2024 New Quality Productive Forces
科普发布新质桥梁
全球首发!这块重2.7克的超薄镜片为啥这么神奇现实不存在了?从语言大模型到文生视频大模型,颠覆性的技术革命正在发生
科普走进新质领航
科幻电影里的完美材料正在实现,开启未来新“烯”望透过机器之“眼”,我们正在“看见”更大的世界
何以是杭州?
新质生产力的浙江解读
今年春节,一场由“杭州六小龙”引发的“何以是杭州”的讨论,悄然走红全球。从西湖的敛滟波光到钱塘江的奔涌浪潮,从干年运河的桨声灯影到未来科技城的数字脉动,人们试图在山水与代码的交织中,寻找这座城市的灵魂。解读可以有很多,但答案似乎只有一个:创新。这是根植在杭州乃至整个浙江土壤里的基因一一这里不仅是诗意栖居的江南,更是一片孕育新质生产力的热土。
创新基因:她从历史深处来
2023年9月,习近平总书记在黑龙江考察期间首次提出“新质生产力”一词并迅速成为热词。在浙江,发展和培育新质生产力所内含的基本基因一—创新,似乎与生俱来:千百年前,浙商“敢为天下先”的精神便已镌刻了创新基因;近代以来,“求真务实、诚信和谐、开放图强”的浙江精神,更让这片土地成为改革创新的试验田。今天,当人工智能、量子计算、生物制造等前沿科技席卷全球,浙江再次以敏锐的洞察力,通过科技成果科普发布,将科技创新的“硬实力”转化为科普惠民的“软叙事”。从《全球首发!这块重2.7克的超薄镜片》到《用“上帝的手术刀”做检测》…·,每一场科技成果科普发布,架起了一座连接科学家与大众、实验室与社会的桥梁。这座桥梁,让科学走出高阁,让创新回归人间。
创新密码:让创新自由呼吸
新质生产力的生长,离不开阳光、雨露与土壤。浙江深此道。我们的科学“走进”系列,不仅让青少年实地感受到创新的力量,更是通过媒体的二次传播,见证让创新自由呼吸的生态:在滨江的“中国芯谷”,半导体产业的幼苗正拔节生长;在西湖大学的实验室里,青年科学家们用“氢”点亮未来的能源图景;在深山的机器人基地,冰冷的机械臂与温润的江南烟雨碰撞出工业美学的火花··政策的风向标始终指向包容与开放一一允许失败、鼓励试错、尊重原创。正如《探秘能开火箭、炼钢还能治病的“氢”世界》所述,这里的技术革命从不局限于单一领域,而是以跨界融合的姿态,重塑产业生态。
创新力量:以青年定义未来
翻开此书,你还会“邂逅”群“新质青年”:曹哲厚用细胞“种”出牛肉,让环保与美食不再对立;刘绍勇为国产大飞机C919铸造“生命之门”,将高端装备的精密之美推向极致;王磊将糖制成衣服,赋予环保以时尚的质感…···他们身上,既有科学家“板凳甘坐十年冷”的执着,也有创业者“破局而立”的胆识。更令人动容的是,杨仁斌用大模型解放家长,曹鹏以脑机接口攻克癫痫难题一一技术不再是冰冷的符号,而是带着温度的人文关怀。这些青年,正在用行动回答“何以是杭州”:因为这里,以青年定义未来。
创新浙江:用科学照亮未来
去年以来,浙江省委省政府提出加快建设创新浙江,因地制宜发展新质生产力。弗朗西斯培根在《论科学的增进》中说过:知识的力量不仅取决于其本身价值的大小,而且取决于它是否被传播及被传播的深度和广度。创新浙江,不仅在于技术的突破,更在于让每个人看见未来。在浙江,“科普”从未停留在知识传递的层面,而是成为一场全民参与的创新实践,以“浙里科普”品牌为引领,从“十万个为什么”走向“十万个干什么”:飞行摩托、透明算力房、火星植物工.这些曾经科幻的场景,正通过科普的镜头变得触手可及;当孩子们在“十万个干什么”中亲手触摸AI,当老人在“跨越数字鸿沟”培训中惊叹世界的另一重维度,科学便不再是遥不可及的星辰,而是照亮日常生活的光。
“何以是杭州”,我们眺望的不仅是浙江的今天,更是科技创新的明天。新质生产力,归根结底是“人”的生产力——是青年科学家眼里的光,是工程师手中的尺,是孩子们与算法对话时的微笑,是每一个普通人被科技赋能的尊严。我们的走读新质生产力,愿成为一扇窗,让更多人被看见,让更多的创新被发现。
来日里,我们再出发!
浙江省科协科普部部长2025年3月
目录 CONTENTS
扉页
01 何以是杭州? 新质生产力的浙江解读
PART1I科普发布新质桥梁
06全球首发!这块重2.7克的超薄镜片为啥这么神奇?
09 现实不存在了?从语言大模型到文生视频大模型,颠覆性的技术革命正在发生
12 从“十万个为什么”到“十万个千什么”人工智能时代,探索和AICC共生的科学教育新模式
15 用“上帝的手术刀”做检测
18 未来可以把蔬菜种到火星上吗?植物工厂说,可以!
21 海底的诞生:透视冰下火山
PART2I科普走进探索新质
26开辆飞行摩托去上班会成为现实吗?看看以后的出行到底有多酷
29 科幻电影里的完美材料正在实现,开启未来新“烯”望
32 探秘能开火箭、炼钢还能治病的“氢”世界
35 算天、算地、算人的神奇透明房子,里面有一扇未来之门
38 原来AI还能这么用!探索不一样的人工智能
41 揭秘地球的“活皮肤”提供食物源、助力碳中和,土壤都有大作用
44 透过机器之“眼”我们正在“看见”更大的世界
47 除了发电,神奇的核能还有N种新质生产力的打开方式
PART3I新质青年创新领航
52 曹哲厚:把细胞变牛肉的环保先锋
55 刘绍勇:打造国产大飞机C919的“生命之门”
58 钱旦:涂层技术的革命性突破
61 王磊:把糖做成衣服,引领环保创新
64 杨仁斌:用大模型解放中小学生家长
67 曹鹏:脑机接口技术攻克癫痫难题
70 苗奘:减少50%的制作环节,助力AI漫画商业化
73 王天:让外骨骼机器人成为新器官
PART4I新质变革科普惠民
78 杭州四小龙:闪耀的“东方神秘力量”
84 藏在“山里”的机器人基地
88 杭州第一缕阳光升起的地方拔地而起一座“中国芯谷”
90 滨江,新质生产力蓬勃生长

PART 1 科普发布 新质桥梁

全球首发!这块重2.7克的超薄镜片为啥这么神奇?
发布成果:
极致轻薄无彩虹纹碳化硅AR
行射光波导发布嘉宾:
西湖大学国强光学工程讲席教授、副校长以及慕德微纳(杭州)科技有限公司首席科学家仇曼
特邀嘉宾:
慕德微纳(杭州)科技有限公
司CEO杜凯凯
第一个吃螃蟹的团队:用碳化硅来做镜片
碳化硅(SiC)其实是一种半导体材料,中国科协科普部发布的2023年度最具影响力“科学100词”里就有它。传统上,它作为工业原料应用于耐火材料、冶金原料等领域。而现在,仇晏教授团队提出用碳化硅来做AR眼镜的镜片,这是一个大胆而全新的想法。
微纳光学,是在微小尺度上对光学现象进行操控的一门新兴学科,它为AR镜片在内的光学器件和技术带来了新的技术方案。仇晏教授团队多年来一直深耕于微纳光学领域,为了满足行业需求并推动科研成果落地,成立了慕德微纳(杭州)科技有限公司,专注于AR衍射光波导、衍射光学元件、超构光学器件等产品的研发。团队实现了国内高端纳米压印模板从零到一的技术突破,填补了国内AR产业链的空白。
这一次,团队打破常规,将微纳光学技术实力与完美的材料性质相结合,打造了这款极致轻薄的碳化硅AR眼镜,并走出实验室,走向公众视野。
碳化硅点亮AR眼镜这副神奇的眼镜将会带你开启无界视界
在科技日新月异的今天,AR技术正逐渐成为改变我们生活方式的新一代生产力工具。AR是AugmentedReality(增强现实)的简称,而AR眼镜就是可以让佩戴者在现实世界的基础上叠加虚拟景象,并通过传感和计算实现虚实融合与互动。
想象一下,有一天你能够像科幻片里的钢铁侠一样,戴上一副轻薄酷帅的眼镜,瞬间就能看到各种相关信息,而视线却丝毫不受阻挡。在西湖大学未来产业中心里,这些想象正在一步步成为现实。
2024年9月24日,在浙江省科协大楼一楼的科学咖啡馆,西湖大学国强光学工程讲席教授、副校长以及慕德微纳(杭州)科技有限公司首席科学家仇,向公众展示了一副“神奇”的AR眼镜。这是这副眼镜的第一次公开亮相,更是“极致轻薄无彩虹纹碳化硅AR衍射光波导”这项科技成果的全球首发。
更轻薄、更清晰这副眼镜让科幻变成现实
仇晏介绍了这项源于西湖大学的最新科研成果,“手机已成为我们与信息世界交互的基本工具,但同时手机又将我们的双手束缚住了。如何来解决这个问题?答案就是能够交互的可穿戴设备。”
仇是描述了一个生动的应用场景,“戴上AR眼镜,别人可能只看到你在坐着,实际上你已经在观看电影了”,“如果加上交互功能,当你看向周围的人时,他们的名字和信息就会出现在他们脑袋附近,让你从此告别脸盲。戴着这副眼镜,你可以认识每一个人,也可以认识每一株花草。”
试想一下,一副双目重量仅5.4克、厚度仅0.55毫米的AR眼镜镜片,它几乎和你平时戴的太阳镜一样轻便。这主要得益于碳化硅材料的超高折射率,不同于传统的多层高折射率玻璃镜片,这项新技术只需单层波导即可完成全彩显示任务,极大地减轻了镜片重量。团队还通过超薄封装工艺进一步压缩了体积,使得佩戴者几乎感受不到它的存在。

戴上这款AR眼镜后,你会发现自己仿佛置身于一个全新的世界,因为它们能够在现实环境的基础上叠加清晰广阔的虚拟画面,就好像从一个小窗户换到了一扇大门前一样。单层碳化硅波导理论上能够支持80度的全彩成像,远超传统高折射率玻璃所能提供的最大全彩色视场角40度。更大的视场角意味着更好的沉浸感和体验,无论是游戏中的奇幻场景还是工作中的数据可视化,都将带来前所未有的视觉盛宴。
此外,针对许多人担忧的彩虹纹现象,仇是也向大家介绍了解决方案。彩虹纹其实是因为环境光穿过波导表面时会产生衍射效应,形成类似彩虹的效果。仇晏团队通过精准设计波导结构,彻底消除了这个问题,呈现给用户的是一个干净清晰的画面。同时,利用碳化硅材料本身良好的热传导性能,这款眼镜创新性地将镜片用于散热,大幅提升了散热效率,使得全彩全画幅显示不再是奢望。
同时,与以往需要多层波导才能达到全彩效果不同,这款碳化硅AR眼镜仅需一片波导就能呈现出丰富多彩的内容,并且创新性地摆脱了对盖板玻璃的需求。这大大简化了生产工艺流程,让更多人能够享受到这项前沿科技带来的便利。
随着越来越多类似的创新解决方案不断涌现,我们可以预见不久的将来,AR技术将真正融入日常生活,开启一个充满无限可能性的新时代。无论是在教育、医疗、娱乐还是工业领域,AR眼镜都将成为连接数字与现实世界的桥梁。

