- 相關推薦
世界最新的科技成果有哪些
社會上習慣于把科學和技術連在一起,統(tǒng)稱為科學技術,簡稱科技。持續(xù)增長的科技創(chuàng)新離不開科研經費的支撐。科學解決理論問題,技術解決實際問題。下面是小編精心整理的世界最新的科技成果有哪些,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
世界最新的科技成果
微軟的HoloLens全息眼鏡
據微軟全球執(zhí)行副總裁沈向洋介紹,微軟的HoloLens全息眼鏡是目前世界上最先進的全息計算機,搭載了windows10的操作系統(tǒng),完全獨立運營。
HoloLens全息眼鏡擁有難以置信的計算能力,眾多的傳感器實時掃描進行三維建模,還有高清相機。據介紹,“戴上眼鏡的用戶看到實景和虛景貼合呈現,并可以操縱虛景。學生可以通過數字化全息影像學習解剖學。利用火星探測器的全息影像,科學家可以身臨其境般在火星表面工作。HoloLens不僅可以呈現發(fā)動機的三維全息模型,還可以在其上疊加零部件,甚至透視內部結構。”
“鰭式晶體管”——“變平房為高樓”
美國加州大學伯克利分校教授胡正明是“鰭式晶體管”的發(fā)明人,2011年因特爾率先采用這一技術,使摩爾定律得以繼續(xù)。當日會上,胡正明公布了他們今年的創(chuàng)新:引入硫化鉬作材料,讓二維半導體可以“變平房為高樓”,還可以將晶體管縮小到1納米。胡正明說,這可能讓半導體晶體管密度再增加1000倍。這意味著互聯(lián)網將來的速度和普及度也還有千百倍成長的空間?梢灶A期,互聯(lián)網不僅僅會更廣,也會更“深”。
百度大腦——全面擁抱人工智能
百度大腦由三部分組成:一是超大規(guī)模的計算,一是先進的算法,另外則是海量的大數據。百度有全球目前最大的深度學習的神經網絡,有萬億級的參數、千億級的特征訓練和千億級不同的模型,以及幾十萬臺服務器和各種不同的架構等。這些數據有搜索的、行為的、定位的、交易的,可以打造個性化的知識圖譜以及商業(yè)邏輯和用戶畫像。
百度公司總裁張亞勤說,百姓生活將全面擁抱人工智能。如用手機搜索、語音識別、圖像識別、翻譯的各種功能都利用了人工智能技術。百度也在嘗試將人工智能應用到教育和醫(yī)療領域,模擬病人和醫(yī)生間對話,人工智能自身可閱讀大量文獻據此判斷病例。無人駕駛技術也應用了人工智能,同樣會融入人們的生活。
“寒武紀1A”深度神經元網絡處理器
中科院計算所研究院孫凝暉帶來了“寒武紀1A”深度神經元網絡處理器,它具有人一樣的智能。它模仿人的神經網絡,計算指令不同于一般的CPU。功耗很低,功能很強大,借助它有望把阿爾法狗塞進一部手機里。從理解語言到圖像搜索,許多人工智能功能都可以依賴它。
三星復合生物信號處理器
三星復合生物信號處理器是采用45納米特殊的半導體工藝制作而成,內嵌快閃存儲器。在人身上,生物處理器可以監(jiān)測5種生物信號,并且轉化成數據。事實上,內置電源管理系統(tǒng)可以從一個電池供4個不同的內置電源,這些功能集成的微型組件厚度僅有0.4mm。它可以將不同的軟件或算法裝載到生物處理器當中,監(jiān)測5種生物信號,包括心率變化、身體成分、情緒變化、呼吸異常、體表溫度等等,通過復合這5種信號從而準確了解健康狀態(tài)。
中國最新的科技成果
在技術科學方面還有復式燃燒理論、葉輪機械三元流動理論、冷壓狀態(tài)方程、齒輪動態(tài)整體誤差理論、非線性系統(tǒng)的最優(yōu)控制等有影響的理論成果。
工程方面的進步突出地表現在大型設備的制造能力上,中國已能制造12.5萬千瓦雙水內冷汽輪發(fā)電機組、17.5萬千瓦低水頭發(fā)電機組、50萬千瓦高壓輸變電設備、200噸級電渣重熔爐、1.5萬噸滌綸拉絲設備、24萬噸尿素生產、30萬噸合成氨設備、1000萬噸級露天采礦設備、
武漢和南京的長江大橋、長江葛洲壩和黃河小浪底兩大水利樞紐以及正在興建的三峽工程代表了橋梁和水壩的建設能力,萬噸級巨輪、運7客機、高速公路建設和火車提速表現了交通運輸方面的進展
大慶油田的成功開發(fā)充分顯示了中國自力更生方針的力量,噴氣紡紗、合成橡膠表現了吸收和創(chuàng)新技術的能力。
農業(yè)進步的科學技術的貢獻已經達到35%,在良種推廣和耕作制度的改革方面進展巨大,秈型雜交水稻、魯棉1號棉花、鐵豐1號和東農36號大豆和小麥等良種的推廣對農作物增產起了巨大的作用,51年來農作物品種更換了四、五次,每次都增產20%~30%,主要作物良種覆蓋率已達80%,造林成活率提高20%,復種指數提高了25%。
科技成果的特點
(1)是新穎性與先進性:沒有新的創(chuàng)見、新的技術特點或與已有的同類科技成果相比較為先進之處,不能作為新科技成果。
(2)是實用性與重復性:實用性包括符合科學規(guī)律、具有實施條件、滿足社會需要。重復性是可以被他人重復使用或進行驗證。
(3)是應具有獨立、完整的內容和存在形式,如新產品、新 工藝、新材料以及科技報告等。
(4)是應通過一定形式予以確認:通過專利審查、專家鑒定、檢測、評估或者市場以及其它形式的社會確認。
世界十大新科技到底有哪些?
