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能效比提升超228倍 我国科学家研制出新芯片
科技日报· 2026-01-22 14:27
核心观点 - 北京大学团队研发出基于阻变存储器的非负矩阵分解模拟计算芯片,在计算速度和能效上相比先进数字芯片实现数量级提升,为大规模数据处理提供了高效新方案 [1][2] 技术突破与性能 - 团队设计了一种基于阻变存储器的非负矩阵分解模拟计算求解器,并创新设计了可重构紧凑型广义逆电路,通过电导补偿原理优化核心计算步骤,实现一步求解,优化了芯片面积与能耗 [1] - 与当前先进数字芯片相比,该模拟计算芯片的计算速度可提升约12倍,能效比提升超过228倍 [1] - 在MovieLens 100k数据集推荐系统训练任务中,与主流可编程数字硬件相比,实现了212倍的速度提升和4.6万倍的能效提升 [2] - 在网飞规模数据集的推荐系统训练任务中,计算速度较先进数字芯片提升约12倍,能效比提升超过228倍 [2] 应用验证与效果 - 在图像压缩任务中,与全精度数字计算机结果相比,图片精度损失相差无几,并节省了一半的存储空间 [2] - 在推荐系统应用中,其预测误差率与数字芯片计算结果高度相近 [2] - 该技术为非负矩阵分解这类约束优化问题的实时求解开辟了新路径,展现了模拟计算处理现实复杂数据的巨大潜力 [2] 技术背景与行业意义 - 非负矩阵分解是一种强大的数据降维技术,能从巨量庞杂信息中提炼潜在模式与特征,广泛应用于图像分析、信息聚类、个性化推荐等领域 [1] - 面对百万级规模的数据集,传统数字硬件受计算复杂度和内存瓶颈限制,难以满足实时处理需求 [1] - 模拟计算直接利用物理定律实现并行运算,具有延时低、功耗低的先天优势 [1] - 该研究可为实时推荐系统、高清图像处理、基因数据分析等场景带来技术革新,助力人工智能应用向更高效、更低功耗方向发展 [2]
科技日报:第九届温度测量与控制技术学术交流会召开
科技日报· 2026-01-22 11:19
会议概况 - 第九届全国温度测量与控制技术学术交流会在武汉召开 由中国计量测试学会温度计量专业委员会主办 湖北省计量测试技术研究院协办 [1] - 会议汇聚了来自全国计量技术机构、高校、科研院所及仪器制造企业的**260余位**代表 [1] - 会议旨在围绕温度测量与控制技术的最新科研成果与发展方向展开深入探讨 [1] 会议核心内容与报告 - 大会安排了**4位**资深专家作主旨报告 从温标演进与应用、新型传感技术、产业深化应用及国家战略需求等多维度解析领域发展趋势 [1] - 会议聚焦学术前沿 安排了多场专题报告 展示温度计量技术的创新实践 [1] - 专题报告内容涉及技术创新、服务升级、市场拓展及产业赋能 彰显温度计量在产业生态中的核心价值 [1] - 与会代表探讨如何以温度计量技术解决行业痛点 推动产业高质量发展 [1] 学术成果展示与交流 - 会议同期举办论文宣读与海报展示活动 收录**70余篇**学术论文 [2] - 学术论文覆盖温度计量基础研究、检测与校准新方法、不确定度评定及行业应用等方向 [2] - 研究内容立足产业需求 涵盖技术应用探索、服务模式优化、行业痛点分析及未来趋势预判 [2] - 与会代表围绕报告主题深入交流 海报展示区讨论热烈 [2] 产业对接与设备展示 - 展区汇聚了国内**十余家**温度仪器生产及计量设备企业 [2] - 企业展示了精准计量、智能监测、现场无线校准等领域的创新设备与解决方案 [2] - 参会代表与企业代表深入交流 探讨技术优势与应用需求的对接 内容涵盖行业趋势分析到具体应用构想 [2] - 展区呈现了中国温度仪器设备制造的技术进步 彰显了科研成果向产业转化的良好态势 [2] 会议意义与未来展望 - 会议通过学术交流、论文展示与产业对接 为温度计量领域的创新发展提供了重要平台 [2] - 专家认为会议内容紧扣产业需求 既展现技术前沿 又推动成果落地 [2] - 会议对促进温度计量技术赋能产业升级、服务国家战略具有重要意义 [2] - 未来 温度计量领域将继续深化产学研合作 以技术创新驱动产业高质量发展 [2]
湖南自主研制成功盾构掘进装备“智慧大脑”
科技日报· 2026-01-22 11:19