问:这次发布的碳化硅AR眼镜,跟AppleVisionPro有什么区别?
仇昱:VisionPro是混合现实(MR)产品,结合了VR和AR,相对较为厚重。由于其依赖摄像头导入外部影像,可能会导致失真或眩晕。相比之下,AR眼镜基于透明镜片设计,主要展示真实世界,在必要时才添加虚拟元素,减少了眩晕感,并追求更轻盈舒适的佩戴体验。
问:近视的人可以佩戴AR眼镜吗?碳化硅镜片是否能兼容AR功能与近视矫正?
仇晏:可以通过多种方式实现近视矫正,如将镜片与近视镜片贴合,或是采用菲涅尔透镜等新技术。未来我们的最终目标是根据个人需求来定制化解决方案。
问:SiC(碳化硅)材料贵吗?使用这种材料的眼镜大家买得起吗?
杜凯凯:虽然目前碳化硅镜片的价格较高,比如我们做镜片用到的一片四寸片就要一两千块钱,六寸片就要三四千块钱。但随着技术成熟和大规模生产,预期未来它的价格将会显著下降。
仇晏:我举个例子,我们现在常常用LED灯,LED灯泡所使用的衬底是蓝宝石,蓝宝石原来是非常贵的,但是现在的价格也从原来的一片几千元变成了几十元。如果我们的碳化硅AR眼镜能够得到广泛的应用,年产达到几十万片、几百万片,我相信它的价格也会从两三千元减到两三百元,甚至有一天可能会到几十元。
记者翁丹妮《都市快报》2024年9月25日B02版
现实不存在了吗?从语言大模型到文生视频大模型颠覆性的技术革命正在发生
活动主题:
算力未来
走进阿里云,探秘多模态大模
型
活动嘉宾:阿里云智能副总裁、行业解决方案研发部总经理曾震宇
阿里云智能副总裁、政企首席解决方案架构师霍嘉
阿里云智能集团政企事业部生态管理部总经理李力
去年年初,ChatGPT的横空出世,让人工智能再次成为大家热议的话题。不少和ChatGPT“聊过天”的网友纷纷感叹,“只有你想不到,没有ChatGPT办不成的”。上线仅仅两个月,ChatGPT的活跃用户就突破一亿。
很快,国内各大科技巨头也纷纷加入赛道,推出了自己的AI大模型,通义千问、文心一言、讯飞星火……·一时之间,人工智能技术的发展不仅是科技界争相追赶的话题,也成了老百姓茶余饭后的谈资。
与此同时,人们对大模型的好奇也与日俱增。“现实不存在了?这是大家在多模态大模型出现后登上热搜的评论。
现在热议的新质生产力正是以数字化、网络化、智能化新技术为支撑。而多模态大模型无疑也是大家关注的焦点。多模态大模型到底是什么?多模态大模型有着怎样的前世今生,并将带来什么样的产业变革?大模型的背后,算力体系需要如何去构建?未来大模型上下游的产业会有什么样的想象力?
今年年初,开发ChatGPT的人工智能研究实验室OpenAl又推出了人工智能文生视频大模型"Sora”,可以根据用户的文本提示创建最长60秒的视频。越来越多的多模态大模型开始进入我们的视野,这些大模型就像一个个神秘的魔盒,可以一次处理海量信息,让人仿佛置身于一个由数字编织的新世界。
为了回答这些问题,浙江省科协“科技成果科普发布”活动就走进了科技能量满满的阿里云,并邀请到了三位阿里云计算的顶尖专家——阿里云智能副总裁、行业解决方案研发部总经理曾震宇,阿里云智能副总裁、政企首席解决方案架构师霍嘉,阿里云智能集团政企事业部生态管理部总经理李力,跟公众一起探秘多模态大模型,共话算力未来。
让计算成为公共服务
阿里云客户工作部总监金桦带着公众参观了阿里云的展厅,首先映入眼帘的是三句话一—“互联网成为基础设施,数据中心成为一台计算机,计算成为公共服务。”这也是阿里云在创立时提出的三大愿景。
什么是云计算?什么是大数据?15年前,恐怕没几个人能讲清楚。当时阿里云在国内第一个提出要构建“一朵庞大的云计算”,恰逢移动互联网蓬勃兴起,无数互联网原生企业在阿里云上成长起来。
金桦向大家介绍了阿里云自主研发的飞天云计算操作系统,它可以将遍布全球的上百万台服务器连成一台超级计算机。
而随着AI的出现,“计算”就像插上了新的翅膀。打个比方,以CPU为基础的传统计算,需要在工程师预设的算法逻辑下帮助人类工作,更像我们的“小脑”,而以GPU为核心、各类大模型驱动的AI计算,具备理解人类语言和现实世界的智能,更像我们的“大脑”。
金桦告诉大家,阿里云早在10年前就开始关注Al。2014年研发了人工智能平台PAI(Platform For Al),2018 年之后在深度语言模型、自然语言预处理模型等方面开展深入研究,在2022年的AIGC热潮到来之前,阿里云已经在大模型、超大语言及多模态能力等方面取得了诸多技术突破与积累。这为阿里云能够在较短的时间内相继推出通义系列产品奠定了基础。不论是超大规模语言模型“通义干问”,还是绘画模型产品“通义万相”,抑或是其他几款产品,都在不断完善和丰富国产基础大模型的能力,并不断激发AI在各个领域应用的潜力。
同时,阿里云还牵头建设了国内规模最大的AI大模型开源社区"Modelscope(魔搭)”,通过开源更多的AI模型,帮助中小企业和开发者降低模型使用门槛,推动AI普惠,“现在平台上已经有四千多个模型可供下载了”,金桦说。
大模型相当于一个外挂的知识储备人工智能反而会创造出新的岗位
1956年达特茅斯会议,计算机科学家麦卡锡首次提出“人工智能”一词,这被看作是人工智能正式诞生的标志,AI发展也进入了第一次浪潮。1976年,AI发展进入第二次浪潮,当时医疗咨询、生产制造、财务会计、金融等不同领域的专家系统被广泛运用。2006年,Hinton在神经网络的深度学习领域取得突破,人类又一次看到机器赶超人类的希望,AI第三次浪潮正式开始。
阿里云智能副总裁、行业解决方案研发部总经理曾震宇一直冲在数字革命第一线,在他看来,人工智能的第三波浪潮还远未达到顶峰,“现在几乎每隔一段时间就会有新的东西出来。”
曾震宇认为大模型的出现让我们的知识获取和知识生产发生了本质的变化,“现在的人工智能可以直接帮你从书本中提取关键信息,大大节省了获取知识的成本”“人类的脑容量是非常有限的,大模型相当于让你有了一个外挂的知识储备。”“比如我自己现在对搜索引擎的使用习惯已经发生了变化,我现在有问题会先问大模型,然后再通过它提供的链接进入网页查看。”曾震宇说。
阿里云智能副总裁、政企首席解决方案架构师霍嘉也分享了类似的看法,“数字化核心解决的问题是信息平权”,人工智能以其强大的智能和学习能力,彻底打破了过去由少数特权阶层垄断信息获取和传播的格局。
霍嘉向大家介绍了大模型的分类,“我们可以把大模型分为三类来看,第一类是基础模型,也就是通用模型,分为大语言模型、多模态模型等;第二类是垂直模型,就是细分到法律、医疗健康等不同领域的专业模型;第三类是模型应用。”而这些模型背后都离不开算力的支持,所以有人把算力称为未来城市的核心竞争力。
在阿里云智能集团政企事业部生态管理部总经理李力看来,想要打造ChatGPT这样的现象级应用,仅凭一个优秀的大模型并不能解决所有问题。OpenAI是通过数年努力,构建起了一条从上游数据、大模型,到产品、生态的完整产业链条。不论是在国内还是国外,发展大模型都需要对技术、产品和生态的全方位投入。
对于不少人担忧的人工智能是否会替代人的问题,三位专家都表达了乐观的态度。“任何科技的进步刚出来的时候都是洪水猛兽,我们可以让技术先跑一跑”,霍嘉说,“我们可以将智能化视作一个强大的辅助工具,比如大家比较熟悉的智能驾驶,就可以很好地帮助我们的日常生活。”
李力也从另一个角度看待人工智能对我们生活的影响,他指出,随着不同时代的变迁,职业本身也会发生变化。很多人担心人工智能不断发展,传统行业是不是就不存在了,“确实会有一些简单重复的工作会被替换掉,但其实人工智能发展反而会创造出很多新的岗位出来,比如模型训练师、算力调度师,而且对传统行业来说也不是简单的替代关系,而是升级的关系,有了AI的赋能,不少行业都会焕发出全新的生命力。”
而对于人工智能发展产生的伦理问题,李力也表达了积极的看法,“会有伦理问题的产生,恰恰证明了AI技术并非简单的技术,而是一场颠覆性的技术革命。只有发生颠覆性的技术革命时才会产生伦理讨论,说明这是一个颠覆性的改变人类生存方式的哲学问题。”
随着AI技术的不断发展,我们正处于一个充满未知和挑战的时代,“危”与“机”并存,这场科普发布活动也让我们看到了科技未来壮阔蓝图中的一片精彩。
记者翁丹妮《都市快报》2024年5月8日A08版
从“十万个为什么”到“十万个千什么人工智能时代探索和AIGC共生的科学教育新模式
活动主题:
智能未来:AIGC引I领科学教
育新纪元
小学三年级的五位小同学通过AI写了一本名为《情绪宝典》的书;初一的两位同学利用AI做了一个可以分享3D建模作品的网站;高三的三位同学通过AI做了一个可以将三位同学的特征合成到一起的虚假数字人并最终做成视频.··这些都是正在杭州的学校里发生的事。
活动嘉宾:
北京师范大学科学教育研究院院长、教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会主任委员郑永和
在这个科技飞速发展的时代,教育的变革与创新从未如此紧迫。而AIGC(生成式人工智能)技术的崛起,为科学教育带来了前所未有的机遇与挑战。
AIGC究竟可以给我们的教育带来些什么?未来的科学教育将会怎样改变?
杭州国科智飞科技有限公司CEO、国科大杭州高等研究院科创俱乐部主席朱明雄
资深技术专家、原阿里云航空行业技术总监、云谷学校高中工程技术老师代立晨
8月24日下午,第二届科学教育大会“科技成果科普发布”年度特别策划活动在钱塘江畔的杭州国际博览中心举行。三位在科技和教育领域颇具影响力的嘉宾,共同探讨了这个引领时代潮流、充满无限可能的主题一一“智能未来:AIGC引领科学教育新纪元”
高校、中学、企业多重视角看AIGC如何赋能科学教育
的人工智能带有自己的“思维”和教育结合会创造出非常大的可能性,为教育发展带来新机遇。一堂45分钟的课,或许可以先用20分钟让学生和机器进行问答交互,再用剩下的时间让老师和学生进行深度交流。
想象一下,将全国某门课(比如语文)教得最好的20位老师教某一堂课的过程都记录下来,让AI学习,然后生成一个综合性的教学方案再教学生,会是怎样的效果?北京师范大学科学教育研究院院长、教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会主任委员郑永和的这个假设,一下子打开了大家对于AIGC教学应用的想象。
在谈到AIGC赋能科学教育和科技创新人才培养的紧迫性时,郑院长特别谈到了“小模型。近些年,我们可能听多了“大模型”结合具体学科(比如生物、化学等)的小模型对教育的创新发展也具有非常重要的战略意义。
郑院长表示,多媒体、互联网、VR、元宇宙等几轮标志性的技术变革对教育的推进,都是比较“物化”的,工具性特别强,而生成式
同样来自高校,但还有另一重企业家身份的朱明雄为我们带来了从社会人才需求角度的观察与思考。作为杭州国科智飞科技有限公司CEO、国科大杭州高等研究院科创俱乐部主席,朱明雄在科学教育的探索和实践中也有不少经验。

在朱明雄看来,传统的教学形态是“师-生”新时代相对被认可的是“师-生-机”而令部分人担忧的是会演变成“生-机”教学形态。
朱明雄表示,在国科大杭高院今年的期末考试中,有部分学科是开卷的,允许同学上网、使用各种AI工具。如何在这种情况下维持考试的价值和难度?比如24日考试,老师会从23日发表的论文中提取素材,这些最前沿的内容,ChatGPT上是没有的,这时候就很考验学生的分析思维能力了。
最后上场的代立晨,目前是云谷学校的高中工程技术老师,也是资深的技术专家、原阿里云航空行业技术总监。代立晨表示,从科技公司的团队领导者到课堂,看似截然不同,但目标都是在不断变化的世界中培养出合适的人才。
教学目标的变化源自人才需求的变化。现如今,AI正在替代带货主播、配音演员、翻译等越来越多的工作。在代立晨看来,并没有一个叫做“AI使用技巧”的技能,“会使用AI”是要求一个人能够理解场景、与他人共情、识别社会生活中的机会、考虑未来的不同可能性这也是他所在的学校强调的素养。
科学沙龙碰撞思维火花探寻AIGC+教育的多种可能性
在科学沙龙环节,三位嘉宾回答了观众们感兴趣的问题,进行了愉快的交流与讨论。
郑永和院长和代立晨老师都是从科技界转到教育领域的。谈及身份转变的契机和感悟,郑院长表示,随着新一轮科技革命和产业变革的逐步推进,科技创新成为提高综合国力的决定性因素,从教育入手、培养科技创新人才可以从根源上解决科技领域的“卡脖子”问题,因此希望能把自己在科技界的经验带到教育实践中。
AIGC对教育理念、教学目标、学习方式等方面的影响都指向了创新能力的培养,多年的科技行业工作经历也让他更加深刻地体会到这点。因此需要对AIGC赋能教育进行系统性布局,推动教育实践的创新变革,为科技创新人才培养赋能。