一、量子計算機
什么是量子計算機? 是一類遵循量子力學規(guī)律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息,運行的是量子算法時,它就是量子計算機。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。
早在1920年,奧地利人埃爾溫·薛定諤、愛因斯坦、德國人海森伯格和狄拉克,共同創(chuàng)建了一個前所未有的新學科——量子力學。量子力學的誕生為人類未來的第四次工業(yè)革命打下了基礎。在它的基礎上人們發(fā)現了一個新的技術,就是量子計算機。
量子計算機的技術概念最早由理查得·費曼提出,后經過很多年的研究這一技術已初步見成效。2013年6月8日,由中國科學技術大學潘建偉院士領銜的量子光學和量子信息團隊首次成功實現了用量子計算機求解線性方程組的實驗。相關成果發(fā)表在2013年6月7日出版的《物理評論快報》上,審稿人評價“實驗工作新穎而且重要”,認為“這個算法是量子信息技術最有前途的應用之一。
實驗的成功標志著我國在光學量子計算領域保持著國際領先地位。2017年5月3日,中國科學技術大學潘建偉教授宣布,在光學體系,研究團隊在2016年首次實現十光子糾纏操縱的基礎上,利用高品質量子點單光子源構建了世界首臺超越早期經典計算機的單光子量子計算機。
量子計算機原理:普通的數字計算機在0和1的二進制系統(tǒng)上運行,稱為“比特”(bit)。但量子計算機要遠遠更為強大。它們可以在量子比特(qubit)上運算,可以計算0和1之間的數值。假想一個放置在磁場中的原子,它像陀螺一樣旋轉,于是它的旋轉軸可以不是向上指就是向下指。所以,常識告訴我們:原子的旋轉可能向上也可能向下,但不可能同時都進行。但在量子的奇異世界中,原子被描述為兩種狀態(tài)的總和,一個向上轉的原子和一個向下轉的原子的總和。在量子的奇妙世界中,每一種物體都被使用所有不可思議狀態(tài)的總和來描述。
2019年1月10日,IBM宣布推出世界上第一臺商用的集成量子計算系統(tǒng)。
中科院量子信息重點實驗室副主任、本源量子計算公司創(chuàng)始人兼首席科學家郭國平郭國平認為,量子是一門學科,一門科學,而不是玄學,它是對某種物理狀態(tài)的描述,所以量子這個詞不只特定出現在量子力學中。郭國平認為,現在沒有真正意義上的量子計算機。在經典計算機里面,我們大多數討論的是物理比特,但是真正的量子計算機實際上是邏輯比特。邏輯比特跟物理比特的差距就是,物理比特是會有錯誤率的,比如說萬分之一,甚至是千分之一。用一個或多個物理比特編碼才能夠形成真正的比特,也就是邏輯比特。所以從這個概念來看,目前無論是國內、國外,他們做的基本上還是停留在物理比特的階段,當然現在已經在嘗試邏輯比特。所以,我們說,現在還沒有真正的量子計算機。
量子器件不僅體積小,而且工作原理和現有的半導體電子器件完全不一樣。迄今為止,各種硅半導體電子器件都是通過控制電子的數目來實現信息處理的。例如,開關元件通過有無電子流來控制電路的通、斷,或表示狀態(tài)“1”或“0”;放大元件是控制所通過電子的多少來實現放大功能的!∪欢,量子器件不單純通過控制電子數量的變化,而主要是通過控制電子波動的相位來進行工作的,它能實現更高的響應速度和更低的電力消耗。
因此,量子器件的出現,人們就有可能研制出比現有最小的電子器件還要小的、由單個電子構成的元器件。據報道,美國威斯康星大學的材料科學家根據量子力學理論已制造出了一些可容納單個電子的被稱為“量子點”的微小結構。這種量子點非常微小,在一個針尖上就可容納幾十億個。這將為制造更微型化的微處理器和更高容量的存儲器開拓了美好的前景?茖W家認為,量子力學的理論將會對整個電子工業(yè)產生重大的影響,就是產生量子計算機。
所謂量子計算機,是指建立在量子力學理論基礎上的計算機,它有兩個含義:一是指它所用的微處理器是一種量子器件;二是指它的計算過程將利用量子力學理論。量子計算機除了所用的器件同現在的計算機不同外,其工作原理也不一樣,且可以快速完成復雜的計算任務。如要對一個巨大的數進行因子分解,使用現在的計算機時,不僅需要完成大量的除法操作,且操作次數可迅速呈指數上升,而量子計算機卻可迅速完成這一工作。
二、液體活檢
液體活檢是什么? 液體活檢作為體外診斷的一個分支,是指一種非侵入式的血液測試,它能監(jiān)測腫瘤或轉移灶釋放到血液的循環(huán)腫瘤細胞(CTC)和循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)碎片,是檢測腫瘤和癌癥、輔助治療的突破性技術。液體活檢中的“液體”以血液為主,也包括糞便、尿液、唾液以及其他體液樣品。
