材料基因工程加速新材料研发

发布时间:2024-08-24 22:05:35 来源: sp20240824

原标题:材料基因工程加速新材料研发

近年来,信息技术与新材料深度融合,以材料基因工程为代表的材料设计新方法出现,大幅缩减了新材料的研发周期和研发成本,加速新材料的创新过程。

北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心、北京材料基因工程高精尖创新中心张达威教授介绍,材料基因工程是当前材料领域公认的开发新材料的颠覆性前沿技术。传统的材料研发模式以实验和经验为主,又被称为‘试错式’研究方法,这种研发模式的效率低、成本高。借鉴生物学基因工程,材料基因工程利用材料高效计算、先进实验和大数据技术等 “数字化、智能化”的研究方法,实现对材料成分、配方、制备工艺的高效筛选、精准调控和优化设计,快速得到满足特定性能需求的新材料。这也意味着,材料基因工程是一项十分交叉的工作,信息技术和材料的跨学科融合,需要多方共同合作。

走进北京材料基因工程高精尖创新中心,自动化的材料研发设备正在有序运转。这里正致力于打造面向前沿的共性技术平台,并在高强韧高耐蚀金属结构材料、高效能源催化材料、可降解医用金属材料、智能防护涂层材料等几类关键材料上开展示范应用。

张达威以耐蚀材料研发举例表示,由于材料腐蚀过程机理十分复杂,温度、湿度、应力等环境因素,成分、加工、结构等材料因素以及时间尺度等因素,都要考虑在内。科学家要在成千上万种组合中筛选最合适的材料配方和工艺,难度很大。“这就需要借助算力,我们联合了IT企业共同建设计算平台,通过对海量数据的分析,就可以对不同种类、不同尺度的耐蚀材料进行高效筛选和设计,极大地提升研发效率。”他介绍。

完成材料筛选后,还需要针对其所处的应用环境进行服役性能测试评价,采用传统的表征方法需开展成百上千次实验,且周期很长。如今,利用人工智能技术,通过不同的腐蚀预测模型,对材料性能进行仿真预测,就可以快速得到材料在不同环境下的服役效果,如在高温高湿强辐照甚至微生物滋生的环境下,哪些材料具有更好的耐蚀性和更长的寿命。张达威说:“通过材料高效计算和高通量实验,可实现新材料的快速筛选和材料数据的快速积累;通过大数据和人工智能技术的应用,可实现材料成分和工艺的全局优化以及材料性能的提升。”

物联网、人工智能、高性能计算等技术的飞速发展,以及新型感知技术和自动化技术的应用,推动新材料产业研发进程不断加快。“科研人员可以从繁琐的实验试错中解脱出来,让实验观察变成无人实验,仿真模拟变成现象生成,让‘算’出新材料成为可能。”张达威说。

(责编:董童、李源)

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低空经济腾飞,安全如何护航? - 甘肃通报5起违反中央八项规定精神问题

低空经济腾飞,安全如何护航?

发布时间:2024-08-24 22:05:36 来源: sp20240824

   中新网 7月11日电(中新财经记者 吴涛)送快递、送外卖、航拍、灯光秀,随着技术的发展,无人机应用场景越来越丰富。不过低空经济在蕴含巨大机遇的同时,也面临一些无人机飞行“不报备”“卡信号”等安全风险,低空经济该如何持续健康地发展呢?

  低空经济机遇多

  在10日举行的2024中国互联网大会低空经济安全发展分论坛上,中国工程院院士向锦武表示,低空经济是以各类低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济,它以空域为依托,无人机产业为主导。无人化、电动化、网络化、智能化是它的主要特征与发展趋势。

  论坛现场。 中新网 记者 吴涛 摄

  如今,无人机的应用场景逐步成熟。中电信无人科技有限公司总经理单海峰表示,在物流运输上,低空运输极大地提高了物流配送效率,降低了运输成本;在交通管理方面,5G无人机常态化巡检弥补了传统地面监控设备的监控盲区,可以实时监控道路的一些基础设施状态、异常车辆事件等。

  向锦武表示,现在低空经济非常活跃,典型的“无人机+”应用场景非常丰富。一般分为三大类,一类是生产作业类,第二类是公共服务类,还有航空消费类。“生产作业类应用得到深度的拓展,就像现在的农林植保方面用得比较多,公共服务类应用正在成熟,消费类也在加速探索。”

  由点到面,目前低空经济在一些地区发展颇具规模,并带动产业链发展。江苏省苏州市政府副秘书长金晓虎在论坛上称,目前苏州低空经济产业链上集聚了近350家企业,涵盖了生产制造、技术研发、软件开发、商业应用等。“以低空制造为例,苏州拥有碳纤维、锂电池、航空发动机、无人机整机等各个领域的众多高新技术企业和专精特新企业。2023年苏州无人机通行飞行量近1万小时,在省内也是位居首位。”

  该如何安全发展

  低空经济发展前景普遍看好,但面临的一些问题也需注意。中国互联网协会副理事长黄澄清在论坛上表示,必须正视安全问题。安全是低空经济发展的基石,没有安全就没有可持续发展。

  向锦武具体指出,无人机系统目前面临技术融合、飞行安全、行业监管、多域合作的挑战,飞行平台的可靠性、稳定性以及智能化程度等都决定了其发展质量。

  “以通信导航方面为例,要低时延、高精度定位、集群飞行,集群飞行就要求通讯系统要能够承受住大容量并发作业,否则特别是飞行汽车,飞到某地,突然卡死了,没信号了,这不是吓破胆了吗?”向锦武表示。

  北京临空国际技术研究院院长马剑指出,目前低空经济面临关键领域创新不足的问题,特别是在传感器等方面存在较大欠缺;另外安全风险逐步增大,现在每天只是推算有上万架的无人机飞行没有报备;还有低空经济标准亟待完善,比如低空航路,未来低空交规谁来制定,怎么管理?

  中国电信集团有限公司党组成员、副总经理李峻认为,解决低空经济安全发展问题时,在强化立法监管的同时,也要立法技术进行监测反制,确保无人机有序合规使用。

  李峻认为,首先要做好低空通信网、低空感知网、低空算力网这三大基础设施;另外还要构建了包括硬件设备、管理平台和服务团队的无人机侦反体系,能够对进入防护区域的无人机开展全面的监测,实时预警和精准反制,通过白名单机制,确保已经报备的无人机能够正常作业。(完)

【编辑:刘阳禾】