未来的科学教师需要具备哪些新的技能和知识?郑永和说,对学生和老师的某些要求是相似的,未来的教师更加需要提高自身的学习能力和创新素养,学会更好地运用AIGC等技术工具。
代立晨则说,在企业里带团队和当老师其实有一定的相似性,都是培养人,更具体地说,是在不断变化的世界中培养出合适的人才。之前在科技公司的一次经历让他印象深刻,客户对于某数据智能平台抛出一个问题,“工具不错,没人会用啊?”这让他意识到,没有好的人才建设,很多技术出来是跟不上的。他希望通过自己的工作经历让工程技术的教学能更贴近企业实际,面向未来。
面对“现在学编程还有什么意义?”这个问题,代立晨表示,编程教育从来都应该教思维模式,而不是编码本身。未来并不是说不需要编程了,而是会不断发展到更高级的语言。
“如何打造一个真正的战斗机驾驶舱?”嘉宾们对代立晨先前演讲里提到的这个高中生完成的项目都很感兴趣。
AI带来了让所有同学都能够去做更复杂的任务的可能性。代立晨介绍了制作的具体过程,包括3D建模、EDA电路板设计和基于arduino对电脑模拟器的通信等。在AI的帮助下,边学边做,一步步摸索。“我有同事称这个过程叫作‘下山式”学习,我觉得很贴切。下山的路或许窄、曲折,但终将会到达,而你也可以随时选择折返,欣赏过程中的风景。”
这一点,朱明雄在企业招聘中同样实践过。以前可能会问具体的技术问题,现在有时也会给应试者一个超越他现有知识范畴的、很复杂的问题,限时两天完成,使用任何方法都可以,这样能更好地筛选出符合企业需求的综合能力强的人才。并且实际看来,绝大多数应试者都会借助各种AI工具来完成这类任务。
在人才的培训上,AIGC正起到了越来越重要的作用。朱明雄举例,比如传统企业招聘500人,要配备至少15人的人力资源和培训团队作支撑。而现在,将企业内部的资料全部数据化、做成一个智能平台,让新员工在平台上通过模拟对话等形式来进行学习,大大减轻了公司的负担。
关于AIGC和科学教育,他们怎么说?
郑永和:“将来,我们不会去问“十万个为什么,更多的是‘十万个干什么”“怎么干,在特定情景下解决问题的素养变得非常重要。”
朱明雄:“过去几年在技术领域我们需要的是垂直类的专才,但今天,AIGC时代更需要的是有创造性、分析性思维、技术素养、好奇心和学习能力等综合技能的人才。”
代立晨:“AI时代一定会产生新的艺术形式、新的工作方式、新的生活乐趣,我们都将会有更加美好的人生。”
记者方玉倩《都市快报》2024年8月26日A15版
用“上帝的手术刀”做检测
这项研究成果关乎我们的健康也关乎我们的美丽
“哇,这个机器人好酷!”一个小男孩兴奋地喊道,他正好奇地盯着一个展示的智能机器人。“快拿手机碰一下,就可以打卡啦!”另一边,一个年轻人正在跟同伴分享打卡操作。恰逢周末假期,阿里巴巴西溪园区迎来了不少家庭,无论是大人还是孩子,都对未来的生活充满了无限的好奇。七年来,未来生活节以“科技十人文”双轮驱动的理念,向公众直观地展现着科技对未来生活方式的影响。而在园区的报告厅里,一场关于未来健康的科普发布也拉开了序幕。
今年也是浙江省科协主办的“科技成果科普发布”的第七个年头,关于未来的答案正在一场场科普活动当中,变得不再遥不可及。
发布成果:
高灵敏疾病检测与皮肤健康管
理新技术
发布主题:健康见微知著,焕彩内外兼修
发布嘉宾:
浙江清华长三角研究院分析测试中心主任、多维组学与分子酶学全省重点实验室副主任李旭辉
用“上帝的手术刀”做检测
在构想美好未来的蓝图时,健康总是不可或缺的一部分。发布人李旭辉来自浙江清华长三角研究院,他同时也是分析测试中心主任、多维组学与分子酶学全省重点实验室副主任。多年来,李旭辉致力于生化和酶学领域的应用研究,他的科研成果大多和我们的健康大有关系。
面对疾病,我们都知道应该早发现、早诊断、早治疗,而如何更精准、更便捷地进行疾病检测,一直是科学家们不懈探索的方向之
李旭辉打了个比方,癌症就像是我们身体里某些细胞发动的一场“叛乱”这些细胞不受控制地生长,还会侵入邻近组织或扩散到其他器官。
根据中国国家癌症中心的数据,2022年我国共新发约482.47万癌症病例、257.42万因癌症死亡的病例,这两个数字均位居全球首位。更令人担忧的是,近年来癌症发病正呈现出年轻化的趋势一一过去30年全球50岁以下的癌症新发病例增加了 79% ,相关死亡人数增加了 27.7%
针对这一严峻形势,李旭辉和他的团队正着力于开发基于DNA甲基化模式的新一代癌症早期检测技术。“我们可以把DNA甲基化看作是基因上的‘开关”标记,它决定了哪些基因会被激活或关闭。”李旭辉解释道,“当这些标记出现异常时,就可能导致包括癌症在内的多种疾病发生。”通过识别并分析这些特定的生物标志物,研究人员希望能够比传统方法更早地识别出潜在风险因素,从而为患者争取宝贵的治疗时间。“目前现有的DNA检测技术能够从每毫升样本中识别出纳克(ng)级别的DNA,但对于筛查肿瘤来说,我们需要达到皮克(pg级的灵敏度一一相当于要将现有技术的敏感度提升100倍之多。”这个灵敏度有多高?我们查了一下,1克 =\mathtt{l000} 毫克,1纳克 =0.000007 毫克 =\uparrow000 皮克。说到这里,李旭辉又做了一个比喻,“这就像是要在西湖这样大的水域里准确找到一颗独一无二的小石子。虽然听起来非常具有挑战性,但我们相信,借助先进的科学技术,这个目标是可以实现的。”

经过临床试验验证,李旭辉团队的新技术在灵敏度、重复性和检出性等多个方面均达到了国际领先水平。其中宫颈癌检测试剂盒等已完成临床试验,技术指标显著高于目前已有方法。
称为“上帝的手术刀”的基因编辑技术,“想象一下,如果我们的身体是一本巨大的书,那么基因就是这本书中的文字。”他解释道,“而基因编辑技术就像是一个精准的文字编辑器,能够对书中的特定段落进行修改。”
借助CRISPR-Cas这一新兴且先进的基因编辑技术,近年来李旭辉团队在传染病诊断领域开发了系列产品。比如实现了快速、高灵敏度、高特异性的核酸分子检测,并且可用于医疗基础薄弱的国家和地区。
算机视觉、图像处理以及深度学习算法,可以精确地评估个人肌肤状况,并提出个性化的护理建议。
李旭辉告诉大家,在颜值经济大行其道的今天,生物技术在化妆品原料行业已经得到了广大消费者,尤其是“乙世代”消费者的认可和青睐。“重组胶原蛋白、活性多肽以及从植物中提取的天然成分已经成为当前最受欢迎的化妆品功效原料。"李旭辉继续说道,“这些成分不仅能够有效改善肤质问题,还能满足大家对于自然、安全护肤品的需求。”
在探讨了癌症早期检测技术之后,李旭辉又将话题转向了另一个同样重要的领域一一传染病检测。他强调:“未来的体外诊断产品将朝着更加便携化、高灵敏度的方向发展。”这意味着即使是在偏远或医疗资源匮乏的地方,也能快速准确地进行疾病筛查。
为了让大家更好地理解这一领域的前沿技术,李旭辉介绍了被
AI+检测将成为时代主流
随着社会经济的发展和个人生活水平的提高,人们不仅关注身体健康,也重视起外貌保养。那么,什么样的美容产品更适合你呢?李旭辉给出的答案是:精准护肤方案。“每个人的皮肤都是独一无二的,就像指纹一样。”李旭辉在讲座中生动地比喻道,“因此,一刀切的护肤方法往往难以达到最佳效果。”而利用AI皮肤检测技术,结合计
李旭辉指出,未来皮肤解决方案的发展方向将集中在深入研究皮肤问题的根本机理上,并通过分子信号和关键靶点指导理性化分子设计,结合人工智能(AI)和生物技术来发现并生产创新成分。
未来,随着人工智能、大数据及微流控技术的不断进步,疾病检测将变得更加自动化与集成化。这意味着即使在家中,人们也能方便快捷地完成健康检查。“试想一下,只需一滴血液样本,便可以通过小型设备快速获得全面的健康报告。李旭辉描绘了一个充满希望的场景。此外,远程医疗服务和移动健康管理平台将进一步促进资源共享,推动整个医疗卫生体系向更高效便捷的方向发展。无论是身处偏远山区还是繁华都市,每个人都能享受到高质量的医疗服务。

讲座结束后,一位女士兴奋地分享了自己的感受:“以前总觉得科学离自己很遥远,但今天听了李教授的讲解后,才发现原来这些高科技其实就在我们身边,而且真的能给我们的生活带来很大的改变!”
问:您认为这些新技术将如何改变未来的医疗保健体系?它们对提高公众健康水平有何贡献?
李旭辉:近年来,国家发布了一系列关于医疗改革的重要文件,其中一个重要目标是推动治疗关口前移和医疗资源下沉。目前,我们大量的医疗经费都花在了疾病晚期患者的治疗上,但这种高成本的治疗对患者个人福社的提升非常有限。如果我们能够通过早期诊断和早期治疗来预防疾病的发展,这对患者来说将是巨大的健康提升,同时也能有效优化医疗资源的分配。此外,通过更好的技术和工具,我们可以将高质量的医疗服务延伸到基层医院和社区医院,让更多人受益。
问:从实验室到市场的转化过程中,您遇到的最大挑战是什么?是如何解决这些问题的?
李旭辉:在这方面,我们单位给予了极大的支持,浙江清华长三角研究院一直致力于科学研究与产业发展的结合。科技成果转化是一个极具挑战性的过程,成功率通常很低。20年前长三院落地做了这样一个探索,这个探索非常有价值。
我们会在项目启动之初,就考虑到最终的应用价值。我们会与医疗机构和金融机构进行深入交流,确保项目的临床应用价值和商业可行性。这样,我们的技术研发就有了明确的目标和方向,既具有科研价值,又具备实际应用潜力。对于想要进入科技成果产业化领域的人,我的建议是必须同时考虑技术的先进性、成熟度以及其商业可能性,这些都是成功的关键因素。
问:向公众做这些科普,您觉得会有哪些影响?
李旭辉:科普工作至关重要。许多重要的社会问题,特别是在生物医学领域,都需要公众有一定的科学背景知识。例如,转基因食品的概念,如果大家有所了解,就能更好地接受这类新的科技成果。这方面欧美国家做得确实更好一些,他们从小学到成年都有不同的社会组织开展形式多样的科普活动。我来到浙江后发现,这里的科普工作也非常出色,既有专业的高端活动,也有面向大众的普及活动。这些努力有助于提高公众的科学素养,促进科技成果的广泛接受和社会进步。
记者翁丹妮《都市快报》2024年10月15日A15版
未来可以把蔬菜种到火星上吗?植物工厂说,可以!
想象一下,在一片没有土壤,甚至没有阳光的地方,植物依然能茁壮成长,这并不是科幻小说里的场景,而是现代科技带给我们的奇迹一一植物工厂有了植物工厂在无人的沙漠、严寒的冰川,甚至在遥远的火星,植物都可以萌芽、生长、开花、结果·..
2024年11月2日,阳光明媚,浙江省科协的科学咖啡馆内座无虚席,气氛热烈。湘湖实验室植物光生物转化团队的学科带头人、博士生导师、国家杰出青年科学基金获得者林荣呈教授,为我们带来了精彩的分享《植物的眼睛:揭秘植物工厂背后的科学》与现场观众展开了一场别开生面的科学对话。
活动主题:
植物的眼睛:揭秘植物工厂背
后的科学活动嘉宾:
湘湖实验室植物光生物转化团队的学科带头人、博士生导师、国家杰出青年科学基金获得者林荣呈
植物也有“眼睛”能看见人眼看不见的光
“植物有眼睛吗?”活动一开始,林荣呈就抛出了这个问题,台下的孩子们争先恐后地回答:“有!”
林荣呈微笑着点头,接着解释道:“我们人类的眼睛里有一个视网膜,上面分布着大量的特殊细胞,叫光受体细胞。而在植物体内,也有特殊的光受体细胞,这些受体分布在植物全身,不像我们人的光受体主要就在我们的眼睛里面。这就是植物的“眼睛,它可以帮助植物来感知光线,指导它们的生长。”
植物的行为是怎么样被光控制的?林荣呈分享了一个我们都很熟悉的现象,“大家都知道向日葵总是朝向太阳,这是因为植物的眼睛“向光素”驱动了生长素的作用。”生长素在光照的刺激下,会在茎秆的背光面和向光面之间发生不均匀分布。随着一天中太阳位置的变化,向日葵茎秆两侧生长素的分布也随之变化,从而引导花盘转向太阳的方向。
向日葵的这一特性还启发了工程师们设计出高效的太阳能发电装置,这些装置能够像向日葵一样随太阳移动,确保光线始终垂直于其表面,从而达到高效聚光的目的。
关于植物和光的关系,林荣呈举例道:“在我女儿上小学三年级的时候,我跟她做了一个小小的实验,她先在锡箔纸上写上‘王’字,然后把这个‘王’字进行镂空,把这个锡箔纸再盖在这片叶片上面,放到太阳下暴晒一个小时,把这个锡箔纸揭开了之后就出现了这样一个字,所以这个字是我们让太阳写上去的。”