數據顯示,在我國癌癥篩查結果中,只有20%是早期,80%的癌癥往往查出來都是中晚期了,而這20%的癌癥早期還是體檢查出來的。眾所周知,癌癥越早發(fā)現、治愈率越高,但由于患者缺乏相應的篩查手段,體檢得來的報告結果,其靈敏度和準確度都相對較低,F如今在美國,有一種被稱為液體活檢的檢測方法開始興起,尤其是為一些病人省去了手術活檢和穿刺活檢,因為這兩種活檢是長期需要來指導病人癌癥治療的。
國內也有一些生物公司在研發(fā)液體活檢技術:只需抽取6~8ml血,就能夠篩查是否患有6大常見癌癥(比如肺癌、胃癌、食管癌、肝癌、大腸癌、乳腺癌),準確率超過80%,花費大約2000~3000元。
液體活檢的優(yōu)勢:在于能解決精準醫(yī)療的痛點,通過非侵入性取樣降低活檢危害,而且能夠有效延長患者生存期,具有十分高的性價比。液體活檢技術主要包括:CTC 和ctDNA,及外泌體檢測。
基因突變是腫瘤產生發(fā)展的重要原因,幾乎所有癌癥患者都攜帶有DNA突變,這些突變只存在于腫瘤細胞而不是存在于正常細胞,因此為腫瘤組織的檢測與跟蹤提供了方便的特異性生物標記。種類繁多的突變位點及基因型也為腫瘤的精確診療提供了必要的信息。
因此,液體活檢對于癌癥疾病的攻克是效果十分顯著的,同時還可以更加迅速的對癌細胞癥狀進行準確的定位,具有多項優(yōu)勢。
液體活檢的優(yōu)勢在于:一是副作用小,二是非侵入式。傳統(tǒng)的手術活檢和穿刺活檢由于其侵入式操作,往往帶有并發(fā)癥,腫瘤復發(fā)風險,液體活檢則僅僅是抽取一定量的血液,風險小;操作簡便,無需影像學支持。傳統(tǒng)活檢依賴于影像學(CT、MRI、超聲波等)的發(fā)現,定位腫瘤的準確位置和大小后進行手術或者穿刺操作,操作性難,而液體活檢則不需要影像學支持,并且操作簡便;
傳統(tǒng)活檢因其侵入式原因對病人體質要求較高,一般病人一年內最多做2-3次手術或穿刺,而部分重癥病人甚至不能做手術或穿刺,難以滿足檢測要求,液體活檢一般只需要5-10ml血液,因此支持重復多次取樣,能夠有效應對腫瘤異質性。
腫瘤異質性是指患者不同部位腫瘤突變信息可能不同,甚至同一腫瘤內也可能包含不同突變的腫瘤細胞,傳統(tǒng)活檢無法解決腫瘤異質性問題,獲取的樣本所包含的腫瘤信息可能缺失,而無論是血液中的CTC還是ctDNA都可能包含不同突變腫瘤細胞的信息,有效應對腫瘤異質性;發(fā)現早于影像學檢測。研究表明腫瘤患病的早期血液中就已經有CTC和ctDNA的出現,液體活檢對腫瘤的檢測可早于影像學發(fā)現,做到提前預測,且成本低。
三、人類細胞圖譜計劃
人類細胞圖譜計劃對于人類基因來說,是一個極其偉大的工程。“人類細胞圖譜計劃“是一項大型國際合作項目: 根據獨特的分子信息(如基因表達)對所有人類細胞種類進行定義,并將這些信息與傳統(tǒng)的細胞學表述(如位置和形態(tài))相關聯(lián)。
人類細胞圖譜計劃是一項大型國際合作項目,致力于建立一個健康人體所包含的所有細胞的參考圖譜,包括細胞類型、數目、位置、相互關聯(lián)與分子組分等。該計劃是通過全世界范圍內優(yōu)秀的生物學家、技術專家、病理學家、內科醫(yī)生、外科醫(yī)生、計算機科學家、統(tǒng)計學家等共同討論提出的具有劃時代意義的國際合作項目。
實際上,人類細胞圖譜必須包含一個綜合性參考目錄,基于所有人類細胞的穩(wěn)定屬性和瞬態(tài)特征,以及它們的位置和豐度。而一個圖譜亦不僅僅只是一份目錄:它能夠顯示這些要素之間的關系,并有時能夠據此揭示功能性進程。
要想做到有用,一份圖譜必須是抽象化的:綜合性地體現出某些特性,而忽略其他。此外,一份圖譜還必須提供一個坐標系統(tǒng),這個系統(tǒng)中的概念可以在不同水平上都通用。在任何分辨率下都可以了解概念特征,高維信息則能夠被化繁為簡。
此,一個關鍵性問題是人類細胞圖譜如何做到提煉主要特征,提供坐標并展現它們之間的關聯(lián)。一個自然的解決方案是:通過定義一系列分子標志物來描述每個人類細胞。除了描述編碼人類蛋白的基因的表達狀況外,分子標志物的集合還將包括非編碼基因的表達水平、轉錄本可變剪接的水平,每個啟動子和增強子的染色質狀態(tài),以及每個蛋白和它們的的翻譯后修飾狀態(tài)的水平等。所需收集信息的最佳量級和種類是由技術可行性和每個層次的生物學視點所決定的。如今,獲取具體到每個細胞每個基因表達水平的信息已經可以通過高通量來實現。
