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做大传感“小装备” 敢啃科研“硬骨头”

来源:爱游戏app官网登录入口    发布时间:2025-01-26 19:06:05 | 阅读::

  中北大学极端环境特种传感与测试创新研究小组成员正在围绕近期发射任务进行产品研制。受访单位供图

  “5、4、3、2、1,点火!”10月30日,随着倒数声落下,神舟十九号载人飞船成功发射。在观看电视直播时,中北大学教授、仪器科学与技术学科团队骨干成员刘文怡激动不已。

  “每一次‘神箭’出征,都有我们团队研制的成果参与任务,这次也不例外。”刘文怡骄傲地说。

  日前,第28届“中国青年五四奖章”评选揭晓,中北大学极端环境特种传感与测试创新研究团队获“中国青年五四奖章集体”荣誉称号。

  我国存储测试技术奠基人、中北大学教授祖静回忆,新中国成立后,我国武器系统的研制受限于传统方法,设计画图、试验样机加工、靶场实射检验设计准确性不高。针对这些瓶颈,20世纪80年代初,祖静提出使用先进的电子技术和微处理机技术,研制微型存储测试装置,并将其直接放置到被测体内或被测环境中。在被测对象运动的过程中,该装置能实时准确测取并存储动态参数。这项技术被定义为“存储测试技术”。

  1980年,祖静主持创立了我国第一个兵器测试技术专业。此后,兵器测试技术方面的科学研究不断深入,学科也开枝散叶。

  我国航天事业持续不断的发展,一些亟须攻克的技术难题也随之出现。在大型仪器设施的测试方面,我国与国际水平存在差距,高性能测试仪器大部分依赖进口,不足以满足航空航天等尖端领域的最新测试需求。因此,新技术攻关迫在眉睫。

  刘文怡介绍,火箭上类型众多的传感器对于保障火箭安全运作至关重要,它们犹如人的眼睛和鼻子,时刻监测各项指标的变化。

  尽管团队积累了大量火炮传感存储测试经验,但刘文怡坦言,火箭的技术难度更大、系统更复杂,对传感器和测试仪器的要求也更高。

  “航天器部件一旦投入到正常的使用中,就没有很好的方法修复,所以要在零缺陷基础上配合火箭系统传输尽可能多的测量数据,为火箭飞行试验节省本金、提高效率。”刘文怡和记者说,针对这样的一个问题,小组成员刻苦钻研10余年,最终研制出数据压缩装置,在国际上首次采用无损压缩技术,极大丰富了有限时间内可传输的测量数据量,将获取的飞行数据从原本的2到3路提高至10余路。

  在研制过程中,小组成员多次遇到数据传输不稳定、数据存在误码和丢失等问题,他们本着归零精神屡败屡战,最终实现了数据压缩装置的稳定工作。该装置近10年数十次圆满完成了飞行任务。

  曾经,传感器是人们日常生活中很难接触到的“高精尖”产品。而如今,可穿戴传感器、烟雾传感器、数字诊疗传感器等的应用,让这种“高精尖”产品飞入寻常百姓家。

  团队骨干成员、中北大学教授张国军介绍,2016年,团队开始尝试将传感器技术应用到生活中,取得了不错成绩。例如,团队研制的MEMS心音心电原位同步无创冠心病检测仪、中医舌面脉问信息采集分析系统、超声CT乳腺癌早期检测仪等,可实现心血管疾病、乳腺疾病的早期筛查,对促进我国数字诊疗设备的加快速度进行发展有重要意义。

  2022年北京冬奥会,中北大学传感器设备的有关技术成果还为运动员备赛训练提供了科技支撑。团队骨干成员、中北大学教授丑修建带领团队多次赴黑龙江八一雪场冬训基地来测试。基地海拔1245米,冬季积雪厚达80厘米,最低温为零下45摄氏度。尽管雪场的极端环境为测试工作带来了不小挑战,但丑修建和小组成员丝毫没有退缩。

  “高山滑雪海拔高、落差大、速度快、动作复杂,教练员无法直观捕捉运动员转弯的技术细节,这给教练员精准辅导增加了难度。”丑修建介绍,为解决这一个问题,科研团队设计了一套传感测试设备。只需让运动员佩戴好可穿戴设备,同步使用多点摄像、无人机跟踪拍摄等技术方法,运动员从静止状态加速到指定速度、调节姿态、入弯等各个动作的数据便一览无余。团队开发的程序运用精准定位算法与轨迹系统,让传感器“说”出“所见所闻”。同时,程序还能整合分析反馈运动员生理参数、运动学数据、视频数据,为教练员指导训练、优化技术提供支撑。

  丑修建说,在竞技体育追求“更快、更高、更强”的过程中,传感器这种科技“小装备”扮演了重要角色。从运动员训练到康复治疗,每个环节不能离开科技支撑。运用新科技助力运动员提升成绩,已成为运动科技赛道的焦点之一。

  随着服务领域继续扩展,中北大学极端环境特种传感与测试创新研究团队持续加大研发力度,在传感测试仪器耐高温度高压力、抗腐蚀等性能提升上狠下功夫。

  团队骨干成员唐军介绍,目前团队已能够测量高达20万个重力加速度的力学量,处于国际领先水平。不仅如此,团队研发的传感器和精密测量仪器能在上千摄氏度的高温环境中正常工作,攻克了“黑障区”动态测试技术“测不了、测不准、活不了”等科学难题。