未来的农业生产新方式为植物量身定制“光配方”
达到十几层,单位面积的产能效率大大提高。”
“那这是为什么呢?因为植物的叶片上面包含着大量的细胞,每个细胞里面又有很多的叶绿体,被锡箔纸盖住的那部分细胞因为光线是不足的,所以叶绿体就比较均匀地分布在细胞里面,它希望去吸收更充足的阳光。而被阳光直接照射的那部分细胞因为光太强,它这个叶绿体就躲到细胞的两边去,所以中间就空出来了,整体就形成了这样一个浅色的王字。”
“植物的叶绿体根据光线强弱会“跑来跑去,而我们人类的细胞就没有这样一种能力,当在太阳光下暴晒的时候,我们的皮肤可就糟糕了。”林荣呈打趣道。
科学家们利用植物的这些特性,发明了“植物工厂”
植物也有工厂很多人可能第一次听到这个概念。林荣呈告诉大家,“植物工厂是一种全新的农业生产方式,它无需土壤,不占用耕地,也不使用农药,而是通过精确控制光照、温度、湿度、二氧化碳和营养液等因素,为植物创造一个理想的生长环境。”
现场林荣呈给大家播放了一个“植物工厂”相关的视频,画面中,一排排整齐的植物架层层叠叠,犹如一座座绿色的城堡,令人眼前一亮。“这个植物工厂的架子上面有六层,实际上可以根据高度不一样,
我们知道,在室外太阳光提供的是一个红橙黄绿青蓝紫全波长的光谱,可是植物的生长并不是所有的光都是等比例需要的,因此在这个封闭的植物工厂里面,怎样提供给植物最佳的一个生长的光环境,同时又节约能源、节约成本,这就成了一个需要解决的关键问题。
林荣呈团队在前期的研究基础上,借助快速发展的LED技术,将红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光单独剥离出来,再进行不同的组合,为不同的植物,或者同一个植物不同的生长阶段,量身定制最佳的光谱配方。“在植物工厂中,我们可以通过调整光谱配方,为不同的植物提供最适合的生长条件,从而大幅提高作物的产量和质量。”林荣呈特别提到,这种通过改变光谱配方的定向调控技术对药用植物的生产显得尤为重要。
把蔬菜种到厨房里现场还有特殊的生菜“茶歇”
为了让大家亲身体验植物工厂的成果,林荣呈还带来了湘湖实验室的“植物工厂”生产的四种生菜给大家现场品尝。这些生菜色泽鲜亮,叶片饱满,看起来格外诱人。孩子们兴奋地围了上来,有的迫不及待地拿起一片生菜,轻轻咬了一口,脸上露出了惊喜的表情。“这个菜吃起来有点微甜,水分也比较足!”一个小朋友兴奋地分享了自己的感受。
到了互动环节,小朋友们更是对“植物工厂”充满了好奇,纷纷举手提问。
火星上的植物工厂生产的蔬菜水果和地球上的会有什么不同?”“我们吃的这个植物工厂生产的蔬菜和大棚种植的有什么不一样?”“在植物工厂里,那些开花结果需要授粉的植物怎么办呢?”
林荣呈一一给大家解答,“在植物工厂中种植的蔬菜和水果,没有农药污染,没有病虫害,更加安全可靠。可以说是源自大自然又高于大自然。”林荣呈总结道,“小朋友们的问题都非常好,我们国家现在关于植物工厂的研究起步晚,还有很多问题在等着我们去探索。”
关于植物工厂的未来发展,林荣呈充满了期待:“未来,植物工厂将不仅仅局限于城市的大型设施,小型的迷你植物工厂也将进入普通家庭,让人们可以在厨房里种植新鲜的蔬菜。”
而在空间站、极地考察站、海岛以及军舰和潜艇等特殊环境中,植物工厂更是能为人们提供持续的食物保障。“或许有一天,当我们人类踏足火星时,植物工厂将成为我们生存的重要保障。”
记者翁丹妮《都市快报》2024年11月3日A06版

海底的诞生:透视冰下火山
这项成果可能回答人类未知的根本性科学问题也为保护海洋开拓全新视野
国际权威学术期刊《科学》曾在创刊125周年之际,提出了125个人类未知的根本性科学问题。而其中最重要的几个问题,就包括“地球内部是如何运行的”。
50多年前,一场地球科学的革命发生了。板块构造学说更新了关于地球自身的知识,但是关于地球内部构造的问题,仍然是个谜。科学家们已经把地球像鸡蛋一样,分为了地壳、地慢、地核,而关于地球内部运行的机制,下一场地球科学革命何时到来,中国科学家已经有了新的突破。
发布成果:
超慢速扩张加克洋中脊的高变
化岩浆增生
活动嘉宾:自然资源部第二海洋研究所海底实验室副主任、博士生导师、自然资源部科技领军人才、国际北极绘图计划委员张涛
圆桌嘉宾:
自然资源部第二海洋研究所海底实验室研究员、海底科学实验室副主任王叶剑
自然资源部第二海洋研究所副研究员、中国第13、14次北冰洋科学考察大洋队副队长、地质地球物理队队长沈中延
完成不可能的任务颠覆国际传统理论
在地球的最北端,有一条神秘的海底山脉一一加克洋中脊。这里的海水终年冰封,是地球上扩张速度最慢的洋中脊,科学家们曾经认为,这里的海底地壳非常薄,几乎不存在。然而,最近的一项研究彻底颠覆了这一观点。
半个多世纪以来,国际海洋学术界一直持超慢速扩张洋中脊岩浆供给极度贫瘠的观点,然而近日在国际顶级期刊《自然》发表的论文“超慢速扩张加克洋中脊的高变化岩浆增生”首次证明了超慢速扩张洋中脊岩浆整体超强变化、局部异常丰富的活动特征,极大丰富和完善了全球洋中脊动力演化理论,在全球板块构造领域发出了中国
科学家的声音。
11月16日下午,这篇论文的第一作者张涛作为主发布人,参加了浙江省科协“科技成果科普发布”活动,向公众解读了这一重磅成果。
张涛通过生动的比喻,将复杂的科学原理变得浅显易懂:“想象一下,地球的表面就像一个巨大的高压锅,而大洋中脊就像是高压锅上的气阀。在传统的理论中,地慢物质是被动上涌的,就像有人拿掉了气阀,使里面的物质被动喷出。然而,我们的研究发现,超慢速扩张洋中脊的情况却大不相同。在这里,地慢物质不仅被动上涌,还会主动上涌,就像高压锅内的气体压力达到一定程度,主动把气阀顶了起来,喷出高压气体一样。”不管是快速、慢速还是超慢速扩张洋中脊,主动和被动上涌双机制都在共同起作用。

这么重大的研究发现,为什么此前几十年间无人达成呢?原因就在于,北冰洋的加克洋中脊位于北纬 {\tt85}° 附近,几乎常年冰封,放置到海底的探测设备无法实现有效回收,所以长久以来,去那里查明地壳深部情况、开展大规模海底主动源探测,一直被认为是不可能完成的任务。
然而,中国科学家们从未放弃。三年前,中国开始第12次北极科学考察,团队借助自主研发的冰下海底地震仪、海底大地电磁仪、基线定位系统、自治机器人等关键技术设备,打破了国际上北极高纬密集冰区无法开展海底地震探测的断言,最终也带回了意想不到的研究数据。
张涛自豪地介绍:“我们在冰封海域成功布设了43台海底地震仪,回收率高达 97.7% ,这是国际上首次在如此恶劣的环境下完成的大规模海底地震探测。通过这些数据,我们发现加克洋中脊的地壳厚度竟然超过了9公里,远远超出了传统理论的预测。”这意味着,即使是扩张速度最慢的洋中脊,也可能存在丰富的岩浆活动。
这项成果不仅改变了我们对海洋地壳的认知,还可能改变对超慢速扩张洋中脊矿产勘探的思路,为人类认识海洋、经略海洋、保护海洋开拓全新视野。
三位科学家亮相圆桌会科学让遥远的极地不再“遥远”
成果发布后是圆桌环节,中国第12次北极科学考察地球物理队书记王叶剑研究员和中国第13、14次北冰洋科学考察大洋队副队长、地质地球物理队队长沈中延副研究员也加入了讨论,他们和张涛一起向公众分享了只有亲身经历过极地考察的人才能讲述的科学探索经历和感悟。
极地看似离我们物理距离很远,但关注度一直非常高。谈到极地科考对于全球气候变化研究以及地球的可持续发展的重要意义时,张涛举了一个生动的案例:2008年“中国有气象记载以来最严重的一场雪灾”就和极地的西伯

利亚寒潮有关。
而人类的行为,也在持续影响着千里之外的两极。沈中延是研究历史北极圈冰川的,接下来也要出发去南极科考。在现场,沈老师也和大家聊到了全球变暖、冰川融化等大家非常关注的科学话题。
得脸色青白的科研工作者·.王叶剑回忆道:“在北极的冰天雪地中,我们不仅要面对极端的自然环境,还要克服设备故障和技术难题。每一次成功的数据回收,都是团队智慧和毅力的结晶。”正是有了这些科学家的凝心聚力,才有这次重磅的成果亮相。
技术获得的。”
1985年,《红旗》杂志发表社论《南极精神颂》,首次提出爱国、求实、创新、拼搏的“极地精神”这四个词语背后是一代代极地科考队员的前赴后继和薪火传承。在谈到“极地精神”时,每位老师都有着自己的体会:那些炮声隆隆的不眠之夜、最长55个小时连续作业不睡觉、驾驶台步行三万多步走到腿抽筋、迟迟找不到OBS(海底地震仪)的焦虑,还有在后甲板冻
为了让观众更加直观地了解极地科考的成果,王叶剑带来了几件珍贵的实物展示。“这是中国第一批海底火山熔岩的样品,黄色的这种是它周围可能有矿产资源,黑的这种是火山爆发炸出来的”还有一块来自北冰洋4000米左右水深的加克洋中脊火山口附近的火山熔岩,引起了大家的喷喷称奇,“这是通过我们的‘电视抓斗”
在现场互动的环节,除了对于成果的好奇,大家的提问也五花八门:“在海底为什么火山还能喷发?”“南北极有植物吗?”“海底到底有多少火山”…··还有小朋友好奇地发问:“你们是怎么挖黄金的呢?”王叶剑笑着解释:“深海海底确实蕴藏着丰富的矿产资源,包括黄金。但开采这些资源面临许多技术和环境上的挑战。首先,地质学家需要通过各种手段预测矿产的位置;然后,利用先进的深海设备进行开采。这是一个复杂且漫长的过程。”
记者翁丹妮、韩晓娟《都市快报》2024年11月18日A15版
PART 2 科普走进 探索新质

