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科技创新

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从先进车企的举动推测汽车的未来

智能科技类 kleidistorange 2017-04-14 11:20 发表了文章 来自相关话题

电动化还是内燃机?氢燃料还是化石燃料?钢板车身还是树脂车身?买车还是租车?……终极汽车究竟什么样?说起汽车的未来,虽说大家都知道现状之后是未来,但对于前面列举的那些疑问,究竟哪一项是关键,其实非常困难。

比如电动化与内燃机。关于可搬动性和能量密度出色的化石燃料,随着内燃机效率的提高,汽车燃效在不断改善。伴随这一趋势,日本的轻型车很多都在JC08模式下实现了35km/L以上的燃效,与小型混合动力车达到同等水平。如果不考虑车型级别,从整体来看,可以说发动机车与混合动车的燃效差距正在逐步缩小。

但是,要符合今后会更加严格的燃效法规,只改善内燃机的确很难过关。运用电动技术的动力传动系统无疑也要进一步提高效率才行。另外,可确保用户能驾车到任何地方的自由性,同时也可在用户需要时,像地铁等公共交通工具一样自动带用户去往目的地的自动驾驶也将成为未来必备的技术。这是因为,由机械代替人来驾驶可收到巨大的效果,不仅能改善能源利用效率,而且还可减少事故并减轻驾驶员负担。

到2050年,全世界将有2/3以上、多达60亿的人口居住在城镇。在这种情况下,汽车的使用形态也将发生巨变。为了避免严重的交通拥堵及空气污染,必须建立起这样的环境:让利用者有效地共享车辆或只在需要时使用车辆,而不是一味提高汽车私有率。

在汽车业,瞄准这样的未来的举措才刚刚起步,与现在的汽车业务相比,相关业务模式都还未确立。不过,先进汽车厂商并不认为是在做无用功,都在积极推进各自的举措。

比如,丰田将在2014年度(截至2015年3月)推出燃料电池车;宝马推出了对动力传动系统、车身材质及生产方法进行了革新的小型电动汽车“i3”;本田启动了由燃料电池车及电动汽车向家庭供电的实验;戴姆勒在全球27座城市开始提供汽车共享服务“car2go”,等等。

这些先进汽车厂商对汽车的未来有何考虑?汽车的制造方法及使用方法又会因此发生什么样的变化?这些都值得我们关注。 查看全部
电动化还是内燃机?氢燃料还是化石燃料?钢板车身还是树脂车身?买车还是租车?……终极汽车究竟什么样?说起汽车的未来,虽说大家都知道现状之后是未来,但对于前面列举的那些疑问,究竟哪一项是关键,其实非常困难。

比如电动化与内燃机。关于可搬动性和能量密度出色的化石燃料,随着内燃机效率的提高,汽车燃效在不断改善。伴随这一趋势,日本的轻型车很多都在JC08模式下实现了35km/L以上的燃效,与小型混合动力车达到同等水平。如果不考虑车型级别,从整体来看,可以说发动机车与混合动车的燃效差距正在逐步缩小。

但是,要符合今后会更加严格的燃效法规,只改善内燃机的确很难过关。运用电动技术的动力传动系统无疑也要进一步提高效率才行。另外,可确保用户能驾车到任何地方的自由性,同时也可在用户需要时,像地铁等公共交通工具一样自动带用户去往目的地的自动驾驶也将成为未来必备的技术。这是因为,由机械代替人来驾驶可收到巨大的效果,不仅能改善能源利用效率,而且还可减少事故并减轻驾驶员负担。

到2050年,全世界将有2/3以上、多达60亿的人口居住在城镇。在这种情况下,汽车的使用形态也将发生巨变。为了避免严重的交通拥堵及空气污染,必须建立起这样的环境:让利用者有效地共享车辆或只在需要时使用车辆,而不是一味提高汽车私有率。

在汽车业,瞄准这样的未来的举措才刚刚起步,与现在的汽车业务相比,相关业务模式都还未确立。不过,先进汽车厂商并不认为是在做无用功,都在积极推进各自的举措。

比如,丰田将在2014年度(截至2015年3月)推出燃料电池车;宝马推出了对动力传动系统、车身材质及生产方法进行了革新的小型电动汽车“i3”;本田启动了由燃料电池车及电动汽车向家庭供电的实验;戴姆勒在全球27座城市开始提供汽车共享服务“car2go”,等等。

这些先进汽车厂商对汽车的未来有何考虑?汽车的制造方法及使用方法又会因此发生什么样的变化?这些都值得我们关注。
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发那科机床用储能装置,可对最大供电削峰

智能科技类 kleidistorange 2017-04-14 11:18 发表了文章 来自相关话题

发那科在7月下旬举行的“日本尖端技术展(TECHNO-FRONTIER)2014”上,展出了可对机床最大供电作削峰的储能装置“ECF(M)”(图)。当冲压机等瞬时耗电量大的设备需要超过电源设备容量的电力时,可从ECF(M)“借电”来削峰。该装置有望降低电源设备容量和设备成本,实现稳定的电力供应。




图:发那科展出的储能装置“ECF(M)”(最右,带飞轮的马达驱动飞轮转动并储存动能)。左边及中央是驱动马达。ECF(M)通常是以固定速度转动,驱动马达工作时则减速,供应再生电力。相反,当驱动马达减速时,利用再生电力驱动飞轮转动,储存能量。
ECF(M)由带飞轮的伺服马达和放大器构成。平时利用伺服马达驱动飞轮,将动能储存下来。在突然出现很大的电力需求时,降低伺服马达的速度,产生再生电力,向冲压机等的驱动马达供电。相反,当正在运行的驱动马达减速时,可以利用这种再生电力使ECF(M)的马达加速,储存能量。由于ECF(M)与驱动马达使用同一伺服系统,共享耗电量信息,因此可以根据电力需求情况瞬间供应电力。

关于电力削峰,一般是采用在电容器中蓄电以调配电力的方法。电容器具有能源效率高的优点,但容量越大,其成本就越高。ECF(M)只需改变飞轮的尺寸和重量,或者增加飞轮个数,就能增大容量,因此可降低设备成本。另外,该设备的结构也很简单,可以直接埋在地下,节省空间。 查看全部
发那科在7月下旬举行的“日本尖端技术展(TECHNO-FRONTIER)2014”上,展出了可对机床最大供电作削峰的储能装置“ECF(M)”(图)。当冲压机等瞬时耗电量大的设备需要超过电源设备容量的电力时,可从ECF(M)“借电”来削峰。该装置有望降低电源设备容量和设备成本,实现稳定的电力供应。
QQ图片20170414111704.jpg

图:发那科展出的储能装置“ECF(M)”(最右,带飞轮的马达驱动飞轮转动并储存动能)。左边及中央是驱动马达。ECF(M)通常是以固定速度转动,驱动马达工作时则减速,供应再生电力。相反,当驱动马达减速时,利用再生电力驱动飞轮转动,储存能量。
ECF(M)由带飞轮的伺服马达和放大器构成。平时利用伺服马达驱动飞轮,将动能储存下来。在突然出现很大的电力需求时,降低伺服马达的速度,产生再生电力,向冲压机等的驱动马达供电。相反,当正在运行的驱动马达减速时,可以利用这种再生电力使ECF(M)的马达加速,储存能量。由于ECF(M)与驱动马达使用同一伺服系统,共享耗电量信息,因此可以根据电力需求情况瞬间供应电力。

关于电力削峰,一般是采用在电容器中蓄电以调配电力的方法。电容器具有能源效率高的优点,但容量越大,其成本就越高。ECF(M)只需改变飞轮的尺寸和重量,或者增加飞轮个数,就能增大容量,因此可降低设备成本。另外,该设备的结构也很简单,可以直接埋在地下,节省空间。
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斯坦福大学开发太阳能电池散热技术,可使模块温度下降18度以上

智能科技类 kleidistorange 2017-04-14 11:15 发表了文章 来自相关话题

美国斯坦福大学的研究人员于当地时间2014年7月22日宣布,开发出了太阳能电池用散热技术。只需将开发的薄膜贴到现有晶体硅太阳能电池的表面,便可将日照导致的温度上升幅度控制在约18K。这样便可抑制晶体硅类太阳能电池在夏季发电性能下降问题。
不采取措施的夏季转换效率比额定值低4个百分点

据介绍,如果在气温300K(约27℃)的条件下有能量密度为800W/m2的日照,未采取措施的太阳能电池的表面温度就会上升至342.3K(约69℃)。而室外型太阳能电池发电性能的额定值大部分都是在25℃的温度下测定的。而且,晶体硅类太阳能电池对温度上升的耐受性较差,温度每上升约1K,输出功率就会下降0.45%。表面温度达到69℃时,温度较额定值的条件上升了约42K,会导致输出功率下降约19%。如果是转换效率额定值为20%的太阳能电池,在这一条件下实际能发挥出的转换效率仅为16%左右。