從某些方面來說,人類細胞圖譜計劃(基本單位是單個細胞)和人類基因組計劃(基本單位是單個基因)非常相似。二者均致力于創(chuàng)建生物學的“元素周期表”,綜合性地羅列兩個人類生命中關鍵性的“原子”單位(細胞和基因),并由此為生物學研究和醫(yī)學應用打造重要基礎。而二者不同之處在于,由于人類細胞圖譜計劃獨特的細胞生物學方向,它需要特殊的實驗工具、分子和細胞學描述符的選擇,以及通向終點途中的大量挑戰(zhàn)。
理想的人類細胞圖譜計劃應當包括不同領域中所有可能的標志物:
1)一個人體中的所有細胞;
2)每個細胞的空間位置;
3)一個人類生命中每一刻的每個細胞;
4)每個人類的細胞圖譜的疊加,根據不同健康狀態(tài)、基因型、生活方式和外界環(huán)境加以注釋。
四、從陽光中收集液態(tài)燃料
哈佛大學的科學家發(fā)現一款新型鈷-磷催化劑,能夠利用太陽能,將水分子分解成氫氣和氧氣,隨后這些氫將二氧化碳轉化成有機物。在這樣一個封閉系統(tǒng)中,燃燒釋放的二氧化碳將重新被轉化成燃料,而不是被排放到大氣中。這項技術或將會給太陽能和風能行業(yè)帶來革命性的影響。
五、基因疫苗
基因疫苗,指的是DNA疫苗,即將編碼外源性抗原的基因插入到含真核表達系統(tǒng)的質粒上,然后將質粒直接導入人或動物體內,讓其在宿主細胞中表達抗原蛋白,誘導機體產生免疫應答?乖蛟谝欢〞r限內的持續(xù)表達,不斷刺激機體免疫系統(tǒng),使之達到防病的目的。
基因疫苗的操作簡單,最重要的就是價格便宜,它能夠有效且快速的適應病原體突變問題,讓人體細胞產生相應的抗體,在發(fā)生疫情的時候會有很大的幫助。
相比于在細胞培養(yǎng)物或SPF雞蛋中生產的傳統(tǒng)蛋白疫苗,基因疫苗制作起來也十分簡單、且廉價。通過這種方法制得的疫苗能夠快速適應病原體突變;蛞呙绲淖罱K目標是:科學家找出能夠抵抗病原體的人群、純化能夠為人類提供保護的抗體,然后,設計出基因序列,誘導人體細胞產生這種抗體。
基因疫苗優(yōu)點:
基因疫苗不僅可以產生體液免疫應答,而且可以導致細胞毒T淋巴細胞激活而誘導細胞免疫,而傳統(tǒng)的疫苗只有活苗可誘導細胞免疫,但存在活疫苗的毒力回升的危險。
基因疫苗可以將編碼外源性抗原的基因插入到含真核表達系統(tǒng)的質粒上,然后將質粒直接導入人或動物體內,讓其在宿主細胞中表達抗原蛋白,誘導機體產生免疫應答。抗原基因在一定時限內的持續(xù)表達,不斷刺激機體免疫系統(tǒng),使之達到防病的目的。
基因疫苗存在的問題:
質粒DNA一般不會整合到宿主細胞的基因組上,目前也未發(fā)現插入突變的證據。但不能完全排除少數質粒DNA插入到染色體上引起突變的可能性。一旦整合到基因組中就可能使細胞癌基因激活或抑癌基因失活。
基因疫苗的免疫效率很難達到百分之百的免疫保護,且存在明顯的種屬個體差異,這或與不同動物細胞需要不同啟動子、抗原基因、給藥方法途徑、給藥量等有關。
六、深度學習與機器視覺
深度學習適用于計算機領域,對于圖像識別能力的幫助是非常顯著的,甚至可以超過人類大腦;機器人視覺則被應用到多個領域之中,比如農業(yè)生產、自動駕駛以及醫(yī)學診斷等等。
深度學習的概念來源于人工神經網絡的研究。含多隱層的多層感知器就是一種深度學習結構。深度學習通過組合低層特征形成更加抽象的高層表示屬性類別或特征,以發(fā)現數據的分布式特征表示。
深度學習的概念:是由Hinton等人于2006年提出。基于深信度網(DBN)提出非監(jiān)督貪心逐層訓練算法,為解決深層結構相關的優(yōu)化難題帶來希望,隨后提出多層自動編碼器深層結構。另外,Lecun等人提出的卷積神經網絡是第一個真正多層結構學習算法,它利用空間相對關系減少參數數目以提高訓練性能。深度學習是機器學習研究中的一個新的領域,它的動機在于:建立、模擬人腦進行分析學習的神經網絡,它模仿人腦的機制來解釋數據,例如圖像,聲音和文本。
值得一提的是,深度機器學習方法也有監(jiān)督學習與無監(jiān)督學習之分.不同的學習框架下建立的學習模型很是不同,比如卷積神經網絡就是一種深度的監(jiān)督學習下的機器學習模型,而深度置信網就是一種無監(jiān)督學習下的機器學習模型。
那些需要使用深度學習來最終解決的問題有如下的特征:
深度不足會出現問題。
人腦具有一個深度結構。
認知過程逐層進行,逐步抽象。
機器視覺,是人工智能的一個分支。簡單說來,機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統(tǒng)是通過機器視覺產品,將被攝取目標轉換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),得到被攝目標的形態(tài)信息,根據像素分布和亮度、顏色等信息,轉變成數字化信號;圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。