核心观点 - 湖南大学联合中国铁建重工集团成功研发出盾构掘进运维与风险防控智能体,该技术已搭载于超大直径盾构装备并应用于国家重大工程,实现了盾构机从“经验驱动”到“数据驱动”的跨越,显著提升了施工安全与效率 [1][3][5] 技术研发与合作 - 研发主体为湖南大学地下空间开发先进技术与智能装备团队,联合中国铁建重工集团团队共同攻关 [1] - 研发旨在解决复杂地质条件下盾构掘进参数人工调控难、易诱发开挖面失稳、地表沉降超限、盾构姿态失调等行业难题 [3] - 研发得到了地下空间开发先进技术与智能装备湖南省工程研究中心及长沙市重大专项“复杂地层盾构智能掘进关键技术”的支持 [3] - 该成果是校企产学研用合作的重要成果,系统性打通了盾构机“性态感知—风险预警—智能决策”的完整链路 [3] 技术功能与优势 - 该智能体让盾构机具备了“智慧大脑”,可自主“辨识”地质、“预判”风险并实现“精准”决策 [3] - 智能体能够精准预测地表沉降与盾构姿态,提前规避地面塌陷风险 [3] - 智能体可以实时预警盾构机的被埋隐患,并智能决策掘进参数,使复杂地质下的掘进作业更平稳高效 [3] 应用成果与数据 - 该智能体已成功搭载于超大直径盾构装备,并应用于上海地铁崇明线20标工程 [5] - 在上海地铁崇明线工程中,系统参数辅助决策准确度高于90%,控制掘进姿态偏差不超过30毫米,有效解决了传统人工操控滞后及不合理问题 [5] - 在广花城际二工区工程中,智能体在设备故障诊断与智能运维环节,相比传统文档搜索故障排查方式效率提升了20% [5] - 在广花城际工程中,该技术助力设备利用率提升12%,并促进典型工况月进尺增加5% [5] 行业影响与推广 - 该成果的相关技术已被列为中国公路学会隧道与地下空间“四新技术”重点推广成果 [5] - 技术的推广应用显著降低了施工安全事故率与人为误判风险,并大幅提升了运维响应效率 [5] - 团队下一步将持续深耕隧道智能建造领域,着力推动相关技术在更多超大直径盾构、跨江越海隧道等复杂工程场景的拓展和应用,以支撑中国地下工程建设高质量发展 [5]
今年首个X级耀斑爆发 地磁暴对人体健康影响微乎其微
科技日报· 2026-01-22 11:04
事件概述 - 北京时间1月19日凌晨,太阳活动区爆发X1.9级耀斑,标志着2026年首个X级大耀斑出现 [1] - 受日冕物质抛射影响,自1月20日2时起,地球开始发生地磁暴 [1] - 截至1月21日17时,已持续出现15小时特大地磁暴,18小时大地磁暴以及6小时中等地磁暴,目前地磁活动仍在持续 [1] - 受此次强烈地磁活动影响,我国多地天空出现了绚丽的极光 [1] 地磁暴成因与强度 - 地磁暴是高速太阳风压缩地球磁场,并引发短时剧烈扰动的现象 [2] - 超强地磁暴通常由日冕物质抛射引起,一次日冕物质抛射能将数以亿吨计的太阳物质以每秒数百千米甚至上千千米的速度抛离太阳表面 [2] - 此次耀斑爆发伴随全晕日冕物质抛射和超强太阳质子事件,这是自1991年3月24日以来最强的太阳质子事件,也是有记录以来第三强的同类事件 [2] - 此次日冕物质抛射发生在日面中心附近,方向直指地球,速度高达1200千米/秒,爆发后大约24小时即引起地磁扰动,因此地磁暴强度非常高 [2] 地磁暴预报预警能力 - 目前已实现地磁暴预警,但其原理和精准度与天气预报存在本质区别 [3] - 预警过程主要分为三步:首先是对太阳活动的7×24小时不间断监视;其次,预测日冕物质抛射何时抵达地球;最后,预测地磁暴的强度与持续时间 [3] - 当日冕物质抛射到达地球附近时,位于日地之间、距离地球约150万公里(日地L1点)的“哨兵”卫星会直接测量太阳风的速度、密度和磁场方向,其中磁场方向的测量尤为关键 [3] - 空间天气预报的误差仍相对较大,地磁暴发生时间的预报误差在±12小时左右,同时地磁暴的强度预报结果也存在偏差 [4] - 太阳活动大约以11年为一个周期,目前正处于第25个太阳活动周的峰值阶段,未来一段时间内,太阳活动预计仍将较为活跃,发生强地磁暴的可能性依然很高 [4] 地磁暴对人类及技术系统的影响 - 地磁暴对人体健康几乎没有影响,既看不见也感觉不到,其引起的磁场变化强度甚至远低于日常使用的磁铁 [5][6] - 地磁暴对航空器和卫星轨道运行会有一定影响,空间站可能会因大气拖曳造成轨道高度有所下降,卫星导航设备定位误差可能有所增大,但对公众日常使用导航等功能影响不大 [6] - 强烈的地磁活动可能会影响动物的迁徙和导航能力,例如对借助地磁导航的信鸽影响巨大,专家建议尽量避免在地磁暴发生时进行司放 [6]