另外,将此次开发的薄膜贴到太阳能电池表面后,可将800W/m2日照下的温度上升幅度抑制在17.6K。这时,太阳能电池的表面温度只有约52℃,输出功率仅下降约11%。上述转换效率为20%的太阳能电池实际以约18%的转换效率工作。

该薄膜可抑制温度上升的原因大致有3点:(1)材料采用石英;(2)实施了棱锥状表面加工;(3)厚度减薄,只有100μm。这样一来,薄膜吸收的红外线的热量以及太阳能电池传递出的热量以波长4μm以上的红外线辐射的形式向外散发的效果会更强。

(1)采用石英是因为石英对可视光的透射率高,而对波长在4μm以上的红外线的透射率低。(2)的表面形状对于波长4μm以上的红外线也具有可提高其与空气的阻抗匹配的作用。这样,从棱锥体的尖端到底部,实际折射率会慢慢发生变化,有助于降低反射,提高辐射性能。另外,(3)厚度薄则有助于确保太阳能电池的热量容易向薄膜表面传递,还可确保可视光的透射率。

上述三种技术已分别被已有技术单独使用。比如,普通玻璃中7~8成材料为石英,因此,现有太阳能电池也有望实现对于波长4μm以上的红外线的吸收效果。不过,除此之外还同时采取另两项技术的例子却很少。如果表面形状平坦且玻璃较厚,就会不断吸收红外线而很少辐射,并容易阻碍太阳能电池向外部传到热量。

另外,棱锥状表面加工在有些普通防反射膜上也被采用。不过,材料采用石英的情况很少。此次斯坦福大学通过同时采取这三项措施,实现了高散热性能。

不过,上述结果均是由模拟获得的。斯坦福大学表示,今后还将实际制作薄膜,在实际环境下进行性能评估。 查看全部
美国斯坦福大学的研究人员于当地时间2014年7月22日宣布,开发出了太阳能电池用散热技术。只需将开发的薄膜贴到现有晶体硅太阳能电池的表面,便可将日照导致的温度上升幅度控制在约18K。这样便可抑制晶体硅类太阳能电池在夏季发电性能下降问题。
不采取措施的夏季转换效率比额定值低4个百分点

据介绍,如果在气温300K(约27℃)的条件下有能量密度为800W/m2的日照,未采取措施的太阳能电池的表面温度就会上升至342.3K(约69℃)。而室外型太阳能电池发电性能的额定值大部分都是在25℃的温度下测定的。而且,晶体硅类太阳能电池对温度上升的耐受性较差,温度每上升约1K,输出功率就会下降0.45%。表面温度达到69℃时,温度较额定值的条件上升了约42K,会导致输出功率下降约19%。如果是转换效率额定值为20%的太阳能电池,在这一条件下实际能发挥出的转换效率仅为16%左右。

另外,将此次开发的薄膜贴到太阳能电池表面后,可将800W/m2日照下的温度上升幅度抑制在17.6K。这时,太阳能电池的表面温度只有约52℃,输出功率仅下降约11%。上述转换效率为20%的太阳能电池实际以约18%的转换效率工作。

该薄膜可抑制温度上升的原因大致有3点:(1)材料采用石英;(2)实施了棱锥状表面加工;(3)厚度减薄,只有100μm。这样一来,薄膜吸收的红外线的热量以及太阳能电池传递出的热量以波长4μm以上的红外线辐射的形式向外散发的效果会更强。

(1)采用石英是因为石英对可视光的透射率高,而对波长在4μm以上的红外线的透射率低。(2)的表面形状对于波长4μm以上的红外线也具有可提高其与空气的阻抗匹配的作用。这样,从棱锥体的尖端到底部,实际折射率会慢慢发生变化,有助于降低反射,提高辐射性能。另外,(3)厚度薄则有助于确保太阳能电池的热量容易向薄膜表面传递,还可确保可视光的透射率。

上述三种技术已分别被已有技术单独使用。比如,普通玻璃中7~8成材料为石英,因此,现有太阳能电池也有望实现对于波长4μm以上的红外线的吸收效果。不过,除此之外还同时采取另两项技术的例子却很少。如果表面形状平坦且玻璃较厚,就会不断吸收红外线而很少辐射,并容易阻碍太阳能电池向外部传到热量。

另外,棱锥状表面加工在有些普通防反射膜上也被采用。不过,材料采用石英的情况很少。此次斯坦福大学通过同时采取这三项措施,实现了高散热性能。

不过,上述结果均是由模拟获得的。斯坦福大学表示,今后还将实际制作薄膜,在实际环境下进行性能评估。
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即将到来的十场科技革命

智能科技类 料盘挡板 2016-12-28 14:03 发表了文章 来自相关话题

西班牙《国家报》10月25日刊登《即将到来的10场革命》一文,作者为西班牙塞万提斯虚拟图书馆创始人、科技专家安德烈斯·佩德雷尼奥。文章全文盘点如下:



1.人工智能


人工智能正出现在接踵而来的所有革命中:无人机、自动驾驶、科学探索、个人数字化服务、机器人、大数据……


我们研发机器是为了让它们学习。机器学习作为一门多领域交叉学科已经成为各大洲各个公司和天才工程师们最渴求的。医药和金融业也不甘落后,还有医疗诊断、银行机器人、股票交易等行业。事实上,对于以上这些行业的发展来说,人工智能都将成为一个基本组成部分,航空、运输、电信维护、重工业、个人护理服务甚至艺术创作都将纳入越来越多的人工智能元素。


未来,人工智能的发展将帮助人类增强能力,并将可能创造出超越人类的机器,实现目前还无法想象的挑战,甚至征服银河系。




2.个性化医疗和机器人手术


将人工智能应用在医药、纳米医疗、人类基因组分析等领域将带来高度个性化的医疗以及更为强大的预期诊断。


我们现在已经拥有了推动一场将对我们的寿命、福利和生活质量产生重大影响的史无前例的革命的基础。在计算、纳米科技和生物科技支持下的医药和生物学潜力巨大。机器人已经参与到外科手术中。在纳米医药领域,很多临床试验已经获得了重大进展。


未来期望的焦点在于精准作用于病变组织和器官的药物上,这对抗击癌症等疾病具有重大意义。不出几年,机器人将更多参与到外科手术中,手术也将变得更加微创,精确度更高。


此外,个性化医疗将在生物识别技术的发展下迈上新的台阶。可穿戴衣物和设备将能有效测量和监控个体的健康指标,为疾病的防治提供数据。




3.新材料


新的人造材料,尤其是与纳米可视技术有关的材料或使我们的世界发生革命性的变化。全碳气凝胶、钛泡沫等新材料层出不穷。


尽管纳米技术在目前还存在很多局限性,纳米管、石墨烯等其他材料已经带来了革命性创新。以聚合物为基础的材料将在中期内推动实现公路和楼房的自我修复;可吸附污染的油漆、以抗冲击材料制成的汽车、不沾污渍和细菌的衣服、电子产品可弯曲屏幕等都已经出现在人们的生活中。中国甚至已经依靠3D打印技术建造出了房屋。


未来几年面对的挑战主要在于将目前在新材料领域的成果以工业化方式应用在实际中,变成具体的产品。专家预计,未来10年内纳米科学的发展将使得所谓的分子纳米技术成为可能,“点石成金”将不再是遥远的梦想。




4.智慧城市和物联网


未来10年,在所谓的“智慧城市”的推动下,城市生活将发生翻天覆地的变化,物联网和传感器化将是其中的重要基础。


欧洲正在向能够极大改善城市环境、科技、节能、公交、无线网等方面的技术领域进行大规模投资。包括印度和中国在内的一些亚洲国家正在规划未来的智慧城市,居民的生活和经济活动将与物联网、大数据和人工智能息息相关。传感器将使“物”便于发送相关信息,从而以直接或间接的方式产生能够影响我们生活的智慧行为。

智慧城市的发展前景使传感器化进程的潜力巨大:以传感器组成的世界将推动一切发生变革,并将适用于城市、基础设施、楼房、家庭等各种范围。技术将使一个城市变得更高效和宜居。




5.清洁能源


我们对化石燃料的依赖正在逐渐降低,科技进步将帮助我们越来越多地合理利用更清洁和廉价的能源。气候变化和环境恶化的加速使我们对清洁能源的需求越来越迫切。


太阳能、风能、地热、水电和生物质能源等清洁能源发展迅猛。家用和工厂太阳能板的价格自2008年以来降低了80%;风能的利用在近15年内增加了25%;生物质能源已经为巴西工业提供了21%的能源所需;冰岛发电25%依靠地热。


清洁能源领域未来的发展很大程度上将依靠新材料的出现和能源储备能力的提高。太阳能板的效率还有很大提升空间,纳米科技或将使包括氢在内的一些目前处于停滞状态的清洁能源实现加速发展。目前被很多限制束缚的聚变能也有很大的发展可能。