機器視覺的研究是從20世紀60年代中期美國學者L.R.羅伯茲關于理解多面體組成的積木世界研究開始的。當時運用的預處理、邊緣檢測、輪廓線構成、對象建模、匹配等技術,后來,一直在機器視覺中應用。
機器視覺實際上是一項綜合技術,其中包括圖像處理、機械工程技術、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數字頻技術、計算機軟硬件技術(包括圖像增強和分析算法、圖像卡、 I/O卡等)。一個典型的機器視覺應用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數字化模塊、數字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執(zhí)行模塊。
機器視覺系統(tǒng)最重要特點:就是提高生產的靈活性和自動化程度。特別是在一些不適于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或者人工視覺難以滿足要求的場合,常用機器視覺來替代人工視覺。同時,在大批量重復性工業(yè)生產過程中,采用機器視覺檢測方法可以大大提高生產的效率和自動化程度。
中國已成為世界機器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一,機器視覺應用范圍涵蓋了工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥、軍事、航天、氣象、天文、公安、交通、安全、科研等國民經濟的各個行業(yè)。一個重要原因是中國已經成為全球制造業(yè)的加工中心,高要求的零部件加工及其相應的先進生產線,使許多具有國際先進水平的機器視覺系統(tǒng)和應用經驗也進入了中國。
早在2010年,中國機器視覺市場迎來了爆發(fā)式增長。數據顯示當年,中國機器視覺市場規(guī)模達到8.3億元,同比增長48.2%,其中智能相機、軟件、光源和板卡的增長幅度都達到了50%,工業(yè)相機和鏡頭也保持了40%以上的增幅。
機器視覺系統(tǒng)的特點是提高生產的柔性和自動化程度。在一些不視覺系統(tǒng)工作原理簡圖適合于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合,常用機器視覺來替代人工視覺;同時在大批量工業(yè)生產過程中,用人工視覺檢查產品質量效率低且精度不高,用機器視覺檢測方法可以大大提高生產效率和生產的自動化程度。重要的是,機器視覺比較容易于實現信息集成,是實現計算機集成制造的基礎技術。
一個典型的工業(yè)機器視覺系統(tǒng)包括:光源、鏡頭(其中包括定焦鏡頭、變倍鏡頭、遠心鏡頭、顯微鏡頭)、 相機(其中包括CCD相機和COMS相機)、圖像處理單元(或圖像捕獲卡)、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊 / 輸入輸出單元等。
七、從空氣中收集凈水
空氣中收集凈水,這項科技對于缺少水資源的國家地區(qū)來說會有很大的幫助,而且不需要耗費過多的資源,最大的要求就是需要在空氣濕度低至20%的環(huán)境之下才能夠進行這樣的工作。
地球資源面臨著匱乏的重大生存問題,疊加人類活動使其超負荷,出現能源危機已經不是危言聳聽。因此,人類發(fā)明出了一種特殊“燃料”,對于太陽能和風能行業(yè)將會帶來巨大的影響。
比如科學家已經能夠從空氣中收集凈水,但現有的技術是,需要耗費大量的電力,并且只有在濕度較高時才能實現。而目前,情況正在發(fā)生了重要改變。比如來自MIT和加州大學伯克利分校的研究團隊通過一類新型多孔晶體——金屬有機骨架,能夠在空氣濕度低至20%的環(huán)境下成功收集凈水,重要的是,這一過程完全不需消耗能量。
再比如,美國一家位于亞利桑那州的初創(chuàng)企業(yè)Zero Mass Water,可以通過離網型太陽能系統(tǒng),每天可以生產2.5升水。
八、可持續(xù)型社區(qū)
可持續(xù)型社區(qū)是一種現代高科技環(huán)保攝取,人類居住在這樣的環(huán)境之中,可以更加合理的利用水資源和電力。