【科技日报】基础研究进入“从0到1”突破期
科技日报· 2026-01-22 10:11
核心观点 - 2025年中国基础研究加速进入“从0到1”突破期,高质量科研产出全球第一,领先优势持续扩大[1][2] - 基础研究经费占全社会研发经费比重达7.08%,创历史新高,长期稳定投入正转化为原始创新的澎湃动能[1][7] - 国家重大科技基础设施(大科学设施)项目超70个,数量世界领先,技术部分领跑,成为推动基础研究发展的新引擎[4][5] - 从顶层设计到地方实践,基础研究体系不断完善,体制机制持续优化,推动科研实力从“单点突破”迈向“体系化提升”[3][6][7] 原创成果与前沿突破 - 在钍基熔盐实验堆领域,于世界上率先实现钍铀核燃料转换,初步证明了熔盐堆利用钍资源的技术可行性,巩固了行业引领地位[2] - 在量子科技领域,“祖冲之三号”实现千万亿倍算力突破,天地一体化保密通信网络取得进展,形成“局部领跑、整体并跑”的战略格局[2] - 在生命科学领域,开创大脑新生神经元治疗中枢神经系统疾病的新途径,并解码蝗虫群聚信息素的生物合成与行为操控,跻身世界前沿[2] - 在空间科学领域,首次揭示月球背面在约42亿年前和28亿年前存在两期不同的玄武质火山活动,并首次获得月背古磁场信息[3] - 在脉冲星研究领域,利用“中国天眼”(FAST)发现一颗罕见的掩食脉冲星,得益于其无与伦比的超高灵敏度[4] 大科学设施与平台建设 - 江门中微子实验测量出描述中微子振荡的两个参数,精度较此前国际最好水平提升1.5至1.8倍[5] - 高海拔宇宙线观测站“拉索”发现黑洞是宇宙中的“超级粒子加速器”,并成功破解困扰科学界近70年的宇宙线“膝”区形成之谜[5] - 郭守敬望远镜累计发布光谱数达2807万条、恒星参数1159万组,数据量稳居世界第一[5] - 大科学设施能够提供前沿研究所必需的极限条件,是支撑基础研究的重要平台,产出的许多成果处于世界前沿水平[4][5] 研发投入与体系构建 - 2025年全社会研究与试验发展经费投入为39262亿元,多年稳居世界第二位[7] - 2024年到2025年,基础研究经费占全社会研发经费比重由6.91%提升至7.08%[7] - 修订后的《国家自然科学基金条例》于2025年施行,从国家行政法规层面完善科学基金多元化投入机制,鼓励原创研究并设立专项资金培养青年科技人才[6] - 上海市支持企业提升基础研究投入,对企业、社会力量设立的基础研究公益基金在沪支持的项目,按照基金投入的50%给予共同支持[7] - 科技部将统筹国家战略和经济社会发展需求,加快布局实施国家重大科技项目,有组织推进战略导向的基础研究[7]
【科技日报】不用换电池的无导线心脏起搏器研发成功
科技日报· 2026-01-22 10:11
"这款起搏器最核心的创新,在于它拥有一套高效的能量自生系统——就像内置了一个微型'发电 机'。"论文第一作者、中国科学院大学副教授欧阳涵说,"它能借助电磁感应原理,从心脏每次跳动的 低频运动中收集能量,并转换成电能。测试结果表明,它产生的电力最高可达120微瓦,超过了维持起 搏器终身运行所需约5—10微瓦的标准,足以稳定支持起搏器工作,从而精准调控心律。" 值得关注的是,这款起搏器体积非常小巧,形状近似胶囊,对人体组织友好,不易引发排异或凝 血,可以通过微创导管经股静脉植入心脏内部,大大降低手术创伤。科研团队独创了一套极简的磁悬浮 储能结构,这项设计不仅减少了能量损耗和内部摩擦,还实现了近零启动阈值、高效能量转换和持续稳 定的功率输出,在简化整体结构的同时,也显著提升了设备长期工作的可靠性。 未来,心脏起搏器或许再也不需要更换电池。记者1月21日从中国科学院大学获悉,来自该校等单 位的科研团队,成功研发出一款依靠心脏跳动自发电的共生型心脏起搏器。该技术有望解决患者因电池 耗尽而需再次手术更换心脏起搏器的难题,向"一次植入、终身使用"迈出关键一步。相关研究成果发表 于《自然-生物医学工程》杂志。 对心脏病患者而 ...