开辆飞行摩托去上班会成为现实吗?看看以后的出行到底有多酷
很多人知道儒勒·凡尔纳,都是从他的《海底两万里》开始。
其实他后来还写过另外一部科幻小说一一《世界主宰者》,那辆带有翼龙的空中飞车代表着一个世纪前人们对于未来交通出行的乌托邦想象。
假如凡尔纳乘着时光机穿越到现在,来到浙大城市学院未来交通科普馆,估计会大吃一惊,因为现如今比他当时穷尽的想象更为炫酷。随着科技的飞速发展,未来交通正逐渐从科幻走向现实,无人机、飞行汽车、人工智能和自动驾驶等前沿技术在重新定义我们的出行方式。未来交通到底有多炫酷呢?
前阵子,浙江公布了首批新质生产力科普体验馆,浙大城市学院未来交通科普馆就位列其中。这次我们不仅眼见为实,更通过实地操作与体验,亲身感触科技进步对于日常生活的深刻影响,让“未来交通”的梦想照进现实。
从马车到汽车,可以说交通工具的迭代就是一部人类的生活演化史。来浙大城市学院之前就听说这儿有一辆会飞的汽车,真的吗?其实它并非很多人想象中那种能直接原地起飞的普通汽车,有一个更专业的学术名词一一电动垂直起降飞行器。原理上更接近于直升机,飞行高度在500米以下,一次充电能飞半小时左右。
除了汽车飞机外,这儿还有更炫酷的电动飞行摩托,它是浙大城市学院智慧交通团队研发的浙江首款飞行汽车原型,去年九月在SAE2023低空飞行器与城市智慧立体交通国际学术会议上首次发布,同时在交通部科学院嘉兴南湖路空一体飞行基地试飞成功。这款包含了自动驾驶、氢电混合动力、雷达雷视融合等科技元素在内的电动飞行摩托有不少应用场景,比如短途摆渡、医疗应用、物资投放、城市观光、短途运输等。想象一下,上班遇到早晚高峰时,拥有这么一台通勤神器该有多拉风!
自动驾驶技术正在为汽车产业带来一场革命。浙大城市学院未来交通科普馆里就有一个体验区,包含了无人交通飞控控制系统、视景显示系统、人机交互系统、飞行控制系统等,这次“走进”活动的体验者也在驾驶模拟仪上亲身感受了一把无人驾驶。
除了无人驾驶外,无人机也是未来交通的一大趋势。无人机产业应用会在低空物流、城市治理、农业植保等;无人机(载人)产业应用包括高层消防、应急救援、低空观光和城市空中交通等。尤其在物流领域,在不久的将来,透过窗户,我们会看到带着一杯热腾腾咖啡或便当的无人机朝着不同的方向飞行,节省人力的同时,速度也更迅捷。
现场还停着一辆方方的小巴,车身上写着“智驾城院、智慧校园”看着迷你但非常聪明,它是“车路云”一体,作为智能车和智能交通灯相互配合,共同把数据传上云端,数据共享,实现智能交通。
再往场馆内部走有一块大屏一一空地无人交通仿真系统,它是一个展示无人交通仿真系统,可以实现交通任务下达、场景建设与车辆部署等,比如提前编好程序,区域内的无人微公交、清扫车就会按照指定路线与任务进行工作。某些角度来说,以后连指挥交通可能都是无人化的。
整个浙大城市学院未来交通科普馆有1300平方米,其中科普知识展示场所面积有450平方米,分为无人机展示区、飞行汽车展示区、人工智能专业展示区、自动驾驶展示区、大型空地交通展示区、大国重器展示区、飞行驾驶模拟区、未来交通沙盘区、3D打印区等互动体验区。
以低空经济、商业航空等新质生产力为主题,依托于智慧交通运输工程研究中心和人工智能专业教学资源,整合了包括低空感知与控制、低空航路规划、无人驾驶等关键技术领域在内的高端科研设备资源,还有不少高精尖的实验室,比如物联网及人工智能创新实验室、智慧光学传感实验室、机甲大师系列赛实验室、无人交通仿真实验室等。
可以想见在不久的将来,海陆空三栖出行可不是梦喔。
记者韩晓娟《都市快报》2024年11月22日A10版
新质科学词典
VTOL (vertical take-off and landing,垂直起降飞行器)
它垂直起降的优势很明显,不需要滑跑就能完成垂直起飞和降落动作。目前不少交通和汽车领域的企业已经开始谋划生产以空中出租车服务为基础的VTOL飞行器。
eVTOL (electric VerticalTake-off and Landing, 电动垂直起降飞行器)
eVTOL比VTOL多了一个e,这个é改变了一切,改变了经济性、安全性、噪音、操控性、轻量化、传动效率。和传统垂直起降飞行器依赖燃油发动机不同,eVTOL利用的是电动技术,不仅在能源效率上有显著提升,也更环保,有效减少噪音和尾气排放。从目前来看,这种新质生产力已经成为更重要的赛道。
科幻电影里的完美材料正在实现开启未来新“烯”望
电影《阿凡达》向我们描绘了一个虚构的星球一一潘多拉。强大的人类舰队跨越几个光年来到这里,不惜破坏这里的生态,为的就是得到这个星球上一种特殊的资源一一Unobtainium元素。
Unobtainium翻译成中文的意思就是“难得的元素”
Unobtainium 并不是一个瞎编的词,在航空领域,人们用“难得的元素”形容性能完美的材料,比如,它要轻得像空气却坚硬得像钢铁。
今天,一种全新的材料,正在接近人类梦想中的“难得的元素”这就是石墨烯。这位来自石墨家族的“超能力者”以其单原子层厚度和蜂窝状六边形结构,轻盈地刷新了“自然界最薄材料”的纪录。还有它颠覆性的力学、电学、热学性能,甚至能够承受弯曲和拉伸,可以说是材料界的“六边形战士”尽管性能非常优越,但石墨烯其实还很“年轻”从2004年首次被分离出来,到如今刚 20 年。
你可能在网上看到不少关于石墨烯的新闻:“石墨烯羽绒服更保暖?”“石墨烯电池能大大缩短充电时间?”“石墨烯材料能用于手机制造?”诸如此类。关于石墨烯你真正了解多少?石墨烯真有这么神奇吗?人类是怎样制造这种材料的?
2024年4月20日上午,浙江省科协2024“走进新质生产力”系列科普活动,第一场就带着公众走进国家专精特新“小巨人”企业一一高烯科技,以及杭州国际石墨烯博览馆,揭秘这个“新材料之王”的魅力。
·产业方向:新材料走进杭州国际石墨烯博览馆·活动主题:开启未来新“烯”望
胶带撕出来的诺贝尔奖
活动一开始,科普讲解员们沿着展厅给孩子们科普了关于石墨烯的“家族”和由来。比如石墨烯的“大哥”富勒烯,作为最早发现的碳纳米物质,富勒烯的发现极大地增加了已知的碳同素异形体的数量,以前碳同素异形体仅限于石墨、钻石和无定形碳,如烟灰和木炭。
石墨烯是怎么被发现的?你可能不会相信它是用胶带撕出来的!是的,就是那种普通的透明胶带。
两位英国物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,在实验室扔掉的废弃胶带上,将石墨的层状结构分离开来,获得了人类第一个二维材料:石墨烯。这个发现让他们获得了2010年的诺贝尔物理学奖。
讲解员告诉大家,石墨烯和我们常见的石墨棒和铅笔芯一样,全是由碳原子组成,只不过,它只由一层碳原子在平面上构成,可以说它的特点就是薄,薄到不能再薄了。同时,石墨烯还是传导热量的高手,比最能导热的金属银还要强10倍。
打个生动的比喻,石墨烯是目前人类已知力学最强的材料,比钢铁足足强了100倍。而这种强度就像是把一张仅有保鲜膜厚度的石墨烯薄膜拉开,一头大象站在铅笔上,铅笔芯的尖角都不能戳破它的程度。
石墨烯有非常丰富的应用场景
如果说石墨是本书,那石墨烯就是其中一页页的纸。
讲解完石墨烯的基础知识,小朋友们分成几组,拿着球棍分子结构模型一起合作拼出石墨烯的结构一一蜂巢六边形结构。最后再把石墨烯结构拼在一起,完成石墨的结构模型。这样的动手过程让孩子们更深刻地理解了石墨烯的结构。
在展厅中,还有不少石墨烯相关的互动小实验,比如桌上陈列着不同的棉、麻、毛、丝和石墨烯纱线、絮片、羽绒等纤维与面料,小朋友们可以直观地感受触摸。还有石墨烯发热膜和散热膜的体验,可以让孩子们真实地感受这个新材料的神奇之处,将抽象的知识转化为直观的体验。
讲解员告诉大家,石墨烯有非 常丰富的应用场景,比如石墨烯气 凝胶吸附海上原油的能力,石墨烯 基碳纤维、散热膜可用于航空航天 领域,石墨烯复合纤维可极大优化 人们日常生活…..
“我们用石墨烯电池给手机充满电,只需要几秒钟就可以把电充满。”孩子们在阵阵惊叹中,对石墨烯这个新材料和科技革新的前景充满了好奇和憧憬。
记者翁丹妮《都市快报》2024年4月21日B06版
新质科学词典
石墨烯:名副其实的“六边形战士”
石墨烯(Graphene) 是碳原子以六元环结构周期排列而成的二维纳米材料,是目前世界上最薄、强度最高的材料,具有优异的光、电、热、力学性能,在航空航天、电池电力、纤维纺织、能源转换、光电器件等领域都具有广泛的应用前景,是 21世纪重要的战略前沿材料,被誉为“新材料之王。
石墨烯的强度高达钢的200倍,甚至超越钻石10倍。这种惊人的力学性能为航空航天、建筑结构等高强度需求领域提供了全新的解决方案。
超强的导电性、导热性
石墨烯的电学性能犹如“电流高速公路"导电速度比铜快100倍,意味着电流在其表面几乎无阻力地流动,这为高速电子器件、高效能源转换设备如太阳能电池提供了理想的基础材料。同时,石墨烯的热导率远超银,导热性能优异,使得其在散热材料和热管理系统的应用中大放异彩。
超薄超透
石墨烯非常薄,只有一层碳原子,而且透明度达到 97% 。这使得石墨烯在制造透明材料和电子器件方面有特殊的优势。
出色的吸附和过滤能力
石墨烯独特的二维结构赋予其超大的比表面积和高度的孔隙率,能够有效吸附并过滤污染物,应用于水处理、空气净化等领域,有望解决诸多环境问题。
探秘能开火箭、炼钢还能治病的“氢”世界
·产业方向:新能源、新能源汽车、新型储能走进浙江清华长三角研究院智慧能源研究中心·活动主题:“氢”潮涌动 “能”创未来
电影《流浪地球》的片头,幼亿元的总产值。年的刘启询问即将奔赴领航员空间站的爸爸刘培强:“爸爸,氢是什么?”得到的回答是:“氢是爸爸开大火箭的燃料
4月24日下午,浙江省科协2024“走进新质生产力”系列科普活动就带着嘉兴市文贤学校的孩子们,走进了浙江清华长三角研究院智慧能源研究中心。作为专注氢能源产业共性技术与关键材料研发、以开展应用性科技研究为目的的创新型科研机构,长三院智慧能源研究中心可以让孩子们直观地感受到氢能的澎湃魅力。
氢(H)在元素周期表中位于第一位,是宇宙中最常见的物质。氢通常的单质形态是氢气,一种无色无味、极易燃烧的气体。
“灰氢”“蓝氢”“绿氢”都是什么?
作为最轻的气体,连地球引力也无法完全抓住氢气,这使得它在空气里的含量几乎为零。但氢气燃烧热值高,而且燃烧释放能量后生成水,是一种非常清洁无污染的能源。每千克氢气燃烧放出的热量为143兆焦,是石油热值的3倍多。所以,液氢被用作运载火箭的燃料。
大国,氢气产能约 3300万吨。
《流浪地球》的背景设定在2075年,电影里那时氢能已经被广泛应用于交通、工业、化工以及建筑等诸多领域。
活动一开始,长三院智慧能源研究中心的主任助理、博士后汪宗御就给孩子们科普了关于“氢”的小知识。尽管大气中的氢气含量极少,但氢在自然界中分布很广,它是构成物质世界的基础之一。其中,我们熟悉的水便是氢的“仓库”而在泥土里也约有 1.5% 的氢。汪宗御还告诉孩子们,氢能是一种二次能源,它需要通过一定的方法利用其他能源制取,而不像煤、石油、天然气可以直接开采。
汪宗御向大家解释道,灰氢是指通过化石燃料转化产生的氢气,在生产过程中会有大量二氧化碳排放;蓝氢是在灰氢的基础上,应用碳捕集和封存技术,实现低碳制氢;而绿氢是通过太阳能、风力等可再生能源发电进行电解水制氢,在制氢过程中没有碳排放,被视为实现碳中和的最佳方式。
而事实上,按照国际氢能委员会预计,到2050年氢能源就将有望贡献全球整体能源需求的18% ,创造出年均2.5万亿美元总产值。根据中国氢能联盟预计,到2050年氢能源有望贡献全国终端能源需求的 10% ,创造超过10万
而根据制取过程的碳排放强度,氢气可被分为“灰氢”“蓝氢”和“绿氢”。我国是世界第一产氢
目前,我国氢气制取以煤制氢方式为主,占比约 80% 。未来,随着可再生能源发电成本持续降低,绿氢占比将逐年上升,预计2050年将达到 {}^{70%}
在讲到氢能的应用方面,汪宗御告诉大家,目前我国氢能应用占比最大的领域是工业领域。氢能除了具有能源燃料属性外,还是重要的工业原料。氢气可代替焦炭和天然气作为还原剂,可以消除炼铁和炼钢过程中的绝大部分碳排放。
在电力领域,因为可再生能源具有不稳定性,而通过电一氢一电的转化方式,氢能可以成为一种新型的储能形式。在用电低谷期,利用富余的可再生能源电力电解水制取氢气,并以高压气态、低温液态、有机液态或固态材料等形式储存下来;在用电高峰期,再将储存的氢气通过燃料电池或氢气透平装置进行发电,并入公共电网。氢储能的存储规模更大,可达百万千瓦级,存储时间更长,可根据太阳能、风能、水资源等产出差异实现季节性存储。