6.数字货币和金融


随着“比特币”的横空出世和加密数字货币的出现,金融体系已经焕然一新。


随着数据区块链技术的问世,数字货币已经成为了本世纪最耀眼的创新,其安全概念和极高的可行性使得全世界银行和金融机构正在对其进行非常广泛的应用。


这种全世界范围内史无前例的创新发展正在通过数字科技重塑货币世界和金融服务。很难预测各国政府是否会接受全球化的电子货币,因为存在监管难度,但毋庸置疑的是,金融业和银行业的变革将是非常深刻的。




7.开放式在线教育


我们花了20年的时间试图弄清数字革命将给教育带来怎样的发展和变革。数字一代正在向我们表明当前的教育体系亟待改变的需求。


开放式教育带来的革命中,美国麻省理工学院无疑是先驱,该学院在本世纪初就宣布推出开放式课程计划,紧随其后的是“大型网络公开课”、纳米学位等一系列知名在线教育项目。美国汗学院的在线免费视频教学已经吸引了2600多万“粉丝”。


放眼未来,教育将越来越个性化,能够充分发掘个人的天赋以及团队的创造力和多学科合作能力。人工智能也将在教育个性化进程中扮演至关重要的角色。




8.无人驾驶汽车


这是人工智能潜力的一大力证。尽管仍需突破重重障碍,但无人驾驶汽车已经为汽车业带来了一场革命,同时也进入了将成百上千种创新纳入传统汽车行业的工业4.0时代。


随着配备一定自动驾驶技术的智能汽车的发展,未来汽车已显露雏形。目前的智能汽车已经包含了很多提高安全性的技术资源:危险早期检测、自动紧急制动、车道偏离警报、疲劳驾驶监控、路况预报……美国优步公司首辆无人驾驶出租车将于今年底在美国匹兹堡亮相,不过在这个初级阶段仍需有人坐在驾驶位上应对特殊情况。新加坡也在推动类似车辆投入实践。最重要的是,科技将使我们的出行变得更安全,使老年人、残疾人或无法驾驶的人士出行更便捷。我们的生活方式也将发生改变。


无人机技术和无人驾驶车辆的融合将推动曾经只属于科幻电影的新一代汽车的问世。飞行汽车的基础已经打下。美国特拉富贾公司甚至已经打造出了原型样车。美国航空航天局已经宣布,不出10年,无人驾驶飞行汽车将不再是梦。




9.无人机


尽管目前还有一些政府对无人机限制严格,但未来我们必将生活在一个无人机盘旋在头顶的世界。


无人机目前已经有了成百上千种用途:在切尔诺贝利和福岛等受污染区域取样、监控火山、参与反恐和禁毒行动、边境管控、偷猎监控、人员营救、军事侦察等。德国正在使用无人机将药品运输至北部岛屿,瑞士用它们分发邮件……无人机在未来还有巨大的发展空间,从送货上门到提供网络服务。




10.开放大数据


数字世界几乎充斥着大数据,其目的是通过挖掘海量数据来完成特定的任务。


如今社交网络大数据被运用在确定各领域市场的走向上,无论是时尚领域还是证券市场。对大数据的分析使得个性化服务日趋完善,对癌症等疾病的认识也进一步深入,道路交通也更易规范。大数据的发展将得到来自“机器学习”的大力支持,其运用和可能性将因此大大增加。


未来,大数据将是科学与政治的结合。政府数据库的开放将推动针对民众的高质量服务的发展。研究显示,欧盟经济在政府开放大数据的支撑下有望出现1.9%的增长。开放大数据不仅会对经济产生显著影响,还是所有国家公共部门透明化的基础。
 
 
来源:战略前沿技术
 
 
 
 
 
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西班牙《国家报》10月25日刊登《即将到来的10场革命》一文,作者为西班牙塞万提斯虚拟图书馆创始人、科技专家安德烈斯·佩德雷尼奥。文章全文盘点如下:



1.人工智能


人工智能正出现在接踵而来的所有革命中:无人机、自动驾驶、科学探索、个人数字化服务、机器人、大数据……


我们研发机器是为了让它们学习。机器学习作为一门多领域交叉学科已经成为各大洲各个公司和天才工程师们最渴求的。医药和金融业也不甘落后,还有医疗诊断、银行机器人、股票交易等行业。事实上,对于以上这些行业的发展来说,人工智能都将成为一个基本组成部分,航空、运输、电信维护、重工业、个人护理服务甚至艺术创作都将纳入越来越多的人工智能元素。


未来,人工智能的发展将帮助人类增强能力,并将可能创造出超越人类的机器,实现目前还无法想象的挑战,甚至征服银河系。




2.个性化医疗和机器人手术


将人工智能应用在医药、纳米医疗、人类基因组分析等领域将带来高度个性化的医疗以及更为强大的预期诊断。


我们现在已经拥有了推动一场将对我们的寿命、福利和生活质量产生重大影响的史无前例的革命的基础。在计算、纳米科技和生物科技支持下的医药和生物学潜力巨大。机器人已经参与到外科手术中。在纳米医药领域,很多临床试验已经获得了重大进展。


未来期望的焦点在于精准作用于病变组织和器官的药物上,这对抗击癌症等疾病具有重大意义。不出几年,机器人将更多参与到外科手术中,手术也将变得更加微创,精确度更高。


此外,个性化医疗将在生物识别技术的发展下迈上新的台阶。可穿戴衣物和设备将能有效测量和监控个体的健康指标,为疾病的防治提供数据。




3.新材料


新的人造材料,尤其是与纳米可视技术有关的材料或使我们的世界发生革命性的变化。全碳气凝胶、钛泡沫等新材料层出不穷。


尽管纳米技术在目前还存在很多局限性,纳米管、石墨烯等其他材料已经带来了革命性创新。以聚合物为基础的材料将在中期内推动实现公路和楼房的自我修复;可吸附污染的油漆、以抗冲击材料制成的汽车、不沾污渍和细菌的衣服、电子产品可弯曲屏幕等都已经出现在人们的生活中。中国甚至已经依靠3D打印技术建造出了房屋。


未来几年面对的挑战主要在于将目前在新材料领域的成果以工业化方式应用在实际中,变成具体的产品。专家预计,未来10年内纳米科学的发展将使得所谓的分子纳米技术成为可能,“点石成金”将不再是遥远的梦想。




4.智慧城市和物联网


未来10年,在所谓的“智慧城市”的推动下,城市生活将发生翻天覆地的变化,物联网和传感器化将是其中的重要基础。


欧洲正在向能够极大改善城市环境、科技、节能、公交、无线网等方面的技术领域进行大规模投资。包括印度和中国在内的一些亚洲国家正在规划未来的智慧城市,居民的生活和经济活动将与物联网、大数据和人工智能息息相关。传感器将使“物”便于发送相关信息,从而以直接或间接的方式产生能够影响我们生活的智慧行为。

智慧城市的发展前景使传感器化进程的潜力巨大:以传感器组成的世界将推动一切发生变革,并将适用于城市、基础设施、楼房、家庭等各种范围。技术将使一个城市变得更高效和宜居。




5.清洁能源


我们对化石燃料的依赖正在逐渐降低,科技进步将帮助我们越来越多地合理利用更清洁和廉价的能源。气候变化和环境恶化的加速使我们对清洁能源的需求越来越迫切。


太阳能、风能、地热、水电和生物质能源等清洁能源发展迅猛。家用和工厂太阳能板的价格自2008年以来降低了80%;风能的利用在近15年内增加了25%;生物质能源已经为巴西工业提供了21%的能源所需;冰岛发电25%依靠地热。


清洁能源领域未来的发展很大程度上将依靠新材料的出现和能源储备能力的提高。太阳能板的效率还有很大提升空间,纳米科技或将使包括氢在内的一些目前处于停滞状态的清洁能源实现加速发展。目前被很多限制束缚的聚变能也有很大的发展可能。




6.数字货币和金融


随着“比特币”的横空出世和加密数字货币的出现,金融体系已经焕然一新。


随着数据区块链技术的问世,数字货币已经成为了本世纪最耀眼的创新,其安全概念和极高的可行性使得全世界银行和金融机构正在对其进行非常广泛的应用。


这种全世界范围内史无前例的创新发展正在通过数字科技重塑货币世界和金融服务。很难预测各国政府是否会接受全球化的电子货币,因为存在监管难度,但毋庸置疑的是,金融业和银行业的变革将是非常深刻的。




7.开放式在线教育


我们花了20年的时间试图弄清数字革命将给教育带来怎样的发展和变革。数字一代正在向我们表明当前的教育体系亟待改变的需求。


开放式教育带来的革命中,美国麻省理工学院无疑是先驱,该学院在本世纪初就宣布推出开放式课程计划,紧随其后的是“大型网络公开课”、纳米学位等一系列知名在线教育项目。美国汗学院的在线免费视频教学已经吸引了2600多万“粉丝”。