什么是可持續(xù)型社區(qū)? 是指在人口、資源、環(huán)境等方面綜合平衡發(fā)展的某一人文地理區(qū)位。比如能將綠色建筑理念一次性應用到大規(guī)模的建筑過程中,它將可能為能量、水資源的消耗帶來一場革命。
美國加州大學伯克利分校的科學家之前正計劃通過智能微電網,將本地產生的太陽能用于建筑的電力供應,最終將減少一半的電力消耗,并將碳排放降至0。同時,他們還計劃重新設計建筑的排水系統(tǒng),實現廁所和下水道中水資源的就地循環(huán)利用,同時雨水也將被收集利用,這些重要的舉措將會使飲用水的需求量下降70%。
可見,可持續(xù)型社區(qū)倡導的是“人與自然共生”的和諧思想,倡導生態(tài)化生態(tài)循環(huán)發(fā)展空間思維,可持續(xù)型社區(qū)包含“環(huán)境永續(xù)化、社會永續(xù)化、經濟永續(xù)化”三維理念。具有“適當的地域范圍與人口規(guī)模,具備共同的生態(tài)文化意識,成為環(huán)境宜人、社會和諧與經濟高效的生態(tài)化發(fā)展”的居住區(qū)。
可持續(xù)型社區(qū)重點強調社區(qū)的歸屬感與場所感,十分注重人與人之間的空間聯(lián)系,大力追求社區(qū)空間環(huán)境的生態(tài)永續(xù)性,可持 續(xù)性社區(qū)的特色主要表現為強烈的歸屬感、標志性建筑、歷史文化傳統(tǒng)的延續(xù)、社區(qū)公正參與意識、與自然共生協(xié)調、步行可達空間鄰里尺度、集約型的土地利用、 多樣性的住宅以及低碳、節(jié)能技術應用等。
可持續(xù)型社區(qū)尤其強調滿足現有和未來居民、其子孫和其他使用者的各類需求,促進生活品質的提高,并能夠提供機會和選擇,其居民能夠以有效合理利用自然資源,提升社區(qū)空間環(huán)境,促進社區(qū)意識及社區(qū)規(guī)劃,以及加強經濟社會繁榮等方法來實現可持續(xù)發(fā)展。
九、精準農業(yè)
精準農業(yè),又稱為精確農業(yè)或精細農作,其發(fā)源于美國。精準農業(yè)是以信息技術為支撐,根據空間變異,定位、定時、定量地實施一整套 現代化農事操作與管理的系統(tǒng),是信息技術與農業(yè)生產全面結合的一種新型農業(yè)。精準農業(yè)是近年出現的專門用于大田作物種植的綜合集成的高科技農業(yè)應用系統(tǒng)。因而,精準農業(yè)技術被認為是21世紀農業(yè)科技發(fā)展的前沿,是科技含量最高、集成綜合性最強的現代農業(yè)生產管理技術之一。
精準農業(yè)對于農民來說是一項十分偉大的發(fā)展,能夠更好的去提高農作物的產量甚至是質量,且還能夠減少用水量,避免農藥過度使用。
用大白話來說,精準農業(yè)的理念就是需要多少給多少,需要什么給什么。精準農業(yè)的具體含義就是按照農業(yè)操作每一單元的具體條件,精細淮確地調整各項農業(yè)管理措施,在每一生產環(huán)節(jié)最大限度地優(yōu)化各項農業(yè)投入,以獲取最大經濟效益和環(huán)境效益。
精準農業(yè)由十個系統(tǒng)組成:全球定位系統(tǒng)、農田信息采集系統(tǒng)、農田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農田地理信息系統(tǒng)、農業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農機具系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、系統(tǒng)集成、網絡化管理系統(tǒng)和培訓系統(tǒng)。
1、全球定位系統(tǒng)。精準農業(yè)之前廣泛采用了GPS系統(tǒng)用于信息獲取和實時的準確定位。為了提高精度廣泛采用了 DGPS(Differential Global Positioning System)技術,即所謂"差分校正全球衛(wèi)星定位技術"。它的特點是定位精度高,根據不同的目的可自由選擇不同精度的GPS系統(tǒng)。
2、地理信息系統(tǒng)GIS:精準農業(yè)離不開 GIS(Geographical Information System)的技術支持,它是構成農作物精準管理空間信息數據庫的有力工具,田間信息通過GIS系統(tǒng)予以表達和處理,是精準農業(yè)實施的非常重要步驟。
3、遙感系統(tǒng) RS:遙感技術(Remote Sensing)是精準農業(yè)田間信息獲取的關鍵技術,為精準農業(yè)提供農田小區(qū)內作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異信息的技術要求。