【光明日报】终身免维护心脏起搏器问世
科技日报· 2026-01-22 10:11
对于成千上万的心脏病患者来说,植入心脏起搏器是维持生命节律的重要方式。这类植入式电子设 备不仅能调节心律,还能帮助恢复运动、视觉、听觉等功能,在疼痛管理、疾病监测等方面扮演着关键 角色,极大提升了患者的生活质量。 该起搏器设计极度微型化,生物相容性优异,可通过微创导管经股静脉植入心脏内部,大大降低了 手术创伤。"我们还设计了磁悬浮能量缓存结构,大幅减少能量损耗和内部摩擦,实现高效稳定的能量 转换,也让设备运行更加持久可靠。"欧阳涵说。 令人欣喜的是,这项技术在国家心血管病中心动物实验中心完成动物实验验证。在研究团队构建的 心律失常猪模型中,这款共生型起搏器完全依靠心脏跳动自主供能,成功进行了为期一个月的持续运行 测试,全程稳定发挥起搏功能,有效调控了实验动物的心律。 这一突破意味着,未来心脏起搏器的使用寿命有望延长至与人的自然寿命同步,从而让患者彻底告 别二次手术的痛苦——这不仅为心脏病治疗带来革命性的可能,也为所有植入式电子设备迈向真正 的"终身免维护"与"人机共生"时代开辟了一条全新道路。 (原载于《光明日报》 2026-01-22 08版) 然而,一个长期难题始终悬在患者心头:起搏器里的电池会用完。一旦 ...
新疆电网智能防冰再添硬核支撑
科技日报· 2026-01-22 10:08
核心观点 - 国网新疆电力在750千伏塘哈二线成功安装“观冰精灵”智能监测装置,标志着新疆电网冬季防冰保障正式迈入“机巡主导、智能预警监控”新阶段,实现了超高压输电线路防冰系统智能化精准部署零的突破 [1] 技术部署与应用 - 部署地点位于750千伏塘哈二线007号至008号塔区段,地处海拔约2000米山区,是新疆电网骨干输电通道,冬季覆冰风险突出 [2] - 公司利用大载重无人机协同作业,历时两天完成“观冰精灵”的安装与调试,攻克了高海拔、低温严寒及微地形带来的作业难题 [2] - “观冰精灵”为高度集成式智能监测设备,集成导线覆冰厚度监测、导线舞动分析、连接点温度监测、通道环境隐患识别及镜头加热除雾等多项核心功能 [4] - 设备采用导线感应取电模式,可在-40℃极端低温环境下持续稳定运行,其双路覆冰监测镜头精度达±2毫米 [4] - 设备搭配前视、后视、下视三目隐患监测镜头,构建立体化线路监测网络,实现覆冰“监测—预警—处置”全流程闭环管理 [4] 技术优势与价值 - “观冰精灵”有效破解了高寒山区设备供电难、数据采集精度不足、后期维护成本高的痛点 [6] - 监测数据可实时回传至电网管控平台,为构建“空—天—地”一体化冰情防控网络提供关键技术支撑 [6] - 该设备的投用填补了新疆超高压线路智能化防冰监测的空白 [4] 未来规划 - 公司将全面总结此次安装调试及应用经验,完善“定点监测+智能分析”输电线路智能运维体系 [8] - 计划将该体系优化升级后,逐步推广至全疆不同地理气候区段的重要输电线路,以持续提升电网冬季防冰抗冰智能化水平 [8]
2025年中国工业经济顶压前行、向新向优
科技日报· 2026-01-22 09:55