放眼未来,教育将越来越个性化,能够充分发掘个人的天赋以及团队的创造力和多学科合作能力。人工智能也将在教育个性化进程中扮演至关重要的角色。




8.无人驾驶汽车


这是人工智能潜力的一大力证。尽管仍需突破重重障碍,但无人驾驶汽车已经为汽车业带来了一场革命,同时也进入了将成百上千种创新纳入传统汽车行业的工业4.0时代。


随着配备一定自动驾驶技术的智能汽车的发展,未来汽车已显露雏形。目前的智能汽车已经包含了很多提高安全性的技术资源:危险早期检测、自动紧急制动、车道偏离警报、疲劳驾驶监控、路况预报……美国优步公司首辆无人驾驶出租车将于今年底在美国匹兹堡亮相,不过在这个初级阶段仍需有人坐在驾驶位上应对特殊情况。新加坡也在推动类似车辆投入实践。最重要的是,科技将使我们的出行变得更安全,使老年人、残疾人或无法驾驶的人士出行更便捷。我们的生活方式也将发生改变。


无人机技术和无人驾驶车辆的融合将推动曾经只属于科幻电影的新一代汽车的问世。飞行汽车的基础已经打下。美国特拉富贾公司甚至已经打造出了原型样车。美国航空航天局已经宣布,不出10年,无人驾驶飞行汽车将不再是梦。




9.无人机


尽管目前还有一些政府对无人机限制严格,但未来我们必将生活在一个无人机盘旋在头顶的世界。


无人机目前已经有了成百上千种用途:在切尔诺贝利和福岛等受污染区域取样、监控火山、参与反恐和禁毒行动、边境管控、偷猎监控、人员营救、军事侦察等。德国正在使用无人机将药品运输至北部岛屿,瑞士用它们分发邮件……无人机在未来还有巨大的发展空间,从送货上门到提供网络服务。




10.开放大数据


数字世界几乎充斥着大数据,其目的是通过挖掘海量数据来完成特定的任务。


如今社交网络大数据被运用在确定各领域市场的走向上,无论是时尚领域还是证券市场。对大数据的分析使得个性化服务日趋完善,对癌症等疾病的认识也进一步深入,道路交通也更易规范。大数据的发展将得到来自“机器学习”的大力支持,其运用和可能性将因此大大增加。


未来,大数据将是科学与政治的结合。政府数据库的开放将推动针对民众的高质量服务的发展。研究显示,欧盟经济在政府开放大数据的支撑下有望出现1.9%的增长。开放大数据不仅会对经济产生显著影响,还是所有国家公共部门透明化的基础。
 
 
来源:战略前沿技术
 
 
 
 
 
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智造家
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智能制造未来的发展趋势是什么?

机械自动化类 集运物流 2016-11-21 16:49 回复了问题 • 5 人关注 来自相关话题

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科技也疯狂(有图)

机械自动化类 品管人生 2016-11-21 13:29 发表了文章 来自相关话题

是滴,今天的主角又双叒叕是谷歌。。

大家还记不记得之前介绍过的谷歌隔空操作技术——Project Soli







简单介绍——

这是谷歌去年在Google I/O 2015现场推出的手势操作感应技术,能利用微芯片雷达精准识别出细微的手指活动,并以此来操控各种设备。






小巧的身材可以装进各种智能设备里。。

比如——搓搓手指,就能查看地图






捏捏空气,就能调节音量






关键是,这并不是概念产品!

在今年的I/O 2016上,谷歌第一次让我们看到这个技术的实际应用。。

隔空操作LG智能手表






而如今,这款带给人们全新体验的黑科技迎来了新的革新。。

不仅能隔空操作,还能隔空识别物体!

这款装置名叫——RadarCat






这是由苏格兰圣安德鲁斯大学的研究人员,使用Project Soli开发的一款可以识别物体的设备。

简单的说——它可以自动识别你拿的物体是什么!

举个栗子——自动识别,一块木头






识别装在杯子里的液体是水






还是可乐






CD、书什么的都没问题






手机型号,是正面反面都能分辨出来






甚至连物体的成分都能显示出来






更神奇的是,

靠近人体时甚至还能识别出到底是位于哪一个部位!

然后打开关联好的设置——放在手背,显示时间






放在肚子,打开美食APP






放在大腿,打开谷歌地图






这也太逆天了吧!

至于原理——

和普通雷达一样,通过发射电磁波,计算电磁波遇到物体并反射回来的时间,来测量物体和形状和与物体之间的距离。RadarCat融入了先进算法,不仅能够检测到外部对象、还可根据内部结构对物体进行识别。





仔细想想——

这项技术未来或许可以被用于垃圾回收设施,以更好地帮助分类垃圾,甚至可以用来帮助盲人感知更多物体。。

嗯,未来无限可能。
 
 
 
 
 
来源:战略前沿技术
智造家提供 查看全部
是滴,今天的主角又双叒叕是谷歌。。

大家还记不记得之前介绍过的谷歌隔空操作技术——Project Soli

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简单介绍——

这是谷歌去年在Google I/O 2015现场推出的手势操作感应技术,能利用微芯片雷达精准识别出细微的手指活动,并以此来操控各种设备。

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小巧的身材可以装进各种智能设备里。。

比如——搓搓手指,就能查看地图

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捏捏空气,就能调节音量

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关键是,这并不是概念产品!

在今年的I/O 2016上,谷歌第一次让我们看到这个技术的实际应用。。

隔空操作LG智能手表

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而如今,这款带给人们全新体验的黑科技迎来了新的革新。。

不仅能隔空操作,还能隔空识别物体!

这款装置名叫——RadarCat

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这是由苏格兰圣安德鲁斯大学的研究人员,使用Project Soli开发的一款可以识别物体的设备。

简单的说——它可以自动识别你拿的物体是什么!

举个栗子——自动识别,一块木头

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识别装在杯子里的液体是水

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还是可乐

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CD、书什么的都没问题

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手机型号,是正面反面都能分辨出来

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甚至连物体的成分都能显示出来

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更神奇的是,

靠近人体时甚至还能识别出到底是位于哪一个部位!

然后打开关联好的设置——放在手背,显示时间

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放在肚子,打开美食APP

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放在大腿,打开谷歌地图

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这也太逆天了吧!

至于原理——

和普通雷达一样,通过发射电磁波,计算电磁波遇到物体并反射回来的时间,来测量物体和形状和与物体之间的距离。RadarCat融入了先进算法,不仅能够检测到外部对象、还可根据内部结构对物体进行识别。
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仔细想想——

这项技术未来或许可以被用于垃圾回收设施,以更好地帮助分类垃圾,甚至可以用来帮助盲人感知更多物体。。

嗯,未来无限可能。
 
 
 
 
 
来源:战略前沿技术
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科技发展新态势与创新驱动发展

机械自动化类 D工业人 2016-10-09 17:52 发表了文章 来自相关话题

 
前言
在9月27日的2016上海院士专家峰会上,中国科学院科技战略咨询研究院院长潘教峰作了题为《科技发展新态势与创新驱动发展》的报告。报告中,他预测了未来可能发生的重大科技变革,以及我国科技发展的“阿喀琉斯之踵”。

 

一、科技革命的历史启示与新一轮科技革命和产业变革

我们国家确定了实现现代化的奋斗目标,要重新崛起为世界强国。在实现现代化的进程当中,需要力避和克服许多风险,防止落入经济发展的“中等收入陷阱”、社会公信力的“塔西陀陷阱”、区域差距的“梅佐乔诺陷阱”、大国崛起的“修昔底德陷阱”等。实际上我国要从一个后发国家,实现伟大复兴,崛起成为世界强国,非常不容易,需要克服前进道路上可以预见和未能预见的困难和问题。未来10至20年是我们能否顺利实现现代化的一个关键阶段。
 
对一个强国而言,经济的质量比总量更重要,历史告诉我们,无论是GDP的总量还是GDP世界排名与份额,都很难表征一个国家经济发展的质量和水平,更难反应其国家地位,先进生产力、先进文化、先进经济结构,比GDP总量更重要,在这其中科技是最具革命性的关键力量。

从宏观上看,科技整体呈现出多点突破,交叉汇聚的态势,许多基本科学问题面临突破。

新一代信息技术的快速发展与创新模式变革将推动科学技术本身的深刻变革,与用户创新、开放创新等模式创新结合,将为科学技术带来变革性的影响,体现在将会引发互联网、神经科学、计算科学等和其他技术高度融合的颠覆性创新。同时推动开放式、大众式新型科技创新模式的形成和发展。

人类可持续发展的需求将催生相关领域的科技突破,并引发对科技风险的反思。现在遇到很多发展的瓶颈问题,无论是环境的、健康的、资源的、能源的问题,实际上蕴含着大量的共性科学技术问题,迫使人类谋求科学突破和重大技术变革,推动更多学科领域的协同创新、交叉发展。

科技双刃剑的特点更加凸显,为谋求可持续发展,低风险技术研究引起重视。转基因、核能、机器人在造福人类的同时,可能引发新的伦理问题或社会风险,带来非传统安全问题,促使人类对技术的反思和低风险技术的发展。