4、作物生產管理專家決策系統(tǒng):其核心內容是用于提供作物生長過程模擬、投入產出分析與模擬的模型庫;支持作物生產管理的數據資源的數據庫;作物生產管理知識、經驗的集合知識庫;基于數據、模型、知識庫的推理程序;人機交互界面程序等。
5、田間肥力、墑情、苗情、雜草及病蟲害監(jiān)測及信息采集處理技術設備。
6、帶GPS系統(tǒng)的智能化農業(yè)機械裝備技術:比如帶產量傳感器及小區(qū)產量生成圖的收獲機械;自動控制精密播種、施肥、灑藥機械等等。
精準農業(yè)其核心是建立一個完善的農田地理信息系統(tǒng)(GIS),可以說是信息技術與農業(yè)生產全面結合的一種新型農業(yè)。精準農業(yè)并不過分強調高產,而主要強調效益。它將農業(yè)帶入數字和信息時代,是21世紀農業(yè)的重要發(fā)展方向。
傳統(tǒng)農業(yè)的發(fā)展在很大程度上依賴于生物遺傳育種技術,以及化肥、農藥、礦物能源、機械動力等投入的大量增加而實現。由于化學物質的過量投入引起生態(tài)環(huán)境和農產品質量下降,高能耗的管理方式導致農業(yè)生產效益低下,資源日顯短缺,在農產品國際市場競爭日趨激烈的時代,這種管理模式無疑已不能適應農業(yè)持續(xù)發(fā)展的需要。
美國是全球最早提出并實踐精準農業(yè)的國家,代表著這一領域最先進的發(fā)展水平。美國大約有200多萬個農場,其中有60%-70%采用了精準農業(yè)技術。精準農業(yè)主要應用于美國中西部大豆、小麥、玉米和部分經濟作物。
以色列同樣是精準農業(yè)的代表,擁有發(fā)達的溫室技術與節(jié)水灌溉。比如在20世紀70年代之前,以色列農產品大量依靠進口,后來,以色列依據本國的自然資源條件,調整了農作物種植結構,減少了對土地資源要求高的糧食作物種植,積極發(fā)展溫室技術,改種產值高的花卉、蔬菜及水果,大大改善了其農業(yè)生產狀況。以色列的溫室技術從20世紀70年代至今,已經完全實現了智能化與自動化,一個溫室大約4000㎡,從播種開始到收獲,全過程電腦控制,幾乎不需要人力,而且將滴灌技術引入溫室系統(tǒng),進一步提高了花卉、蔬菜等農作物的產量。
十、廉價的氫能汽車催化劑
無污染的氫燃料電池技術,就是廉價的氫能汽車催化劑,對于能源汽車領域來說,這無疑是一項偉大的發(fā)明。
丹麥科學家曾經開發(fā)了一種廉價新型催化劑。讓氫能汽車發(fā)展駛入快車道;驅䦟ζ囆袠I(yè)產生重要十分影響,它的相關研究結果發(fā)表在《自然材料》雜志上。
世界上,氫動力汽車畢竟還很少,其原因全都與催化劑的成本有關,由于催化劑的生產需要鉑,因此,在普通汽車中使用大約五克這種昂貴的金屬材料,那么在環(huán)保型氫發(fā)動機中,要高出十倍的成本。
哥本哈根大學的化學家開發(fā)了一種廉價的鉑金催化劑,且新催化劑不含碳。研究人員使用具有大表面積和高強度的納米線網絡代替了納米粒子,因此,這種新型催化劑可以使每克鉑產生更多的馬力。
研究負責人、化學教授馬蒂亞斯·阿倫茨(Matthias Arenz)曾經說:“我們的催化劑僅需要現代汽車氫燃料電池中常用鉑金的一小部分。鉑金是常規(guī)汽車所必需的,但我們的新型催化劑比當今氫能汽車所用的催化劑穩(wěn)定得多!
研究人員表示:有了這一突破,氫燃料汽車將變得司空見慣,這使它們更便宜,更環(huán)保,更耐用。
中國科學技術大學科研人員研制的一種新型催化劑攻克了氫燃料電池汽車(氫能汽車)推廣應用的關鍵難題,使氫燃料電池汽車即使在寒冬也能正常啟動。該催化劑解除了氫燃料電池一氧化碳“中毒休克”危機,延長了電池壽命,拓寬了電池使用溫度環(huán)境,該研究成果日前在線發(fā)表在國際權威學術期刊《自然》上(來自于中化新網訊)。
該新型催化劑由中國科學技術大學教授路軍嶺、韋世強和楊金龍等課題組合作開發(fā)。該聯(lián)合團隊設計了一種原子級分散于鉑表面的氫氧化鐵新型催化劑,該催化劑能夠在-75℃~107℃溫度條件下100%選擇性地高效去除氫燃料中的微量一氧化碳。因此,該新型催化材料可以為氫燃料電池在頻繁冷啟動(即使在約-75℃的極寒條件下)和連續(xù)運行期間提供全時保護,避免氫燃料電池一氧化碳中毒。
“這一成果可能會大大加速氫燃料電池汽車時代的到來。”路教授曾經介紹說,“我們的最終目標是開發(fā)一種廉價的,具有高活性、高選擇性的一氧化碳優(yōu)先氧化催化劑,既可以提供機載燃料電池的全時保護,也可以為工廠高純氫氣制備提供有效手段!