“同学们还知道哪些氢能的应用吗?”孩子们纷纷积极作答,“我看到有公交车写的是氢能源巴士”“没错,我们现在已经有氢燃料大巴在投入使用了。”
在互动环节,孩子们也表达了自己对氢能的好奇,“既然宇宙中的氢气那么多,是不是可以把它们运输到地球上供我们使用呢?”“你的想法很好”汪宗御说,“但是要实现这个想法难度很大,目前我们的科技还无法实现,也许未来你们可以成为这方面研究的科学家,找到更好的解决方案。”
感受氢能体验之旅
听完关于氢能的科普,孩子们走进了德燃(浙江)动力科技有限公司的车间展厅,德燃动力市场技术总监夏全刚博士给孩子们讲解了氢燃料电池动力系统,“燃料电池是一种能量转化装置,按照电化学原理,把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能,实际上这是一个氧化还原反应。”夏全刚指着展示的装置跟孩子们介绍,“燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。就好比我们身体中心脏将血液输送到全身,燃料电池也是给动力系统输送能量的心脏,让车辆持续行驶、工作。"
夏全刚告诉大家,截至2022年底,我国新能源汽车保有量近1500万辆,其中纯电动汽车1200万辆,占新能源汽车总量近 {80%} 随着发展,锂电池技术的瓶颈逐渐显现,而燃料电池汽车将成为未来的突破口和发展趋势。国际氢能委员会预测:2050年,氢能将承担全球 18% 的能源终端需求,燃料电池汽车将占据全球车辆的 ^{20%} 25%
听完讲解,孩子们还开启了他们的氢能应用体验之旅,坐上了氢能源大巴。大巴缓缓地在园区行驶,车辆行驶平稳无震动,与普通汽车相比,它更加环保、安静和高效。“平时坐普通的车偶尔会有汽油味,但是坐这个氢能车一点气味都没有”一个孩子兴奋地说。
新质科学词典
氢能:应用多面手
氢能是公认的清洁能源,逐渐被广泛应用于生产生活的各个领域之中,带来诸多助益。
工业
氢是生产合成氨和甲醇等化工品的原料。合成氨含一个氮原子、三个氢原子,是化肥工业(氮肥)和有机化工的主要原料。
交通
氢能源的有效利用既可以减少碳排放,还可以降低对化石能源的依赖。其中氢能源汽车发展前景广阔,氢燃料电池为核心部件。
储能
可以同时提高可再生能源的消纳以及实现对电网的调峰调频、平滑电网的输出。
航天
氢原子量最小、导热性最好、含量最丰富、燃烧热值高、燃烧性能好、能量转化效率高。液氢是火箭的主要燃料之一。
医学
因为氢具有抗氧化、抗炎症和抗细胞凋亡的作用,氢气对人体呼吸系统、消化系统、心脑血管、皮肤、慢性病,甚至癌症等200余种疾病(模型)都有显著的治疗和修复作用。
农学
氢能源具有调节植物的生长发育、增强植物对逆境的抵抗能力、延长果蔬货架期和花卉的保鲜期的作用像氢水稻氢火龙果氢草莓、氢中草药、氢保鲜等多种氢农业实验,成果颇丰。
记者 翁丹妮《都市快报》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来之门
·产业方向:新一代信息技术走进“乌镇之光”超算中心·活动主题:算力觉醒逐梦数字新纪元
2014年,首届世界互联网大会·乌镇峰会在江南水乡桐乡乌镇开幕,也是这一年,我国手机上网人群首次超过传统PC。
十年来,乌镇的互联网话题-直没停过。从5G到大数据、人工智能,再到当下引领风潮的大模型,“枕水乌镇”已然蜕变成了“云上乌镇。
2021世界互联网大会上,这里又解锁了一枚新的科技密钥“乌镇之光”超算中心正式落成。
7月25日,浙江省科协“走进新质生产力”系列科普活动走进了“乌镇之光”超算中心,桐乡市科协组织了现代实验学校的同学,他们带着好奇心和31.7万网友一起感受这个浙江省“最强大脑”的科学魅力。
全省唯一的超算中心有什么奥秘?
去年,随着国家超级计算乌镇中心顺利通过国家科技部的严格验收,并正式纳入国家超算中心序列,浙江终于拥有了属于自己的国家超算中心。
这是全省唯一的、也是全国第14个这样的超算中心,填补了浙江在这一高科技领域的空白。
当同学们满怀好奇地走进国家超级计算乌镇中心展厅时,仿佛踏入了一个科技与未来的交汇之地。
在这里,孩子们深入了解了超算中心是如何以芯片为核心,围绕“芯一端一云一算”构建起一条完整且自主的产业链与工业链。从芯片的设计制造到终端产品的开发,再到云端数据处理和服务,每一个环节都凝聚着科研人员的心血与智慧。大家通过直观的展示,感受到了科技创新的力量,以及它对现代社会所产生的深远影响。
随后,大家步入“乌镇之光”超算中心,这里蕴藏着不可思议的计算力量。它的速度有多快?如果全国14亿人共同努力,每人每秒进行1次运算,也要不眠不休连续算上4年,而这些“乌镇之光”仅需1秒就可以完成。
进入超算中心,机房内是一排排整齐排列的超级计算机。讲解老师向大家介绍道,“乌镇之光”采用了国际领先的沉浸式相变式液冷技术,通过将元器件浸泡在一种特殊的冷却液体中,确保这些高性能计算机能够在无间断的状态下
稳定运行。
这神奇的“乌镇之光”超算中心究竟能够算些什么呢?讲解老师告诉大家,简单地说它可以算天、算地、算人。比如在杭州第19届亚运会期间,浙江省大气环境监测预警预报平台就是借助超算中心强大的算力,实现了预报精度的飞跃一一将预报的最小单位空间从原来的16平方公里精确到了1平方公里,预报时长也从7天延长到了15天。
不仅如此,超算中心的应用范围还涵盖了人工智能、智慧城市、生命科学等多个前沿领域,为科学研究和社会发展提供了强有力的支持。
我国的超级计算发展有多快?
参观完令人震撼的超算中心后,乌镇超算中心运营经理姜老师给同学们带来了一堂关于“超级计算”的大师课,为孩子们揭开了超级计算的神秘面纱。
姜老师告诉大家,超级计算机(Supercomputer)顾名思义,就是一种计算力极强的计算机,它能够执行普通计算机或服务器无法处理的大量资料与任务。而用以衡量超算的关键指标,可不单单只有运算速度,数据存储容量以及系统效率同样至关重要。
现在全球的超算中心主要分布在科技发达的国家和地区,如美国、中国、欧洲及日本等。这些地区拥有雄厚的科研实力和经济基础,能够支撑超算中心的建设和运营。
根据世界超级计算机500强排名,目前全球排名第一的超级计算机是由美国橡树岭国家实验室与AMD公司合作研发的"Frontier"
21世纪以来,我国的计算领域进入快速发展阶段,开始大力投入自主研发,涌现出一批具有自主知识产权的高性能计算技术和产品。
我们为何要如此投入在超级计算领域?超级计算究竟可以给我们的生活带来怎样的变化?
超级计算的应用领域十分广泛,它不仅可以在科学研究和工业生产方面发挥重要作用,而且还能为我们的社会服务带来巨大的帮助。如今,“乌镇之光”超算中心已经成了科研领域的坚强后盾,为包括乌镇实验室、之江实验室、南湖实验室在内的多个重点实验室提供了强大的算力支持,助力科研人员在材料科学、生物医学、天体物理等领域取得重要突破。
姜老师还跟大家分享了高性能计算的发展为汽车设计行业带来的巨大变革。通过高性能计算,汽车设计师和工程师能够以前所未有的速度和精度模拟和分析汽车的每一个部件和整体性能,从而提高设计效率和质量。
此外,在我们熟悉的影视领域,高性能计算也能发挥巨大的作用。如今许多电影都采用了大量虚拟画面,给观众带来前所未有的视觉盛宴。而普通计算机因为计算能力有限,难以应对大规模的数据处理和复杂的渲染需求。
比如科幻电影《阿凡达》就通过高性能电脑的强大计算能力,成功塑造了一个充满奇特植物和生物的潘多拉星球一一星球上的每一片树叶、每一颗石头都经过精细的渲染,呈现出令人惊叹的视觉效果。
记者 翁丹妮《都市快报》2024年7月27日A06版
新质科学词典
超级计算如何改变我们的生活?
工业生产领域应用社会服务领域应用
气候模拟与预测:利用高性能计算机进行大规模气候模拟,提高气候预测的准确性,为应对全球气候变化提供科学依据。
汽车设计与仿真:运用高性能计算技术对汽车进行精细化设计和碰撞仿真,提高汽车的安全性能和研发效率。
智慧城市构建:借助高性能计算整合城市运行数据,优化城市管理和服务,提升城市居民的生活质量。
生命演化:通过高性能计算对生物大数据进行深度挖掘,揭示生命现象的奥秘,推动生物医学研究的发展。
石油勘探与开发:通过高性能计算对地质数据进行处理和分析,辅助石油勘探决策,降低开发成本。
医疗健康大数据分析:通过高性能计算对海量医疗健康数据进行挖掘和分析,为疾病预防、诊断和治疗提供有力支持。
天体物理模拟:借助高性能计算模拟宇宙天体的运动和演化过程,深化对宇宙奥秘的认识。
新材料研发:利用高性能计算模拟新材料的结构和性能,加速新材料的研发周期,推动材料科学的进步。
金融风险评估:运用高性能计算技术对金融市场数据进行实时监测和分析,及时发现潜在风险,保障金融市场的稳定运行。
原来AI还能这么用!探索不一样的人工智能
·产业方向:新一代信息技术走进图灵小镇AIGC创新中心
·活动主题:
算力觉醒逐梦数字新纪元超
维时代
知乎有一条热帖,叫“图灵有多厉害?艾伦·图灵是数学、逻辑与密码学家,同时也是计算机科学领域的重要人物之一,被尊称为“人工智能之父,他提出的图灵机和图灵测试,奠定了计算机科学和AI基础。
在浙江,有一座和图灵同名的“图灵小镇它坐落于杭州钱江世纪城核心区块,正如名字一般,这是一个围绕计算机技术和研究人工智能的产业集聚区。
2017年图灵小镇首次亮相,今年年初,图灵小镇AICC创新中心的核心基础设施一一AICC智算中心正式启用,小镇拥有了全国顶尖的智能计算能力,为杭州乃至整个浙江的人工智能产业发展注入了强劲动能。
从2022年底ChatGPT横空出世至今,新一代人工智能浪潮奔涌而至,AIGC正以颠覆性的技术力量,引领着生产力与生产关系的深刻变革。作为浙江乃至全国知名的数字经济与科技创新高地,正引领着一场关于“新质生产力”的探索与实践。
AIGC到底是什么?又将会怎样改变未来?带着这些问题,7月31日,在萧山区科协和省数字经济学会萧山服务站的支持下,2024浙江省科协“走进新质生产力”系列科普活动来到了新一站一一图灵小镇AICC创新中心,这场活动也是“智行未来?探寻科技之光”科普专项行动的重要一站,数百位受邀公众和网友一起共同探索人工智能的奥秘,深度领略智算中心的神奇魅力,度过了一个创意无穷的科学之夜。
快速创作一首歌和一幅画体验AIGC的多维魅力
“快来试试这个!”“你按这个!”“哇塞!“在智算中心的展厅内,充满好奇心的大小朋友们站在互动屏前,争先恐后地输入着AI指令,兴奋地等待着AI生成结果,不断收获充满未知却又惊喜无限的AI“盲盒。在智能化的展厅中,随处都可听取“哇”声一片。通过这场“走进”活动,大家近距离地接触和了解大模型是如何通过海量数据集进行训练,亲身体验AICC技术如何重塑生产力与生产关系,催生新业态与新模式。
AI助手、灵犀智画、AI音乐创作、数字人、AI汉服打卡·个又一个互动板块不停吸引着大家。在“AI音乐创作”区域,孩子们抢着在屏幕上输入想要制作的音乐主题词,现场有人提出想作一曲《走进图灵小镇,点亮科技之光》分秒之间,音乐片段即刻呈现:“智慧如花绽放,在孩子们眼中,闪着好奇的光芒”一首旋律轻快的歌即刻生成。“灵犀智画”也很有意思,大家脑洞大开,一幅幅神奇的画作瞬间诞生,有个小朋友对AI提了个要求:把安妮?海瑟薇的脸换到英雄联盟盖伦的脸上。现场工作人员惊呼:现在孩子的想象力不得了!这一晚,AI后台也收集到了很多全新的数据。
在“数字人”板块中,数字人就像是百科全书,上知天文下知地理,无数人类知识汇聚于其“数字大脑”内。不管是实时的天气信息,还是已有的科研成果,都能在接收指令后立即应答,当真可以实现足不出户搜寻信息的一体化服务。
经过这几年的发展,其实AI互动早已不局限于这些内容,放眼生活,不论是各大短视频平台的特效拍摄,还是手机中的数字助手等,都有AIGC的身影,人工智能已经深入渗透到日常生活的方方面面。AIGC人工智能系统,它们远非简单的代码堆砌,而是拥有了创造诗歌、绘画及音乐的能力,展现了科技与人文的完美融合,以科学之“智”让我们的生活变得更“乐”
从物理世界向数字世界跃迁AI时代充满着机遇和挑战
在沉浸式、体验式感受了AICC的乐趣之后,新华三集团数字中国研究院高级研究员、顶层设计专家、首席方案架构师范新为大家带来一堂精彩绝伦的科学课