物联网、服务与制造业的结合,将引发生产方式和商业模式的变革,孕育新的经济增长点。

经过众多专家研判,预见了未来5到10年世界可能发生的22个重大科技突破,也就是在世界范围内产生广泛影响的科技活动及其成果。如:包括量子通信、量子计算、量子模拟在内的量子信息技术将会成为下一代信息技术的先导和基础,基于干细胞的新的生命繁衍方式将会出现,个体化诊断和治疗技术将取得突破等,这有助于我们选择优先发展领域和战略重点,为国家做好规划布局提供科学依据,提高创新效率,取得重大科技突破。

我这里讲几个例子,如:未来石墨烯将成为“后硅时代”的新潜力材料,ITRS(国际半导体技术路线图)预测,2024年前后石墨烯器件可望替代CMOS器件(碳器件时代);光和作用及“人造叶片”将可能取得革命性突破,大幅度提高农作物及资源植物的光能利用效率;人机物三元融合将促进信息服务进入e—People时代,综合利用人类社会、信息空间、物理世界的资源。


 
二、突破制约创新的路径依赖,构建创新支撑和引领的技术和产业体系。

中国科技创新正在深刻改变世界的创新版图,处在从量的积累向质的跃升转变、点的突破到系统能力提升的关键阶段。但是,我国原始创新能力不强、关键领域核心技术仍受制于人,科技供给不能有效满足经济社会发展和国家安全需求,成为我国经济社会发展的“阿喀琉斯之踵”。其中,一个非常重要的问题是创新的路径依赖问题。
 
一是创新路线的路径依赖。许多研发课题往往是跟踪国际热点、国际前沿,技术路线往往也是跟踪模仿,较少自主提出的科学思想、研究方向、技术路线,也较少从经济社会发展和国家安全需求中凝练出的重大科学问题和核心技术问题。许多研究往往是从“1到N的拓展创新”,缺少从“0到1的元创新”。因此,在创新的源头上失去了先机,原创新、独创性不够。

另一个依赖是产业发展和技术发展的路径依赖。我们的产业有多少源头技术在国内?这就造成一个问题,我们不断地引进很好的技术和装备,但是引进之后,在消化吸收基础上的再创新不够,只能跟着国外的技术,引进一代又一代,缺少超前一步的关键核心技术。许多关键产业领域未能创造出自主知识产权的产业技术体系,使我国许多产业技术含量不高、大而不强。

我们应当致力于突破创新的路径依赖,关键是要找准核心的科技问题,制定重要领域科技发展路线图,制定产业和技术发展的路线图,制定新兴技术和产业发展的路线图。

要在事关经济社会发展全局、事关全面建成小康社会、事关现代化建设的重要领域,构建创新引领和支撑中国创造的四大技术和产业体系,包括:创新引领和支撑“中国创造”的技术和产业体系、创新引领和支撑“美丽中国”建设的技术和产业体系、创新引领和支撑“健康普惠中国”建设的技术和产业体系、创新引领和支撑“安全中国”建设的技术和产业体系。使生产更加智能化、自动化、个性化、实现中国制造到中国创造的跨越式发展。
 
 
 
 
 
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前言

在9月27日的2016上海院士专家峰会上,中国科学院科技战略咨询研究院院长潘教峰作了题为《科技发展新态势与创新驱动发展》的报告。报告中,他预测了未来可能发生的重大科技变革,以及我国科技发展的“阿喀琉斯之踵”。



 

一、科技革命的历史启示与新一轮科技革命和产业变革

我们国家确定了实现现代化的奋斗目标,要重新崛起为世界强国。在实现现代化的进程当中,需要力避和克服许多风险,防止落入经济发展的“中等收入陷阱”、社会公信力的“塔西陀陷阱”、区域差距的“梅佐乔诺陷阱”、大国崛起的“修昔底德陷阱”等。实际上我国要从一个后发国家,实现伟大复兴,崛起成为世界强国,非常不容易,需要克服前进道路上可以预见和未能预见的困难和问题。未来10至20年是我们能否顺利实现现代化的一个关键阶段。
 
对一个强国而言,经济的质量比总量更重要,历史告诉我们,无论是GDP的总量还是GDP世界排名与份额,都很难表征一个国家经济发展的质量和水平,更难反应其国家地位,先进生产力、先进文化、先进经济结构,比GDP总量更重要,在这其中科技是最具革命性的关键力量。

从宏观上看,科技整体呈现出多点突破,交叉汇聚的态势,许多基本科学问题面临突破。

新一代信息技术的快速发展与创新模式变革将推动科学技术本身的深刻变革,与用户创新、开放创新等模式创新结合,将为科学技术带来变革性的影响,体现在将会引发互联网、神经科学、计算科学等和其他技术高度融合的颠覆性创新。同时推动开放式、大众式新型科技创新模式的形成和发展。

人类可持续发展的需求将催生相关领域的科技突破,并引发对科技风险的反思。现在遇到很多发展的瓶颈问题,无论是环境的、健康的、资源的、能源的问题,实际上蕴含着大量的共性科学技术问题,迫使人类谋求科学突破和重大技术变革,推动更多学科领域的协同创新、交叉发展。

科技双刃剑的特点更加凸显,为谋求可持续发展,低风险技术研究引起重视。转基因、核能、机器人在造福人类的同时,可能引发新的伦理问题或社会风险,带来非传统安全问题,促使人类对技术的反思和低风险技术的发展。

物联网、服务与制造业的结合,将引发生产方式和商业模式的变革,孕育新的经济增长点。

经过众多专家研判,预见了未来5到10年世界可能发生的22个重大科技突破,也就是在世界范围内产生广泛影响的科技活动及其成果。如:包括量子通信、量子计算、量子模拟在内的量子信息技术将会成为下一代信息技术的先导和基础,基于干细胞的新的生命繁衍方式将会出现,个体化诊断和治疗技术将取得突破等,这有助于我们选择优先发展领域和战略重点,为国家做好规划布局提供科学依据,提高创新效率,取得重大科技突破。

我这里讲几个例子,如:未来石墨烯将成为“后硅时代”的新潜力材料,ITRS(国际半导体技术路线图)预测,2024年前后石墨烯器件可望替代CMOS器件(碳器件时代);光和作用及“人造叶片”将可能取得革命性突破,大幅度提高农作物及资源植物的光能利用效率;人机物三元融合将促进信息服务进入e—People时代,综合利用人类社会、信息空间、物理世界的资源。


 
二、突破制约创新的路径依赖,构建创新支撑和引领的技术和产业体系。

中国科技创新正在深刻改变世界的创新版图,处在从量的积累向质的跃升转变、点的突破到系统能力提升的关键阶段。但是,我国原始创新能力不强、关键领域核心技术仍受制于人,科技供给不能有效满足经济社会发展和国家安全需求,成为我国经济社会发展的“阿喀琉斯之踵”。其中,一个非常重要的问题是创新的路径依赖问题。
 
一是创新路线的路径依赖。许多研发课题往往是跟踪国际热点、国际前沿,技术路线往往也是跟踪模仿,较少自主提出的科学思想、研究方向、技术路线,也较少从经济社会发展和国家安全需求中凝练出的重大科学问题和核心技术问题。许多研究往往是从“1到N的拓展创新”,缺少从“0到1的元创新”。因此,在创新的源头上失去了先机,原创新、独创性不够。

另一个依赖是产业发展和技术发展的路径依赖。我们的产业有多少源头技术在国内?这就造成一个问题,我们不断地引进很好的技术和装备,但是引进之后,在消化吸收基础上的再创新不够,只能跟着国外的技术,引进一代又一代,缺少超前一步的关键核心技术。许多关键产业领域未能创造出自主知识产权的产业技术体系,使我国许多产业技术含量不高、大而不强。

我们应当致力于突破创新的路径依赖,关键是要找准核心的科技问题,制定重要领域科技发展路线图,制定产业和技术发展的路线图,制定新兴技术和产业发展的路线图。

要在事关经济社会发展全局、事关全面建成小康社会、事关现代化建设的重要领域,构建创新引领和支撑中国创造的四大技术和产业体系,包括:创新引领和支撑“中国创造”的技术和产业体系、创新引领和支撑“美丽中国”建设的技术和产业体系、创新引领和支撑“健康普惠中国”建设的技术和产业体系、创新引领和支撑“安全中国”建设的技术和产业体系。使生产更加智能化、自动化、个性化、实现中国制造到中国创造的跨越式发展。
 
 
 
 
 
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福尔柯克轮:世界唯一旋转升船机!

