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这一年,国产技能不断打破
2019-07-06 22:16:34

  盘点这一年的中心技能:22纳米光刻机、450公斤人工蓝宝石、0.12毫米玻璃、大型航天器收回、盾构机“弃壳回来”、远距离虹膜辨认……哪一个不夺人眼球!

  2018年,高新技能效果在各行各业开花结果,在进步工业效能的一起也为人们的日子发明了更多便当。科技立异主体不谋而合向着“自主把握中心技能,打破国外独占”的方针前行。

  1 智能水刀 削铁断金

  10月份的第四届军民交融展开高技能配备效果展上,一把奇特的水刀招引观众停步。它以水为刀刃切开各种资料,别离海绵、凿穿岩石、削断钢铁,完胜激光切开。其全名五轴五联动智能水刀,由上海狮迈科技有限公司(以下简称狮迈科技)研制出产,彻底具有自主知识产权。

  水刀原理和孩子们玩的水枪很像。给一般自来水加压到4000个大气压以上,迫使加压后的水从一个小喷嘴喷宣布来,构成高速射流,在这股高速射流里参加尖利破碎的小颗粒,构成高速磨料射流。

  水刀能量巨大,高压水高速射流以3倍音速打向切开方针,完成切开。比较“长辈”激光切开,水刀切开进程是一个高速磨削加快速冷却的进程,没有热损害和热变形,没有烟雾和粉尘,绿色环保。简单说,激光能切不能切的,水刀都能切。波音公司、空客公司都很多运用智能水刀进行机械加工。

  水刀、激光和等离子切开完成精密切开是难点。狮迈科技经3年研制了一套共同高品质操控体系。经过选用数学模型精准猜测射流行走途径上每一点的差错,完成对射流每一步行走的速度、加速度、切开头的偏摆视点以及射流的特性参数准确的操控,在切开功率最大化的情况下到达主动消除差错的高精度方针。

  2 虹膜辨认 1.2米远两秒搞定

  虹膜辨认是除DNA以外最牢靠的生物辨认技能,仅有、防伪。最开端虹膜辨认要像用望远镜相同把眼睛贴在设备上,后来扩大到设备半米内辨认。11月份,虹星科技正式投产“驾驶员生物特征辨认一体机”,将虹膜辨认距离拓宽到1.2米,扫一眼即可,无需过多合作。

  每个人的虹膜都绝无仅有。红外光条件下,可出现丰厚纹路特性,安稳特征点200多个,刷眼后仪器提取出具有高区分力的特征码,与数据库进行比对,这一进程称为虹膜辨认。虹膜辨认的优势首要体现在巨大数据库中精准找人。在监控视频中准确找一个人,1万的人群基数用人脸辨认,10万人以下用指纹辨认,100万个人应当用虹膜辨认。

  虹膜仅约1平方厘米,人脸是300平方厘米,辨认难度相差300倍。距离稍远,难以收集到明晰的虹膜纹路;并且人本身的晃动和眨眼,会让成像存在运动含糊、眼皮遮挡等一系列问题。

  虹星科技成像阶段运用千万像素以上的图画传感器,确保满意的虹膜分辩率;精心核算近红外光源的视点和强度,在不伤害人眼的前提下照亮虹膜纹路;将智能算法移到成像设备内,使成像与核算协同作业;快速图画质量判别算法,丢掉低质量图画,专心辨认高质量虹膜图画;优化算法,一秒处理上百张千万像素的虹膜图画。终究做到了1.2米距离内2秒虹膜辨认。

  3 海底盾构机 完成“功遂身退 ”

  打海底地道的盾构机,只能掘进不能撤退,价值几千万元的设备往往“一去不复返”。8月20日,厦门地铁3号线海底地道中,伴随着终究一块刀盘被拆下,海底的盾构机在国际上第一次成功完成撤退回来。

  盾构机是打洞能手,它的头是一块布满“牙齿”的圆盘,不断旋转,啃掉泥土和石头,长100多米、重约800吨的长筒身子里,有马达和泥浆循环管道。它死后的新空间拼贴上弧形的水泥管片,地道就此成型。可是,盾构法施工使死后洞径变小,所以盾构机无法撤退,一般永久封存在地道旁的死胡同里。

  但是厦门地铁3号线海底地道施工方中铁一局城轨公司想出了一个方法,将盾构机拆掉运出来。他们请专家研讨出在不滚动刀盘的情况下,调整割除视点的倾斜法,霸占了刀盘撤除的难题。

  海底地道40℃高温,拆机用火焰切开,适当风险。为此拆机“三班倒”,地道内每距离100米还增设一台大功率电扇通风。拆机前的详细交底,动火作业前的消防设施预备,动火中的洞内气体实时检测。并定制专用重载板车,处理了一次运送65吨部件的难题。