“AI时代的变革与创新”
在千百年的历史演变过程中,信息传递一直是时代演进的重要依靠。从耗时耗力的结绳记事,到“三千里加急”的文书传递,再到现在无线连接的信息共享,信息的传递在数字时代变得无比迅速,而今天的人工智能也已承载了人类的无数知识并能高效地处理,甚至开始自我创造新知识。
范新为大家讲述了人工智能的发展史,现场观众听得目不转睛。其实人工智能的诞生远比我们想象中更早一一1956年,包括了诺贝尔奖得主在内的全世界最顶尖的一批人聚在美国达特茅次开了一个会,这些聪明大脑探讨了一个问题:怎么用机器来模仿人类学习以及其他方面的智能,首次提出了“人工智能”这一年被称为人工智能元年;1997年“深蓝”计算机战胜了国际象棋棋王卡斯帕罗夫;2016年人工智能“阿尔法狗”战胜了围棋天才李世石,在人类最复杂最烧脑的游戏围棋上战胜了人类;2007年人工智能首次拥有了“眼睛”;随着物联感知技术的发展,人工智能也和人类一样拥有了五感;2020年,人工智能在蛋白质结构预测的科研方面超越了人类;2022年,chatCPT的出现震撼了世界。AIGC的潮流如同钱塘江潮一般滚滚而来势不可挡。
AI的能量远比我们想象中强大,适用领域也十分广泛,它可以赋能千行百业一一文化、经济、政务、执法、军事、生态·相较于人工,人工智能大大降低了文化工作者的创意成本,提升了创意空间;提高了产品制造效率,加快了产业发展速度;减轻了政务人员文书负担,提升了人民生活质量。可见,在办事效率、制造精度创作创意方面,AI确实有非常强劲的竞争力。
在互动环节,很多孩子大胆提出了自己对于人工智能的疑问。人工智能会帮助残疾人变成健康人
新质科学词典
吗?当人机真的合二为一的时候,那这个“它”到底是人还是机器?在人工智能飞速发展的现在,有一些工作已经开始被人工智能取代,机遇多多的同时也挑战横生,当科技遇上伦理问题,作为人类的我们又该何去何从呢?
范新也给出了自己的智慧解答一一在当下,人工智能是全球科技竞争的制高点,也是大国科技角力的核心,或许“驾驭AI”是人类的出路,“我们不该被AI裹挟,而应将AI为我所用,让其坚定服务于人类。人作为高级生物的可贵之处在于我们有思维,会思考。思考不能被停止,也不应停止。AI是承载知识的工具,而非知识的主人。”
正是我们无数先贤在历史长河中的一个个思考的涟漪,才造就了今天的浪潮。有了AIGC的加持,在未来,没准我们将乘着数字之力在现实与虚拟之间跳跃,在过去与未来之间迁徙,在星际之间穿梭。
此外,在我们熟悉的影视领域,高性能计算也能发挥巨大的作用。如今许多电影都采用了大量虚拟画面,给观众带来前所未有的视觉盛宴。
而普通计算机因为计算能力有限,难以应对大规模的数据处理和复杂的渲染需求。比如科幻电影《阿凡达》就通过高性能电脑的强大计算能力,成功塑造了一个充满奇特植物和生物的潘多拉星球一一星球上的每一片树叶、每一颗石头都经过精细的渲染,呈现出令人惊叹的视觉效果。
AIGC
这个名词是ArtificialIntelligenceGeneratedContent的缩写,翻译成中文的意思是:生成式人工智能。基于训练数据和生成算法模型,它可以自主生成创造新的文本、图像、音乐、视频、3D交互内容等各种形式的内容和数据,是人工智能1.0时代进入2.0时代的重要标志。
\mathsf{A l+} 赋能
·文化
从文生文到文生图,创意无限的同时,也极大降低了文化工作者的创作成本,帮助人们开阔受限的创作源泉。
·经济
焕发出经济新活力,比如在萧山的未来工厂, \mathsf{A l+} 智能制造,52个机械臂在AI的智慧大脑的指挥下共同起舞。还有一秒500张分毫毕现的视觉智能、高速装配1分钟32400颗元器件绝无差错,将人从繁重的体力劳动中解脱了出来。
·应急救援
蜂群无人机和机器狗等各种无人机器设备,让救援变得更快更安全。
揭秘地球的“活皮肤”提供食物源、助力碳中和土壤都有大作用
·产业方向:绿色环保走进浙江大学杭州国际科创中心的土壤污染控制与修复创新工坊
·活动主题: 探寻“土壤”的秘密
当听到“土壤”这个词时,你脑海中浮现的是什么呢?是儿时那满手黏腻、乐趣无穷的泥巴,还是脚下这片深沉厚重、给予我们生命之源的广土地?
与修复创新工坊。在这里,“土壤”摇身一变成为主角,与一群充满好奇心的孩子来了一次亲密接触。
走进实验室
我们仿佛对土壤十分熟悉,但土壤是如何形成的?它经历了怎样的变迁?又将如何影响我们的未来?当我们深入思考这些问题时,似乎又对这片滋养我们的土地感到些许陌生。
看看藏在土壤下的“秘密”
8月1日下午,浙江省科学技术协会主办的“走进新质生产力”系列科普活动来到了浙江大学杭州国际科创中心的土壤污染控制
活动一开始,孩子们在土壤污染控制与修复创新工坊青年PI曹利锋的带领下,井然有序地参观了土壤污染物模拟与控制实验室。
这里充满了科学的气息,曹利锋一边引导着孩子们,一边耐心地介绍实验室里的各种设备:“这是用来分离土壤中不同物质的精密仪器,它可以帮助我们了解土壤中的秘密。”他指着另一台封闭的仪器继续说道:“这是科学家做有毒物质实验的装备,里面是全封闭的,能够全方位保障科学家的健康。”
隔着透明的玻璃窗,孩子们瞪大了眼睛,好奇的脑袋凑在一起叽叽喳喳,“曹老师,这个是做什么的呀?”“曹老师,那这个呢?”尽管他们不一定能完全理解这些高端的实验设备,但通过这样直观的体验,孩子们心中对“土壤”的好奇正在萌发。
土壤污染控制与修复创新工坊由科创中心与浙江大学环境与资源学院共同建设,主要开展土壤环境与生态修复相关方向的科学研究。创新工坊面向国家土壤污染防治的重大需求,也在积极布局土壤环境的“新质生产力”实现土壤环境检测器件与多介质过程、土壤环境信息化等领域的科技创新,带动新一代环境传感、土修复和大数据等产业的突破变革。
科学家做科普听听士壤里的“大学问”
接下来,曹利锋给孩子和家长们带来了一场题为《土壤健康与你我他》的科普分享。曹利锋把土壤比作地球“活的皮肤”“土壤是覆盖在地球表面的一层疏松物质,它具有一定的肥力,能够提供植物生长所需要的营养物质?
之前,中国探月工程娥六号任务圆满成功,实现了世界首次月球背面采样返回,带回了珍贵的月背样品。曹利锋告诉大家:“月壤跟我们的土壤可是大不相同,那究竟哪里不一样?他解释道,我们的土壤里有水分有空气,还有矿物质和有机质,正是这些才形成了地球“活的皮肤,滋养着大地上的万物。
在我们印象中,土似乎都是黑色或者棕色的,但其实土壤也是五彩缤纷的。“氧化铁就是土壤矿物质中的调色高手曹利锋告诉大家,“当氧化铁在土壤中的含量高时土色就会发红,或者呈棕红色而氧化铁又是一种善变的物质,在低洼潮湿的环境下,它能转变为黄色的水合氧化铁,土壤就会显黄色。而遇到通风不良,氧气缺乏时,土壤中的氧化铁又变成了氧化亚铁土壤就呈现出灰蓝色。”
这些色彩斑斓的土壤不仅为大地披上了绚丽的外衣,更为科学家们提供了宝贵的线索,帮助他们判断土壤的内在性质及其变化,成为划分土壤层次、研究土壤特性的关键依据。
“小朋友们,你们知道土壤有哪些类型吗?”曹利锋继续提问。“我知道!”前排的一个小男孩自信地举手,“土壤分为黏土壤土沙质土。在小学四年级的课程中,孩子们已经初步接触到了土壤的基础知识。“那么,沙质土、黏质土、壤土分别适合哪些植物生长?”曹利锋告诉孩子们,我们熟悉的花生,根系较为发达,需要在土壤中迅速生长和吸收养分,因此更适合沙质土壤;而水稻偏爱高温潮湿,对土壤的保肥和供肥能力要求较高,因此更适合黏质土壤。还有壤土,则因其兼具保水性和透气性,是比较理想的农业士壤,适合各种植物。
了解了土壤的基本知识,曹利锋进一步深入讲解了土壤健康保护的重要性。“地球的生存取决于土壤和水之间的宝贵联系,超过95%的食物源自这两种基本资源。曹利锋强调,保护土壤其实就是在保护我们自己。
近年来,“双碳”目标已成为社会热议的话题,实际上,土壤也对“碳中和”的实现有着重要的意义。“土壤碳汇”就是指土壤从大气中吸收并储存二氧化碳的过程、活动和机制。如果土壤管理不当,导致土壤碳汇功能受损,将会严重阻碍我们减缓全球变暖的工作。
目前,土壤面临的最大威胁是侵蚀问题。据统计,每5秒钟就有一个足球场面积大小的土壤被侵蚀。但是,地球表面形成2-3cm厚的土壤,却可能需要长达1000年的时间。
动手做实验感受“土壤”的科学魅力科普课堂结束后,孩子们还在老师的指导下进行了三个土壤相关的科学小实验。第一个实验是不同土壤渗水性对比实验。孩子们小心翼翼地将黏土、壤土、沙质土作为样本放置在透明容器内,然后缓缓倒入清水。随着水滴的滴落,他们仔细观察水在三种土壤中的渗透情况。黏土的密实结构使得水分流动缓慢,而沙质土则迅速吸水,壤士介于两者之间,呈现出良好的水分保持能力。孩子们兴奋地讨论着这些现象背后的原因,仿佛一个个小小科学家。
接着是通过活性炭观察土壤中污染物吸附的实验。在老师的指导下,孩子们将含有模拟污染物的溶液倒入装有活性炭的容器中。随着时间的推移,原本浑浊的溶液逐渐变得清澈,孩子们惊叹于活性炭的强大吸附能力,明白了它是如何帮助净化土壤中的污染物。最后,孩子们还进行了土壤电导率及pH值的测定。这些简单的实验不仅让他们学会了如何进行科学测量,更重要的是,激发了他们对士壤科学的兴趣。
“这些实验都是土壤科研中最基础的部分,曹利锋解释说,“通过这样的实践活动,孩子们可以更直观地感受到土壤的科学乐趣,同时也能够了解到保护土壤的重要性。”
新质科学词典
什么是“士壤碳汇”?如何提高“土壤碳汇”潜力?
大气中的二氧化碳以稳定固体的形式被直接或间接储存到士壤中,包括直接将二氧化碳转化为土壤无机物,或间接通过植物光合作用将大气中的二氧化碳转化为植物能量,并在分解过程中被固定为土有机碳。
优良的农田管理措施可以提升农耕区土壤碳汇能力,主要体现在耕作制度、施肥管理、秸秆还田等方面。
土壤碳汇包括土壤有机碳汇、土壤无机碳汇两种形式。当前土壤碳汇研究和管理实践的重点是土壤有机碳汇,原因是无机碳库更新时间更长,与大气成分进行活性交换的主要是土壤有机碳。
传统的翻耕会改善土壤通气性、增强微生物活动,破坏土壤的团聚体结构,使土壤有机碳失去保护暴露出来。而采取少耕、免耕措施可以取得双赢效果,既可以降低土壤有机碳的侵蚀,又可以延长土中秸秆等有机质的循环周期,降低农业温室气体的排放。此外,秸秆还田是向农田土壤归还有机碳发挥土壤碳汇效应的一个可行性强、效果显著的重要措施。
透过机器之“眼我们正在“看见”更大的世界
·产业方向:未来显示走进中国视谷·先临三维·活动主题:走进数字达尔文的智能“视”界
视觉,是人类感知世界的一扇窗,我们大约 80% 的知识都来源于此。因为视觉,我们领略到色彩的万千缤纷;因为视觉,我们观赏到自然的宏伟壮丽。
但是,人类的视觉常常会受到光线、空间的约束,在面对复杂、高精度的事物时,极易陷入观察盲区。既然如此,我们是否可以发明一种视觉机器去弥补缺陷、解决困扰呢?
“机器视觉技术”一项让机器得以看见世界的技术已经悄然崛起。它可通过计算机模拟人的视觉功能,从客观事物的图像中提取信息,进行处理并加以理解,最终用于实际检测、测量和控制。在很大程度上,“机器视觉技术”拓宽了人类视觉感知世界的边界。坐落于“中国视谷”核心启动区的“先临三维”就是这样一家不断推进对3D视觉技术创新与探索的企业。
8月14日,在浙江省科协的支持下,2024浙江省科协“走进新质生产力”系列科普活动走进了中国视谷,来到先临三维,带领公众近距离了解高精度3D视觉技术在新质生产力中的核心地位,深入探索它如何赋能汽车工业、能源重工、电子电器、精准医疗等领域的创新与变革。
3D数字化视觉采集系统:文物修复好帮手
前几年,《我在故宫修文物》这部纪录片让我们看到了世界级的中国文物修复技术,流转千年的文物在专家们手中焕发新生。随着科技的发展,越来越多的新科技给这个“修旧如旧”的行业带来了新的生机,比如纪录片中就提到3D打印技术解决了传统的脱模剂给文物带来的影响。
近年来,“虚拟博物馆”不断兴起,各大博物馆纷纷采用网络虚拟技术,打破实体博物馆的局限性,以满足公众多元化的需求。其中文物三维数据的获取就是“虚拟博物馆”建设中至关重要的一环。
事实上,“3D数字化视觉采集系统”无论在文物展出修复,还是数字化存档环节,都有着强大的作用。在《文博领域三维数字化视觉采集的奥秘》科普课堂中,先临三维技术工程师洪文静详细分析和介绍了该系统的运作和应用。
洪文静分享的应县木塔和麦积山石窟扫描案例,让大家看到了高精度3D扫描技术的魅力所在。
与传统的手工测量和建模方法相比,这项技术能够实现无接触、无损害、全方位且精准高效的文物信息记录,建立起文物的数字化档案,从而最大限度地减少了对文物的二次破坏。
不仅如此,利用扫描技术获取的数字文物数据除了应用于文物修复与保护领域,在文物复制品及衍生品开发中同样展现出了巨大的潜力。
例如,福建博物馆为了让珍藏在馆中的德化白瓷艺术品走出博物馆,让更多人知晓,采用了高精度三维扫描仪进行文物元素采集,并结合现代艺术设计理念,精心打造出一系列富有创意的文具、饰品以及艺术墙等衍生文创产品,以全新的视角展现出德化白瓷的艺术魅力,让观众能够轻松领略到德化白瓷独特的艺术美感与深厚的文化底蕴。
3D 数字化视觉采集系统从“三维扫描”到“三维CAD设计与仿真软件”从“常用数字化制造技术”应用再到“线上平台展示”整个体系运作完备,有着高效率、高精度、非接触、易携带的特点,因此在许多文物相关工作中都发挥着无可替代的作用一一在“应县释迦塔数字化保护项目”中,该系统在不损坏文物的前提下,对木塔内文物实行三维数字化存档;在
“程氏三宅徽派古建数字化存档”项目中,该系统根据需求无接触地记录文物和古建装饰的形态特征;在“文物修复:数字化复原宋代透花瓷”项目中,3D 数字化视觉采集系统为 3D 修复打印提供详细数据支撑,使得文物修复尽可能接近其原貌,还原本真。
扫描口腔扫描汽车扫描人体·解锁三维“视”界
结束了干货满满的科普课堂后,大家兴致勃勃地步入了“先临齿科”主题展厅,在牙科诊所的全真场景中,沉浸式体验3D扫描在牙齿正畸、修复、种植、美学等诊疗中的作用。工作人员向大家展示了 3D 口腔扫描设备,并邀请小朋友们亲身体验口腔扫描过程,大家不由被大屏幕上迅速成型的口腔模型吸引。
“请躺下,放轻松。”工作人员将设备放入小朋友的口腔,左扫一下,右探一下,短短一两分钟,小朋友的口腔模型就实时在电脑上生成。“哇,看!这是我的牙齿!”小朋友兴奋地指着屏幕上的模型说道,她的妈妈也在一旁感叹:“这比我们在医院做检查快了好多!”“而且做的时候我的嘴巴都没什么感觉。”
小朋友笑着补充道。
随后,大家来到综合展厅。只见一位工程师手持一个酷似魔方的不规则多边体,对着汽车这边挥一下、那边舞一下..…..视线一转,眼前的汽车竟“钻”进了电子屏幕里一一原来,机器发出的 50 条蓝色激光线,正以每秒最高368万次的速度扫描汽车,约 8 分钟后,一个完整的车辆数字三维模型便在屏幕上跃然浮现。随着工程师转动鼠标滚轮,汽车细节在屏幕上不断放大,直至轮廓、起伏、弧度全部消失不见,只剩最原始的点、线,以及三角网格。
“这就是高精度工业3D扫描仪,它保留了物体结构、几何细节、尺寸关系等信息,和现实物体高度一致,可以广泛运用于工业测量的各个环节。”工作人员向大家介绍道。
随后,大家跟随工作人员一起继续近距离观看3D扫描的过程。小朋友们个个摩拳擦掌,争先恐后地上手体验工程机械零部件的扫描全过程,眼睛里闪烁着好奇与兴奋的光芒。其中最吸引I大家的当数“人体扫描”了。被扫描者只需站立不动,目视前方,等待完成360度全方位扫描,顷刻之间就能获得全真人体3D数字模型。不到3分钟,一个色彩、表情、形态与真人完全一致的数字人便从无到有,栩栩如生地出现在屏幕中。
在工作人员的指导下,小朋友们亲手操作,亲眼见证了物质世界向数字世界转化的奇妙过程。他们不仅听到了专业解说,更亲身感受到了3D扫描技术的魅力所在。通过大屏幕上一个接一个模型的诞生,孩子们逐渐领悟到,透过机器之眼,我们能够探索一个更加精细和广阔的世界。
来自育才大城北中学的徐凡恩在参观完所有展厅后,激动地说道:“3D扫描真的很神奇,好多我根本看不到的东西,它都可以看到,而且很细致。”3D扫描技术,已然成为拓展人类视觉能力的重要工具,在汽车制造、能源开发、电子产业、文化遗产保护、口腔医学乃至虚拟现实等多个领域绽放着耀眼的光芒。
记者翁丹妮通讯员章熳《都市快报》2024年8月15日B06版
新质科学词典
空间智能(SpatiaT Intelligence)
目前,“空间智能”已成为人工智能技术发展与应用的新热点。在人工智能领域,空间智能通常指能够观察、理解三维空间,并在三维空间中自主采取行动的智慧能力。
以 OpenAl 公司于 2024 年5 月发布的GPT-40模型为标志,人工智能的发展或将从以探索技术边界为主的“上半场”快速过渡到以明确应用范围、构建产品形态为主的“下半场。在这一背景下,作为结合多模态大模型、虚拟现实和先进传感器技术的综合性技术,空间智能展现出了更具实践意义、更易于理解的应用潜力。
除了发电神奇的核能还有N种新质生产力的打开方式
·产业方向:新能源 走进秦山核电
·活动主题:核XIN动力逐浪能源新征程
能源是人类文明的先决条件,更是现代科技力和生产力发展的基本要素。当下正处在能源转型的关键时期,作为一种清洁、高效的能源形式,核能自诞生之初就伴随着社会的进步而不断发展,如今也扮演着越来越重要的角色。
先科普一下,什么是核能?核能是指利用原子核内部蕴藏的能量而产生的电能。一颗小小的原子核,直径只有一根头发丝的一亿分之一,却蕴藏着惊人的巨大能量一—1千克的铀235裂变以后产生的能量,大致相当于2700吨标准煤充分燃烧释放的热量。
核电有哪些优势与应用,如何创新推动其成为新质生产力,未来又会对哪几个行业产生深远影响?
作为科普中国系列活动之一,9月25日,浙江省科协“走进新质生产力”系列科普活动““核’XIN动力,逐浪能源新征程”(活动由中国核学会、海盐县科学技术协会、秦山核电、中核秦山同位素有限公司协办)走进了中国核电发源地一一杭州湾畔的秦山核电,带领公众以沉浸式、体验式的新方式近距离接触核能,了解核能的科学原理以及未来应用。
硬“核”担当走进代表国家名片的秦山核电
第一站先是走进了中国核电科技馆。作为国内最大、公众体验最丰富的核电类科技馆,这里不仅有亚洲最大的室内LED球屏、世界最大的核电压水堆主线模型,还有核谐家园多媒体沙盘展示、多种寓教于乐的互动体验类科普设备。来自海盐县武原中学教育集团的孩子们跟随着老师的讲解,一步步深入了解秦山核电站的历史渊源和相关科学知识。