设备硬件类 小螺号 2016-09-20 17:47 发表了文章 来自相关话题

只有全面的制度创新才能推动科技创新,推动经济发展方式的转变,真正实现由从前苏格兰有2条运河,但是两条河之间河面相差了25米,船只无法通行......然后机智的苏格兰人设计了这货——二十一世纪工程的一大奇观“福尔柯克轮(Falkirk Wheel)”。





 

福尔柯克轮Falkirk Wheel

福尔柯克轮Falkirk Wheel是世界上第一个,也是到目前为止唯一的一个旋转升船机,位于苏格兰中部福尔柯克镇Falkirk附近。







福尔柯克轮Falkirk Wheel的诞生

在世界有名的运河中,最广为人知的就是1869年完成,连接地中海与红海,全长约190公里的苏伊士运河;另一个则是1914年完工,连接太平洋与大西洋,全长约80公里的巴拿马运河;其中,苏伊士运河与海平面相当,而巴拿马运河则由于地势的关系,船只必须向爬楼梯那样一层一层行进。苏格兰也有条横贯苏格兰运河,从西岸格拉斯哥到东岸的Grangemouth,这条运河名叫Forth and Clyde Canal,全长51公里,早在1777年完工。它建造的目的是为了方便Glasgow与波罗的海斯堪地那维亚半岛以及荷兰等国通商;公元1818年,为了连接Glasgow与Edinburgh两个城市,因而开始兴建The Union Canal,两条运河在Falkirk交会,两条运河交会处地势高低相差……






1993年,英国政府提出了“The Millennium Link”项目,利用电动的升降设施,让船只坐电梯到另一个高度的水平面,把两组落差八层楼高的运河巧妙地连接起来,又大幅缩减船只通行的时间,这就是Falkirk Wheel,福尔柯克轮。








现代建筑的“世界七大奇观”之一

为了这个项目,英国政府花了八千四百万英镑,被誉为二十一世纪工程的一大奇观。在2002年5月24日,英国女王的见证下正式启用,这就是Falkirk Wheel的发展过程,堪称水道工程史首例。2003年被美国著名的旅游杂志《旅游者》评为最新现代建筑的“世界七大奇观”之一。






世界上第一个旋转式船舶吊桥——福尔柯克轮Falkirk Wheel其实就是一个大转轮,两边各有一个对称的可封闭水槽。由一对15米长的吊臂构成,用于升降船只。两条吊臂相距大约35米,中部的轴直径3.5米。当船要由高水位开到低水位的运河时,它就由高架水道开入水槽内,然后把水槽封闭,接着大转轮旋转半圈,把船运到低水位的运河。旋转吊桥的巨大起重机配备有10个水压的水泵,通过轮体内巨大的齿轮机械结构,能在15分钟内,将4艘船(包括水)起吊到35米的高度。






与此同时,另一只吊臂将4艘船放下。由于旋转轮体是对称设计,整个装置两边的水槽是对称的,所以船开进去后,两边水槽的重量是接近一样的,因此整个装置运作起来所需要的能量并不大。福尔柯克轮大大减少了船只要渡过有高度差运河时的时间,使苏格兰中部连接大西洋和北海的水道变为畅通。







福尔柯克轮Falkirk Wheel工作原理


从上图中可以看出,其旋转机构由三个大齿轮,两个小齿轮组成,中间的大齿轮为主动轮P,旋转时通过两个小齿轮驱动两边的大齿轮A和B来同向转动。水槽就放在两端的大齿轮中,主动轮P的转动角速度与大齿轮A和B的的自转角速度相同,所以能够保证,两边的水槽始终保持其水平面与地面平行。大齿轮A和B能够在叶片中转动,主动轮和叶片不能相对转动。





















苏格兰有不少运河,水道曾经连接了各个城镇之间的商旅往来,山光水色一览无遗。过去,为了贯通福斯河-克莱德河运河和联盟运河,人们在这里建造了11段可调节式水道,缓和地调整水位差,船只就像搭乘电梯一样,分段上上下下。要通过这11段水道、22个闸门,总共耗时要6个小时左右。由于过度耗费时间,这种水位调整的做法已经被荒废了近30年。现在,联盟运河通过一条100公尺的高架水道延伸至空中,直达低水位的福斯河-克莱德河的正上方,然后在高架水道的尽头,通过旋转轮体本身将船只提升到高水位的运河,或者把高水位运河的船只送到低水位的水平面上。











通过轮体内巨大的齿轮机械结构(EGC Train),旋转式的轮体起重机可以在4分钟左右的时间内将低水平面位置的船只(一共可承载4艘船)连同水本身一起提升至轮体上端正方位置,旋转角度则为180度。当水槽与上方航道连接完毕时,航道会自动检测连接的水槽的水深与航道内是否一致,之后航行指示灯会提示可以驶出旋转轮体的水槽进入上航道。旋转轮体是对称设计,两边可以同时搭载船只和水槽进行提升/降下,轮体水槽内的感应器会自动计算进入水槽的船只和水体的总重量,以取得旋转时两方轮体的平衡。比如,如果左侧的水槽内只有一只船,那么右侧的水槽会自动将水量调整至等于左侧船只与水体的重量。而升降的控制则是由轮体内的操作人员在电脑控制系统上完成。


























Falkirk镇位于Glasgow和Edinburgh的中间,距离两个城市都是23英里。参观Wheel本身是免费的,但如果要想最好的体验这个工程奇迹,建议搭坐Boat Trip。每日的船只发船表可以在其官方网站上查询到。





 
 
 
 
 
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只有全面的制度创新才能推动科技创新,推动经济发展方式的转变,真正实现由从前苏格兰有2条运河,但是两条河之间河面相差了25米,船只无法通行......然后机智的苏格兰人设计了这货——二十一世纪工程的一大奇观“福尔柯克轮(Falkirk Wheel)”。

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福尔柯克轮Falkirk Wheel

福尔柯克轮Falkirk Wheel是世界上第一个,也是到目前为止唯一的一个旋转升船机,位于苏格兰中部福尔柯克镇Falkirk附近。

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福尔柯克轮Falkirk Wheel的诞生

在世界有名的运河中,最广为人知的就是1869年完成,连接地中海与红海,全长约190公里的苏伊士运河;另一个则是1914年完工,连接太平洋与大西洋,全长约80公里的巴拿马运河;其中,苏伊士运河与海平面相当,而巴拿马运河则由于地势的关系,船只必须向爬楼梯那样一层一层行进。苏格兰也有条横贯苏格兰运河,从西岸格拉斯哥到东岸的Grangemouth,这条运河名叫Forth and Clyde Canal,全长51公里,早在1777年完工。它建造的目的是为了方便Glasgow与波罗的海斯堪地那维亚半岛以及荷兰等国通商;公元1818年,为了连接Glasgow与Edinburgh两个城市,因而开始兴建The Union Canal,两条运河在Falkirk交会,两条运河交会处地势高低相差……

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1993年,英国政府提出了“The Millennium Link”项目,利用电动的升降设施,让船只坐电梯到另一个高度的水平面,把两组落差八层楼高的运河巧妙地连接起来,又大幅缩减船只通行的时间,这就是Falkirk Wheel,福尔柯克轮。

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现代建筑的“世界七大奇观”之一

为了这个项目,英国政府花了八千四百万英镑,被誉为二十一世纪工程的一大奇观。在2002年5月24日,英国女王的见证下正式启用,这就是Falkirk Wheel的发展过程,堪称水道工程史首例。2003年被美国著名的旅游杂志《旅游者》评为最新现代建筑的“世界七大奇观”之一。

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世界上第一个旋转式船舶吊桥——福尔柯克轮Falkirk Wheel其实就是一个大转轮,两边各有一个对称的可封闭水槽。由一对15米长的吊臂构成,用于升降船只。两条吊臂相距大约35米,中部的轴直径3.5米。当船要由高水位开到低水位的运河时,它就由高架水道开入水槽内,然后把水槽封闭,接着大转轮旋转半圈,把船运到低水位的运河。旋转吊桥的巨大起重机配备有10个水压的水泵,通过轮体内巨大的齿轮机械结构,能在15分钟内,将4艘船(包括水)起吊到35米的高度。

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与此同时,另一只吊臂将4艘船放下。由于旋转轮体是对称设计,整个装置两边的水槽是对称的,所以船开进去后,两边水槽的重量是接近一样的,因此整个装置运作起来所需要的能量并不大。福尔柯克轮大大减少了船只要渡过有高度差运河时的时间,使苏格兰中部连接大西洋和北海的水道变为畅通。

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福尔柯克轮Falkirk Wheel工作原理


从上图中可以看出,其旋转机构由三个大齿轮,两个小齿轮组成,中间的大齿轮为主动轮P,旋转时通过两个小齿轮驱动两边的大齿轮A和B来同向转动。水槽就放在两端的大齿轮中,主动轮P的转动角速度与大齿轮A和B的的自转角速度相同,所以能够保证,两边的水槽始终保持其水平面与地面平行。大齿轮A和B能够在叶片中转动,主动轮和叶片不能相对转动。

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苏格兰有不少运河,水道曾经连接了各个城镇之间的商旅往来,山光水色一览无遗。过去,为了贯通福斯河-克莱德河运河和联盟运河,人们在这里建造了11段可调节式水道,缓和地调整水位差,船只就像搭乘电梯一样,分段上上下下。要通过这11段水道、22个闸门,总共耗时要6个小时左右。由于过度耗费时间,这种水位调整的做法已经被荒废了近30年。现在,联盟运河通过一条100公尺的高架水道延伸至空中,直达低水位的福斯河-克莱德河的正上方,然后在高架水道的尽头,通过旋转轮体本身将船只提升到高水位的运河,或者把高水位运河的船只送到低水位的水平面上。

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通过轮体内巨大的齿轮机械结构(EGC Train),旋转式的轮体起重机可以在4分钟左右的时间内将低水平面位置的船只(一共可承载4艘船)连同水本身一起提升至轮体上端正方位置,旋转角度则为180度。当水槽与上方航道连接完毕时,航道会自动检测连接的水槽的水深与航道内是否一致,之后航行指示灯会提示可以驶出旋转轮体的水槽进入上航道。旋转轮体是对称设计,两边可以同时搭载船只和水槽进行提升/降下,轮体水槽内的感应器会自动计算进入水槽的船只和水体的总重量,以取得旋转时两方轮体的平衡。比如,如果左侧的水槽内只有一只船,那么右侧的水槽会自动将水量调整至等于左侧船只与水体的重量。而升降的控制则是由轮体内的操作人员在电脑控制系统上完成。

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Falkirk镇位于Glasgow和Edinburgh的中间,距离两个城市都是23英里。参观Wheel本身是免费的,但如果要想最好的体验这个工程奇迹,建议搭坐Boat Trip。每日的船只发船表可以在其官方网站上查询到。

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智能制造未来的发展趋势是什么?