  终究,拆机工期不到一个月,盾构机14000多个零部件都安全撤除,装箱运回库房。盾构机的壳体,留在地道里做内壁。这发明了又一个我国工程之最。

  4 人工蓝宝石 450公斤破纪录

  2018年头,450公斤级人工蓝宝石在我国诞生。拿下全球分量等级最高、单体最大的人工蓝宝石晶体“桂冠”。将2017年俄罗斯坚持的350公斤级国际纪录进步了100公斤。

  人工蓝宝石是高科技出产范畴的重要原资料。小到智能手机摄像头、触摸屏、LED灯,大到国之重器、高强度激光、地理观测体系光学元器材,运用日益广泛。

  新世纪以来,我国蓝宝石出产设备和出产工艺依然很大程度依靠进口,特别是我国的出产才能和产品尺度还不能满意国防科技、国之重器的全面需求。

  此颗人工蓝宝石根据国际干流的泡生法出产技能。原理是先将氧化铝质料加热至熔点后构成熔汤,再以籽晶棒触摸到熔汤外表,在籽晶棒与熔汤的固液界面上开端成长和晶种相同晶体结构的单晶,晶种以极缓慢的速度往上拉升,终究凝结成一整个单晶晶碇。

  这一进程绵长,对炉温操控、出产体系和谐运用有极严苛的要求。出产450公斤级产品,与出产200公斤级、350公斤级产品,其技能要求不在一个层面,有质的差异。该公司总经理张俊说:“咱们的中心技能是自主研制的主动化出产设备、热产规划理论和微观工艺运用,从原资料选取、加工、出产,全部是我国制造。”

  5 最薄玻璃 厚度仅0.12毫米

  继0.15毫米之后,我国技能人员寻求极致,拉出0.12毫米的超薄电子触控玻璃,又创浮法技能工业化出产最薄玻璃的国际纪录。5月份,蚌埠中建材信息显现资料有限公司最新一批超薄玻璃下线。

  超薄玻璃的厚度在0.1—1.1毫米之间,可用来做手机、电脑、电视显现屏根底资料。玻璃越薄,透光性、柔韧性越好,越容易碎。但最新研制的0.12毫米超薄玻璃,被曲折成环状也不会折断。

  玻璃厚度每下降0.1毫米,添加的制造难度超乎幻想。从2013年的0.3毫米下降到现在薄如纸片的0.12毫米,企业方处理了玻璃拉薄、微缺陷、三大热工设备的规划制造和玻璃配方四大难题,开发了玻璃冷端的切裁、运送以及缺陷在线检测等一系列技能手段。

  从0.15毫米到0.12毫米,为这肉眼简直无法分辩的0.03毫米,团队攻关2年。在熔化工艺、成型工艺、切开工艺、查验包装和配备技能等方面,打破1000多项技能瓶颈后,国际最薄的0.12毫米浮法玻璃总算诞生。几年前国内上百条显现面板出产线的玻璃和设备彻底依靠进口,现在国内超薄玻璃技能国际抢先,竞争力很强。显现屏价格降下来,电子产品相对更实惠了。现在该公司现已开端着手研制0.1毫米超薄玻璃。

  6 航天器收回 分量推至7吨以上

  火箭收回和复用是马斯克SpaceX的重要标签。其实,我国也收回过3.5吨的神舟飞船载人舱。11月,航天五院508所验证关键技能,可将我国航天器收回分量推至7吨以上。这与508所成功研制出大型群伞体系和大载重着陆缓冲体系密不可分。该所选用直升机外挂投进7吨级模型的方法,成功进行我国初次大型群伞体系及大载重着陆缓冲体系空投试验,多项大型航天器收回范畴首要技能指标到达国际先进水平。

  收回航天器,再入回来时的初级减速首要靠减速伞。有别于神舟飞船的单伞体系,全新研制的减速伞是群伞体系,由2顶减速伞、3顶主伞组成。减速伞的承载才能、伞型规划大幅优化;主伞则确保了各伞之间充气的共同同步。该群伞体系多级收口与打开,有用降低了开伞载荷。

  着陆收回阶段,大载重航天器无损着陆收回对着陆缓冲体系要求甚高。为此,508所科研团队霸占了多气囊组合缓冲动力学建模与仿真等多项关键技能;着陆缓冲进程时刻极短,又研制了高灵敏度着陆灵敏器,处理了快速呼应着陆缓冲操控问题。终究确保体系牢靠作业,回来舱着陆安稳。

  7 22纳米光刻机 “雕”出精密线条

  11月29日,中科院研制的“超分辩光刻配备”经过检验。这个国际上首台用紫外光源完成了22纳米分辩率的光刻机,含义在于用廉价的光源完成较高的分辩率,用于一些特别制造场景。光刻机不光是制造芯片用,一张平面资意料刻出繁复图画,都可以用光刻。光刻机适当于一台投影仪,光便是一把雕刻刀,在感光平板上“雕”出精密的线条图画。