所謂十大新科技是《科學美國人》與世界經濟論壇在2017夏季達沃斯論壇期間聯(lián)合發(fā)布了2017年全球十大新興技術。這份榜單由《科學美國人》雜志、《科學美國人》全球顧問委員會、世界經濟論壇全球專家網絡、世界未來委員會共同選出,涵蓋了在醫(yī)療、計算機、環(huán)保等領域的最新技術,它們在提高生活質量、促進產業(yè)轉型、保護地球環(huán)境等方面具有無限潛能。
中國最新10大科技成就
10、福建號航母下水
福建號航母排水量8萬余噸,它的下水標志著我國的航母制造已經超過了世界上大多數國家,其中電磁彈射系統(tǒng)和雷達系統(tǒng)比美國的還要先進,我國現在缺的就只有核動力了。
福建艦預估將在明年服役部隊,屆時我國的海軍實力又將提高一大截。
9、 深中通道
深中通道是中國廣東省境內連接深圳市和中山市的高速公路通道,是世界級超大規(guī)?绾蛄汗こ獭9こ倘L24千米,其中海底隧道6.8千米,橋梁17千米,設計速度100千米/小時。
深中通道采用中國自主研發(fā)的超大型沉管鋼殼,在世界上首次實現了“先河后!钡某凉馨惭b方式,有效解決了傳統(tǒng)沉管施工對海洋環(huán)境影響大、工期長、造價高等難題。
深中通道的建設,不僅有利于提高珠江三角洲地區(qū)的交通便捷度和區(qū)域發(fā)展水平,還將促進粵東和珠江口西岸地區(qū)的發(fā)展,加強廣東省的經濟輻射力。這條隧道的建設標志著我國的基建能力已經從大規(guī)模慢慢向著高技術轉變。
8、“奮斗者”號潛水器
上九天攬月我們已經完成了,2023年,我們又實現了下五洋捉鱉。奮斗者號是中國研發(fā)的萬米載人潛水器,于2020年11月10日在馬里亞納海溝成功下潛至10909米,創(chuàng)造了中國載人深潛的新紀錄。今年奮斗者號已經開始探索南極了,1月29日它完成了我國首次南極深?瓶。
7、可控核聚變技術
可控核聚變是21世紀人類最大的夢,今年我國“環(huán)流3號”又創(chuàng)下了世界紀錄。人造太陽“環(huán)流3號”是中國自主研發(fā)的超導核聚變實驗裝置,它在持續(xù)燃燒時間、輸出功率和聚變效率等方面創(chuàng)下了世界紀錄。這一成果標志著中國在核聚變能源領域取得了重大突破,為未來實現商業(yè)化核聚變能源奠定了堅實基礎。
“環(huán)流3號”首次實現100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行,這個首次實現是就全人類而言,我們又朝著目標邁進了一大步。
6、 龍芯3A6000
龍芯3A6000是中國自主研發(fā)的一款高性能通用處理器,采用自主指令集LoongArch,具有高可靠性和安全性。它采用了先進的制程工藝,單核性能實現較大提升,實測功耗降低30%。
龍芯3A6000的推出,標志著中國在自主可控計算機芯片領域取得了重大突破,有望打破國外壟斷格局。5、 C919大飛機首飛2023年國產大飛機C919試飛成功,目前,C919已經獲得了來自32家國內外客戶的1028架訂單,其中包括中國東方航空、中國南方航空、中國國際航空等知名航空公司,這些訂單充分反映了C919的市場潛力和競爭力很強。
4、 一箭41星
不要再羨慕馬斯克的星鏈了,今年我國也搞出了一箭41星技術。2023年6月15日,我國使用一枚長征二號丁運載火箭同時將41顆衛(wèi)星送入太空。這一技術的實現得益于中國在航天領域的持續(xù)發(fā)展和突破,展示了中國在火箭技術和空間應用方面的實力和水平。
一箭多星技術具有很多優(yōu)點,包括提高發(fā)射效率、降低成本、優(yōu)化空間布局等,這個技術在民用和軍用領域都很有前途。
3、雙曲線二號回收實驗成功
這次兔子又在摸著鷹醬過河,馬斯克的獵鷹系列回收火箭讓國內很多航愛好者羨慕不已,就在今年11月2號,酒泉發(fā)射中心測試了雙曲線二號運載火箭,二級起跳實驗圓滿成功。
這款火箭采用了先進的垂直起降技術,能夠在完成發(fā)射任務后返回地面,經過整修后再次使用,從而降低了發(fā)射成本和時間。雙曲線二號回收火箭具有高可靠性和低維護成本等優(yōu)點,可廣泛應用于衛(wèi)星發(fā)射、太空探測等領域。
2、華為麒麟9000S問世
就在美國商務部長雷蒙多訪華之際,華為公司推出了mate60系列,上面搭載了我國自主生產的麒麟9000S處理器。
這款芯片采用了7nm制程工藝,集成了多達153億個晶體管,擁有強大的計算和能效能力。麒麟9000S處理器在5G性能方面表現優(yōu)異,支持NSA和SA雙模網絡,下行速率可達4G。令人震驚的是,它竟然是華為聯(lián)合中芯國際生產的,這標志著我國已經突破了美國的半導體包圍圈。
1、世界最大的望遠鏡
中國圓環(huán)陣太陽射電成像望遠鏡,又叫日像儀,是中國自主研制的太陽射電監(jiān)測設備,于2023年6月份投入使用。該望遠鏡采用創(chuàng)新的圓環(huán)陣列天線布局,能夠實現對太陽的連續(xù)監(jiān)測和射電圖像的高頻成像,為太陽物理和空間天氣研究提供了重要的觀測手段。
日像儀的主要特點是高靈敏度、高分辨率和高時間分辨率,能夠捕捉到太陽射電活動的微小變化。我國日像儀的建設也標志著中國在太陽物理,和空間科學領域的研究水平取得了重大突破。
【世界最新的科技成果有哪些】相關文章:
最新的請假理由有哪些05-12
世界上最大的蜘蛛有哪些05-19
最新音響大步驟有哪些08-01
最新的合理的請假理由有哪些12-17
全世界面積最大的城市有哪些06-08
世界廚師日給廚師的短信祝福有哪些10-23
世界記憶大師的訓練方法有哪些02-27
世界上著名的鋼琴品牌有哪些12-21