机械自动化类 集运物流 2016-11-21 16:49 回复了问题 • 5 人关注 来自相关话题

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从先进车企的举动推测汽车的未来

智能科技类 kleidistorange 2017-04-14 11:20 发表了文章 来自相关话题

电动化还是内燃机?氢燃料还是化石燃料?钢板车身还是树脂车身?买车还是租车?……终极汽车究竟什么样?说起汽车的未来,虽说大家都知道现状之后是未来,但对于前面列举的那些疑问,究竟哪一项是关键,其实非常困难。

比如电动化与内燃机。关于可搬动性和能量密度出色的化石燃料,随着内燃机效率的提高,汽车燃效在不断改善。伴随这一趋势,日本的轻型车很多都在JC08模式下实现了35km/L以上的燃效,与小型混合动力车达到同等水平。如果不考虑车型级别,从整体来看,可以说发动机车与混合动车的燃效差距正在逐步缩小。

但是,要符合今后会更加严格的燃效法规,只改善内燃机的确很难过关。运用电动技术的动力传动系统无疑也要进一步提高效率才行。另外,可确保用户能驾车到任何地方的自由性,同时也可在用户需要时,像地铁等公共交通工具一样自动带用户去往目的地的自动驾驶也将成为未来必备的技术。这是因为,由机械代替人来驾驶可收到巨大的效果,不仅能改善能源利用效率,而且还可减少事故并减轻驾驶员负担。

到2050年,全世界将有2/3以上、多达60亿的人口居住在城镇。在这种情况下,汽车的使用形态也将发生巨变。为了避免严重的交通拥堵及空气污染,必须建立起这样的环境:让利用者有效地共享车辆或只在需要时使用车辆,而不是一味提高汽车私有率。

在汽车业,瞄准这样的未来的举措才刚刚起步,与现在的汽车业务相比,相关业务模式都还未确立。不过,先进汽车厂商并不认为是在做无用功,都在积极推进各自的举措。

比如,丰田将在2014年度(截至2015年3月)推出燃料电池车;宝马推出了对动力传动系统、车身材质及生产方法进行了革新的小型电动汽车“i3”;本田启动了由燃料电池车及电动汽车向家庭供电的实验;戴姆勒在全球27座城市开始提供汽车共享服务“car2go”,等等。

这些先进汽车厂商对汽车的未来有何考虑?汽车的制造方法及使用方法又会因此发生什么样的变化?这些都值得我们关注。 查看全部
电动化还是内燃机?氢燃料还是化石燃料?钢板车身还是树脂车身?买车还是租车?……终极汽车究竟什么样?说起汽车的未来,虽说大家都知道现状之后是未来,但对于前面列举的那些疑问,究竟哪一项是关键,其实非常困难。

比如电动化与内燃机。关于可搬动性和能量密度出色的化石燃料,随着内燃机效率的提高,汽车燃效在不断改善。伴随这一趋势,日本的轻型车很多都在JC08模式下实现了35km/L以上的燃效,与小型混合动力车达到同等水平。如果不考虑车型级别,从整体来看,可以说发动机车与混合动车的燃效差距正在逐步缩小。

但是,要符合今后会更加严格的燃效法规,只改善内燃机的确很难过关。运用电动技术的动力传动系统无疑也要进一步提高效率才行。另外,可确保用户能驾车到任何地方的自由性,同时也可在用户需要时,像地铁等公共交通工具一样自动带用户去往目的地的自动驾驶也将成为未来必备的技术。这是因为,由机械代替人来驾驶可收到巨大的效果,不仅能改善能源利用效率,而且还可减少事故并减轻驾驶员负担。

到2050年,全世界将有2/3以上、多达60亿的人口居住在城镇。在这种情况下,汽车的使用形态也将发生巨变。为了避免严重的交通拥堵及空气污染,必须建立起这样的环境:让利用者有效地共享车辆或只在需要时使用车辆,而不是一味提高汽车私有率。

在汽车业,瞄准这样的未来的举措才刚刚起步,与现在的汽车业务相比,相关业务模式都还未确立。不过,先进汽车厂商并不认为是在做无用功,都在积极推进各自的举措。

比如,丰田将在2014年度(截至2015年3月)推出燃料电池车;宝马推出了对动力传动系统、车身材质及生产方法进行了革新的小型电动汽车“i3”;本田启动了由燃料电池车及电动汽车向家庭供电的实验;戴姆勒在全球27座城市开始提供汽车共享服务“car2go”,等等。

这些先进汽车厂商对汽车的未来有何考虑?汽车的制造方法及使用方法又会因此发生什么样的变化?这些都值得我们关注。
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发那科机床用储能装置,可对最大供电削峰

智能科技类 kleidistorange 2017-04-14 11:18 发表了文章 来自相关话题

发那科在7月下旬举行的“日本尖端技术展(TECHNO-FRONTIER)2014”上,展出了可对机床最大供电作削峰的储能装置“ECF(M)”(图)。当冲压机等瞬时耗电量大的设备需要超过电源设备容量的电力时,可从ECF(M)“借电”来削峰。该装置有望降低电源设备容量和设备成本,实现稳定的电力供应。




图:发那科展出的储能装置“ECF(M)”(最右,带飞轮的马达驱动飞轮转动并储存动能)。左边及中央是驱动马达。ECF(M)通常是以固定速度转动,驱动马达工作时则减速,供应再生电力。相反,当驱动马达减速时,利用再生电力驱动飞轮转动,储存能量。
ECF(M)由带飞轮的伺服马达和放大器构成。平时利用伺服马达驱动飞轮,将动能储存下来。在突然出现很大的电力需求时,降低伺服马达的速度,产生再生电力,向冲压机等的驱动马达供电。相反,当正在运行的驱动马达减速时,可以利用这种再生电力使ECF(M)的马达加速,储存能量。由于ECF(M)与驱动马达使用同一伺服系统,共享耗电量信息,因此可以根据电力需求情况瞬间供应电力。

关于电力削峰,一般是采用在电容器中蓄电以调配电力的方法。电容器具有能源效率高的优点,但容量越大,其成本就越高。ECF(M)只需改变飞轮的尺寸和重量,或者增加飞轮个数,就能增大容量,因此可降低设备成本。另外,该设备的结构也很简单,可以直接埋在地下,节省空间。 查看全部
发那科在7月下旬举行的“日本尖端技术展(TECHNO-FRONTIER)2014”上,展出了可对机床最大供电作削峰的储能装置“ECF(M)”(图)。当冲压机等瞬时耗电量大的设备需要超过电源设备容量的电力时,可从ECF(M)“借电”来削峰。该装置有望降低电源设备容量和设备成本,实现稳定的电力供应。
QQ图片20170414111704.jpg

图:发那科展出的储能装置“ECF(M)”(最右,带飞轮的马达驱动飞轮转动并储存动能)。左边及中央是驱动马达。ECF(M)通常是以固定速度转动,驱动马达工作时则减速,供应再生电力。相反,当驱动马达减速时,利用再生电力驱动飞轮转动,储存能量。
ECF(M)由带飞轮的伺服马达和放大器构成。平时利用伺服马达驱动飞轮,将动能储存下来。在突然出现很大的电力需求时,降低伺服马达的速度,产生再生电力,向冲压机等的驱动马达供电。相反,当正在运行的驱动马达减速时,可以利用这种再生电力使ECF(M)的马达加速,储存能量。由于ECF(M)与驱动马达使用同一伺服系统,共享耗电量信息,因此可以根据电力需求情况瞬间供应电力。

关于电力削峰,一般是采用在电容器中蓄电以调配电力的方法。电容器具有能源效率高的优点,但容量越大,其成本就越高。ECF(M)只需改变飞轮的尺寸和重量,或者增加飞轮个数,就能增大容量,因此可降低设备成本。另外,该设备的结构也很简单,可以直接埋在地下,节省空间。
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斯坦福大学开发太阳能电池散热技术,可使模块温度下降18度以上