  运用深紫外光源的光刻机是干流,缺陷是太贵重;荷兰ASML独占的极紫外光源的光刻机,更是贵到令人发指,一台3000万元,还要在真空下运用。中科院研制的22纳米光刻机选用紫外光汞灯,整机价格在百万元级到千万元级,加工才能则介于深紫外级和极紫外级之间,令人振奋。

  中科院研制的这种光刻机拿手加工包括大口径薄膜镜在内的一系列纳米功用器材,对我国的遥感成像、生化痕量丈量、特种外表资料等范畴有重要含义。

  中科院光电所的科学家杨勇这样解说其原理,拿一块金属片和非金属片密切触摸,界面上有一些乱蹦的电子;光投影在金属上,这些电子就有序地震动,发生波长几十纳米的电磁波,可用来光刻。

  8 细粒度图画辨认 “看”一眼就结账

  在传统核算机视觉研讨中,图画辨认的方针方针从属类别一般是比如“狗”“车”和“鸟”等传统含义上的类别分类。但咱们应该都有这样的阅历:逛街时看到路人的萌犬心爱备至,可仅知是“犬”殊不知其详细种类。但是,细粒度等级图画辨认技能便能准确分辩出哪怕纤细差异的方针方针,处理此类难题。

  现落地于南京快餐厅的细粒度图画辨认才智收银体系,可以近100%辨认率,准确辨认几十种菜品,该体系在详细运行时,门客仅需将选好的菜品放在辨认区,体系便会马上显现出菜品清单和价格,即可进行结算。

  旷视科技Face++南京研讨院负责人魏秀参博士表明:“首要,咱们经过数据收集收集到待辨认菜品近千张的图画信息,之后针对许多菜品间纤细的差异规划根据深度学习的细粒度等级图画辨认算法。该算法除惯例的卷积神经网络模块对整盘菜品获取全局性的判别信息外,还包括一个‘注意力’模块,可主动‘聚集’到差异纤细菜品的部分图画区域。这些部分区域可有用辅佐算法进行细粒度等级的菜品辨认。”这样,整张细粒度图画辨认特征既包括了菜品等级特征,又包括了更强判别性的部分特征,使得分类准确无误。比较传统标签结算的方法,细粒度图画辨认技能大大降低了体系及人力本钱,一起大幅提升了顾客点餐结账的功率。

  9 特高压绝缘子 残次黏土造“瓷器活”

  变电站和高压输电线路的根底设施中,有一种重十几公斤到几十公斤的瓷瓶,名为绝缘子,反常重要却常被疏忽。针对我国特高压电网的运用要求,接受百万伏高压和数十吨拉力是绝缘子产品的中心功能。12月份,全球首条瓷绝缘子主动化出产线在内蒙古精诚绝缘子有限公司的厂区内正式发动调试。

  该公司用残次黏土做出比优质黏土密实度更高的产品,顶住百万伏特,内职业界是一次技能革命。

  为此,公司团队多年来对伴生黏土进行数百次颗粒成分剖析和配方试验,将伴生非优质黏土占产品质料的份额确定collect在60%,终究获取自主知识产权的“绝密配方”,完成每款特高压绝缘子能执役50年的方针。

  不仅如此,经过近十年来20多项技能集成立异,国际瓷绝缘子职业朝思暮这一年,国产技能不断打破想的主动化出产也完成了。全球首条主动化出产线在精诚绝缘子的车间诞生。出产线上的辊道窑恰似传送带,辊子滚动使陶瓷从窑头传送到窑尾的进程中,就完成了从配料、制造、上釉、烤制、检测,再到终究包装的全主动化出产。

  10 水纹溯源 揪出排污企业

  本年,生态环境部对30个省区市70个城市的黑臭水体这一年,国产技能不断打破整治展开了现场监察。督察期间假如下雨,黑臭水领会冒出来,不下雨黑臭水体藏得很好,违这一年,国产技能不断打破法排污问题就被掩盖了。

  清华大学环境学院吴静课题组自主研制的这款水质“指纹”辨认器,担当了我国治污界的福尔摩斯,可依靠水纹揪出污染“嫌疑犯”。

  每家企业的废水中,都包括本身共同信息,首要是残留污染物,这便是废水的水纹。每种物质宣布的荧光都不相同,物质浓度越高,在图谱中就越杰出,而收集水质“指纹”便是收集废水的荧光图谱。废水水纹库,类似于差人的疑犯指纹数据库,把需求检测的水质指纹与水纹库比对,就能发现“嫌疑犯”了。

  一旦水纹超越预警限值,24小时监测仪器会主动预警。

  此外,仪器会主动保存水质指纹10年以上,发现问题,主动留取反常水纹作为清查依据。还可与其他类型的污染溯源技能彼此弥补,构成组合拳,将原先数周的排查时刻缩短为半小时左右,且依据确凿,监管指向明晰。(记者 唐芳)