  “目前团队研制的系列新产品成功应用于航天领域30多个运载工程,有关技术已成为中国飞船逃逸、潜射出水以及高速侵彻等‘黑障区’极端条件下唯一的测试手段。”唐军说。

  尽管取得了诸多成就,但团队并未就此止步。目前,团队开始向量子测试领域进发,利用量子技术等新兴技术,实现在极端环境中对信号的捕捉。

  “量子技术等的引入,将为传感器技术带来革命性突破。”唐军说,具有极高灵敏度和精确度的量子传感器,能够捕捉到传统传感器难以捕捉的微弱信号,为科学研究打开全新视角。这种技术融合与创新,将极大提升我国在高端传感器领域的核心竞争力,满足国家对于高精度、高可靠性传感器的迫切需求。

  “一代人有一代人的使命,一代人有一代人的奋斗,但爱党爱国始终是科学家的灵魂。”在唐军看来,做科研最重要的是能坐得住冷板凳、耐得住寂寞,敢啃“硬骨头”。

  “职业生涯中能做一两件国家用得上的东西,为国家服务,就是做科研的意义所在。”唐军说。(记者 韩 荣 实习生 冯皓钦)

  快过年了,当很多人渐渐放下手头工作时,团队河南安阳育种站负责人阎俊研究员和往常一样出门了,目的地依然是他熟悉的育种田。

  1月25日,国家林草种质资源设施保存库雄安库开工建设,标志着我国林草种质资源设施保存体系基本形成,对于全方面提升我国林草种质资源保护利用水平和林草种业整体水平具有重大意义。

  北京大学物理学院量子材料科学中心王健团队与合作者展开研究,成功制备出铜氧化物高温超导体薄片器件,并在其中观测到零磁场下工作时候的温度可达72开尔文的高温超导二极管效应。

  修复后的影片不仅没有划痕、噪点等老电影身上常见的“毛病”,而且质量比原片高很多,比如没有了威亚,色彩更亮,非常符合如今观众的观看习惯。

  110万吨!这是“中麦578”2024年的订单收购量。要知道,2024年全国小麦总产量是14010万吨,以此对比,“中麦578”的订单量相当于全国小麦产量的1/140。能取得这样的成绩,我特别自豪!

  国家统计局最新多个方面数据显示,2024年,我国全社会研究与试验发展(R&D)经费投入总量超过3.6万亿元,比上年增长8.3%,实现稳定增长,投入总量稳居世界第二位。

  “我们种植的是‘捷麦19’‘沧麦6002’,最高亩产已超过300公斤。”后仙庄村党支部副书记刘玉锁说,“‘春天白茫茫,夏天雨汪汪,十年九不收,糠菜半年粮。’这首民谣道尽了我们过去在盐碱地里种粮的艰难。如今,科技引领让‘盐碱滩’蝶变‘米粮川’。”

  记者从国家统计局获悉:2024年,我国全社会研究与试验发展(R&D)经费投入为36130亿元,同比增长8.3%。我国支持科学技术创新的政策体系逐渐完备,多元化投入格局加快构建,企业科学技术创新主体地位慢慢地加强,为研发经费持续增长提供了有力支撑。

  在禁食或运动期间,免疫细胞(红色)迁移至胰腺并刺激产生胰高血糖素的细胞(橙色)来调节血糖,其中细胞核以蓝色显示。这表明免疫细胞不仅是抵御威胁的“战士”,还能像应急响应人员一样,在必要时介入确保机体的能量供给。

  1月14日,上海豫园灯会蛇年吉祥灯笼成网红文创伴手礼,其可爱的造型吸引众多游客购买。在十二生肖中,很少有谁拥有同蛇一样复杂的象征意味,兼具毁誉参半的双重文化色彩。秦汉以后,我们祖先对蛇的热情也并未减少,但属于蛇的正面形象的意蕴更多地被投射到龙身上。

  冰岛基因解码公司科学家完成了一项重要研究。他们绘制了一份人类基因组完整改组图谱,即详尽的人类DNA在生殖过程中混合方式的地图。

  考古人员在位于湖南省常德市澧县城头山镇的李家岗遗址,发现彭头山文化时期“古稻田”遗迹,这将长江中游早期稻田的出现时间提早到距今8000多年。

  日前国际学术期刊《大气科学进展》上发布2024年全球海温变化研究报告:2024年全球海表平均温度、海洋上层2000米热含量再一次达到了人类有观测记录以来的最高值。

  日前,新疆农业大学科研人员李德强所在的开发团队研发出一种新型可注射水凝胶,并将其用于抗癌药物的负载,可明显降低药物副作用。

  呼吁更多的人转变观念,认识到从“能用”到“多用”再到“好用”的国内装备自主可控,对于面临复杂多变的国际环境意义重大。

  记者21日从中国有色金属工业协会获悉,2024年我国规模以上有色金属企业工业增加值同比增长8.9%,十种有色金属总产量7919万吨,比上年增长4.3%。其中,精炼铜、电解铝产量分别达1364万吨、4400万吨,同比增长4.1%、4.6%。

  《自然·医学》杂志21日发表的一项研究报告称,一种手术植入的脑机接口系统能通过精准侦测和解码瘫痪患者的神经元活动,转为“手指动作”,使其可在电子游戏中自如驾驶虚拟四轴飞行器。

  近日,美国加州大学洛杉矶分校教授李健带领团队开展的一项研究之后发现,工作所承受的压力正在成为许多“打工人”的睡眠质量“隐形杀手”。

  华南理工大学机械与汽车工程学院教授林容周团队与合作者提出了一种新的软电子制造方法——粒子吞噬打印。

  复杂的人体系统内,细胞活动时时刻刻都在进行:运输氧气、吞噬细菌、传递神经信号……要想保证这些细胞各司其职、井然有序,离不开一位特殊的“指挥官”——非编码小RNA(核糖核酸)。

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