1982年,近万人的核工业建设大军从祖国西北、西南等地向秦山集结,我国大陆第一座核电站一一秦山核电一期工程就这样如火如茶地展开。作为中国第一座自行设计、建造的商用核电站,它不仅见证了中国核能事业从无到有的发展历程,也成为我国核能技术自主创新的重要标志。
目前,秦山核电共建成9台机组,总装机容量为666万千瓦,年发电量约520亿千瓦时,是我国机组数量最多、堆型最丰富的核电基地。
体检中用到的同位素到底有多神奇发现小核电里的科学大威力
讲到秦山核电的新质生产力,除了核电本身之外,这次还走进了一个很神奇的地方。第三站,带领公众走进了毗邻秦山核电二厂的中核秦山同位素生产基地,探索医用同位素的健康奇迹。
今年4月,全球首批碳-14生产靶件在秦山核电成功出堆,破解了国内碳-14同位素依赖进口的难题,同时也进一步展示了核能技术的广泛应用前景。
很多人可能还不了解同位素,再来科普一下,质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。听着有些口复杂,简单来说,它是关乎人类健康的神秘武器。
多人现在的体检中都会有专门的一项一—碳-14呼气试验,相较于传统的胃镜检查,使用同位素碳-14的检测更简单、准确率更高,碳-14标记化合物广泛应用于化学、生物学、医学领域中,具有易于追踪、准确性和灵敏性高等特点。
同位素在医学领域已经有了广泛应用,并且成为了人类提高健康水平不可或缺的手段。但是现阶段我国自主生产的部分同位素仅能满足国内少量需求,存在潜在风险。
浙江省在科创发展“十四五”规划中提出要建设生命科学高地。海盐是全国核技术应用(同位素)产业发展的先行地之一,正在布局建设同位素生产基地、核技术应用拓展基地、核技术创新中心、核医疗中心“两基地、两中心”的全产业链体系。
有了基础知识积累之后,当正式走进第二站秦山核电站的时候,大家会有更深刻与直观的科学体验。俯瞰着秦山核电基地一期工程、二期工程、三期工程以及方家山核电工程,所有人心潮澎湃,这30多年来,秦山核电与汹涌澎湃的钱江潮一起,记录了一代代科技人的自强不息。
自从并网发电30多年来,中国核电经历了从跟跑到并跑、再到领跑的自主发展历程,也成功实现从发电到多元化综合利用的创新升级,包括节能减排措施和智能化运维技术等。秦山核电站在新质生产力背景下也在不断探索多元化综合利用项目,比如核能供热、同位素研发生产等在新时代擦亮“国之光荣”金字招牌。
全球共有100多种放射性同位素应用于医学领域,其中30余种用于疾病的诊断治疗。医用同位素是核医学诊疗的物质基础,利用医用同位素对心脑血管、恶性肿瘤、神经退行性等重大疾病进行诊断治疗具有不可替代的优势。
比如应用于甲亢、甲癌治疗的碘-131;常用于癌和肿瘤的放射治疗的钴-60(元素钴的一种放射性同位素)它也广泛应用在农业上,常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照保藏与保鲜等。
还有一个同位素大家可能更熟悉一一碳-14,它是碳元素的-种具放射性的同位素,通过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。很
目前,秦山核电已经建成工业和医用钴-60的生产能力,同时正在开发其他多种同位素,积极探索新质生产力,建立国内稳定自主的医用同位素生产供应保障体系。