鈷-60的生產能力,同時正在開發其他多種同位素,積極探索新質生產力,建立國內穩定自主的醫用同位素生產供應保障體系。