2025年中国工业与信息化发展核心数据与成就 - 2025年规模以上工业增加值同比增长5.9%,制造业规模有望连续16年保持全球第一 [1] - 规模以上装备制造业和高技术制造业增加值同比分别增长9.2%和9.4% [1] - 工业和信息化领域对经济增长的贡献超四成,有效发挥“压舱石”作用 [2] 产业智能化与绿色化进展 - 累计建成基础级、先进级、卓越级智能工厂分别超3.5万家、8200余家和500余家,并培育15家领航级智能工厂 [2] - 累计培育国家绿色工厂超8000家,协同推进工业降碳、减污、扩绿、增长 [2] - 5G和千兆光网已融入97个国民经济大类中的91个,工业互联网实现41个工业大类全覆盖 [1] 科技创新与高端制造突破 - 集成电路和电子专用材料行业增加值同比分别增长26.7%和23.9% [2] - 工业机器人产量同比增长28%,新能源汽车新车销量同比增长28.2% [2] - 在重大装备方面实现突破,如超大直径盾构机、重型燃气轮机,并完成6G第一阶段技术试验,形成超300项关键技术储备 [2] - 新兴领域投资增势良好,航空、航天器及设备制造等行业投资实现两位数增长 [2] 人工智能产业高速发展 - 2025年人工智能核心产业规模预计突破1.2万亿元,企业数量超过6000家 [3] - 智能算力规模达1590 EFLOPS,企业发布多款人工智能芯片产品,国内大模型引领全球开源生态 [3] - AI终端产品加速普及,2025年前三季度智能眼镜市场出货量超178万副,其中近八成是AI眼镜 [3] - 启动运行国家人工智能产业投资基金,资金规模达600亿元 [3] 企业培育与产业生态 - 累计培育专精特新中小企业超14万家,有效期内的高新技术企业达50.4万家 [1] - 新兴产业和未来产业成果涌现,如脑机接口技术向教育、工业等领域加速拓展,智能机器人、民用无人机等产品不断成熟和增长 [4] 未来政策与发展方向 - 将着力稳增长、强创新、促融合、优治理、防风险,确保实现“十五五”良好开局 [1] - 推动人工智能产业高质量发展,重点抓好技术创新、融合应用及生态建设 [3] - 深入实施发展壮大新兴产业行动,创建国家新兴产业发展示范基地,加快培育新兴支柱产业 [4] - 持续开展未来产业创新任务“揭榜挂帅”,支持地方建设未来产业先导区,加大政府投资基金投资力度 [4][5]
绿氢产业亟待走向规模化商业化
科技日报· 2026-01-22 09:20
近日,生态环境部会同国家能源局发布《温室气体自愿减排项目方法学 可再生能源电解水制氢》。这 是我国氢能领域首个温室气体自愿减排项目方法学,将撬动绿氢的巨大减排潜力。 "温室气体自愿减排项目方法学还将推动绿氢产能释放。"该方法学牵头编制单位——中国华电集团碳资 产运营有限公司碳交易运营管理部副主任富兰克表示。 绿氢在未来能源架构中被视为关键载体。从国家出台顶层设计,到地方开展全链条布局,绿氢产业发展 版图正在全国加速铺开。然而,产业在蓬勃发展的同时,仍面临成本、技术、产业链协同等挑战,规模 化、商业化的关键,在于实现降本增效、安全储运和生态构建。 政府、企业、科研机构正合力探索破局之道,一场绿氢产业革命,正在塑造中国乃至全球的能源未来。 发展初具规模 冬晨,在四川攀枝花街头,全国首个光解水制氢商业化项目正有序运转,为氢能源货车加注绿氢燃料。 而在距此2800多公里的新疆哈密,不久前投运的200千瓦AEM(阴离子交换膜)电解水制氢系统,正在将 当地的风光电资源转化为绿氢。 这些进展,得益于宏观政策的清晰指引。近年来,氢能产业顶层设计不断加强。《中华人民共和国能源 法》和"十五五"规划建议,均将氢能列为前瞻布局的未 ...