智能科技类 kleidistorange 2017-04-14 11:15 发表了文章 来自相关话题

美国斯坦福大学的研究人员于当地时间2014年7月22日宣布,开发出了太阳能电池用散热技术。只需将开发的薄膜贴到现有晶体硅太阳能电池的表面,便可将日照导致的温度上升幅度控制在约18K。这样便可抑制晶体硅类太阳能电池在夏季发电性能下降问题。
不采取措施的夏季转换效率比额定值低4个百分点

据介绍,如果在气温300K(约27℃)的条件下有能量密度为800W/m2的日照,未采取措施的太阳能电池的表面温度就会上升至342.3K(约69℃)。而室外型太阳能电池发电性能的额定值大部分都是在25℃的温度下测定的。而且,晶体硅类太阳能电池对温度上升的耐受性较差,温度每上升约1K,输出功率就会下降0.45%。表面温度达到69℃时,温度较额定值的条件上升了约42K,会导致输出功率下降约19%。如果是转换效率额定值为20%的太阳能电池,在这一条件下实际能发挥出的转换效率仅为16%左右。

另外,将此次开发的薄膜贴到太阳能电池表面后,可将800W/m2日照下的温度上升幅度抑制在17.6K。这时,太阳能电池的表面温度只有约52℃,输出功率仅下降约11%。上述转换效率为20%的太阳能电池实际以约18%的转换效率工作。

该薄膜可抑制温度上升的原因大致有3点:(1)材料采用石英;(2)实施了棱锥状表面加工;(3)厚度减薄,只有100μm。这样一来,薄膜吸收的红外线的热量以及太阳能电池传递出的热量以波长4μm以上的红外线辐射的形式向外散发的效果会更强。

(1)采用石英是因为石英对可视光的透射率高,而对波长在4μm以上的红外线的透射率低。(2)的表面形状对于波长4μm以上的红外线也具有可提高其与空气的阻抗匹配的作用。这样,从棱锥体的尖端到底部,实际折射率会慢慢发生变化,有助于降低反射,提高辐射性能。另外,(3)厚度薄则有助于确保太阳能电池的热量容易向薄膜表面传递,还可确保可视光的透射率。

上述三种技术已分别被已有技术单独使用。比如,普通玻璃中7~8成材料为石英,因此,现有太阳能电池也有望实现对于波长4μm以上的红外线的吸收效果。不过,除此之外还同时采取另两项技术的例子却很少。如果表面形状平坦且玻璃较厚,就会不断吸收红外线而很少辐射,并容易阻碍太阳能电池向外部传到热量。

另外,棱锥状表面加工在有些普通防反射膜上也被采用。不过,材料采用石英的情况很少。此次斯坦福大学通过同时采取这三项措施,实现了高散热性能。

不过,上述结果均是由模拟获得的。斯坦福大学表示,今后还将实际制作薄膜,在实际环境下进行性能评估。 查看全部
美国斯坦福大学的研究人员于当地时间2014年7月22日宣布,开发出了太阳能电池用散热技术。只需将开发的薄膜贴到现有晶体硅太阳能电池的表面,便可将日照导致的温度上升幅度控制在约18K。这样便可抑制晶体硅类太阳能电池在夏季发电性能下降问题。
不采取措施的夏季转换效率比额定值低4个百分点

据介绍,如果在气温300K(约27℃)的条件下有能量密度为800W/m2的日照,未采取措施的太阳能电池的表面温度就会上升至342.3K(约69℃)。而室外型太阳能电池发电性能的额定值大部分都是在25℃的温度下测定的。而且,晶体硅类太阳能电池对温度上升的耐受性较差,温度每上升约1K,输出功率就会下降0.45%。表面温度达到69℃时,温度较额定值的条件上升了约42K,会导致输出功率下降约19%。如果是转换效率额定值为20%的太阳能电池,在这一条件下实际能发挥出的转换效率仅为16%左右。

另外,将此次开发的薄膜贴到太阳能电池表面后,可将800W/m2日照下的温度上升幅度抑制在17.6K。这时,太阳能电池的表面温度只有约52℃,输出功率仅下降约11%。上述转换效率为20%的太阳能电池实际以约18%的转换效率工作。

该薄膜可抑制温度上升的原因大致有3点:(1)材料采用石英;(2)实施了棱锥状表面加工;(3)厚度减薄,只有100μm。这样一来,薄膜吸收的红外线的热量以及太阳能电池传递出的热量以波长4μm以上的红外线辐射的形式向外散发的效果会更强。

(1)采用石英是因为石英对可视光的透射率高,而对波长在4μm以上的红外线的透射率低。(2)的表面形状对于波长4μm以上的红外线也具有可提高其与空气的阻抗匹配的作用。这样,从棱锥体的尖端到底部,实际折射率会慢慢发生变化,有助于降低反射,提高辐射性能。另外,(3)厚度薄则有助于确保太阳能电池的热量容易向薄膜表面传递,还可确保可视光的透射率。

上述三种技术已分别被已有技术单独使用。比如,普通玻璃中7~8成材料为石英,因此,现有太阳能电池也有望实现对于波长4μm以上的红外线的吸收效果。不过,除此之外还同时采取另两项技术的例子却很少。如果表面形状平坦且玻璃较厚,就会不断吸收红外线而很少辐射,并容易阻碍太阳能电池向外部传到热量。

另外,棱锥状表面加工在有些普通防反射膜上也被采用。不过,材料采用石英的情况很少。此次斯坦福大学通过同时采取这三项措施,实现了高散热性能。

不过,上述结果均是由模拟获得的。斯坦福大学表示,今后还将实际制作薄膜,在实际环境下进行性能评估。
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即将到来的十场科技革命

智能科技类 料盘挡板 2016-12-28 14:03 发表了文章 来自相关话题

西班牙《国家报》10月25日刊登《即将到来的10场革命》一文,作者为西班牙塞万提斯虚拟图书馆创始人、科技专家安德烈斯·佩德雷尼奥。文章全文盘点如下:



1.人工智能


人工智能正出现在接踵而来的所有革命中:无人机、自动驾驶、科学探索、个人数字化服务、机器人、大数据……


我们研发机器是为了让它们学习。机器学习作为一门多领域交叉学科已经成为各大洲各个公司和天才工程师们最渴求的。医药和金融业也不甘落后,还有医疗诊断、银行机器人、股票交易等行业。事实上,对于以上这些行业的发展来说,人工智能都将成为一个基本组成部分,航空、运输、电信维护、重工业、个人护理服务甚至艺术创作都将纳入越来越多的人工智能元素。


未来,人工智能的发展将帮助人类增强能力,并将可能创造出超越人类的机器,实现目前还无法想象的挑战,甚至征服银河系。




2.个性化医疗和机器人手术


将人工智能应用在医药、纳米医疗、人类基因组分析等领域将带来高度个性化的医疗以及更为强大的预期诊断。


我们现在已经拥有了推动一场将对我们的寿命、福利和生活质量产生重大影响的史无前例的革命的基础。在计算、纳米科技和生物科技支持下的医药和生物学潜力巨大。机器人已经参与到外科手术中。在纳米医药领域,很多临床试验已经获得了重大进展。


未来期望的焦点在于精准作用于病变组织和器官的药物上,这对抗击癌症等疾病具有重大意义。不出几年,机器人将更多参与到外科手术中,手术也将变得更加微创,精确度更高。


此外,个性化医疗将在生物识别技术的发展下迈上新的台阶。可穿戴衣物和设备将能有效测量和监控个体的健康指标,为疾病的防治提供数据。




3.新材料


新的人造材料,尤其是与纳米可视技术有关的材料或使我们的世界发生革命性的变化。全碳气凝胶、钛泡沫等新材料层出不穷。


尽管纳米技术在目前还存在很多局限性,纳米管、石墨烯等其他材料已经带来了革命性创新。以聚合物为基础的材料将在中期内推动实现公路和楼房的自我修复;可吸附污染的油漆、以抗冲击材料制成的汽车、不沾污渍和细菌的衣服、电子产品可弯曲屏幕等都已经出现在人们的生活中。中国甚至已经依靠3D打印技术建造出了房屋。


未来几年面对的挑战主要在于将目前在新材料领域的成果以工业化方式应用在实际中,变成具体的产品。专家预计,未来10年内纳米科学的发展将使得所谓的分子纳米技术成为可能,“点石成金”将不再是遥远的梦想。




4.智慧城市和物联网


未来10年,在所谓的“智慧城市”的推动下,城市生活将发生翻天覆地的变化,物联网和传感器化将是其中的重要基础。


欧洲正在向能够极大改善城市环境、科技、节能、公交、无线网等方面的技术领域进行大规模投资。包括印度和中国在内的一些亚洲国家正在规划未来的智慧城市,居民的生活和经济活动将与物联网、大数据和人工智能息息相关。传感器将使“物”便于发送相关信息,从而以直接或间接的方式产生能够影响我们生活的智慧行为。

智慧城市的发展前景使传感器化进程的潜力巨大:以传感器组成的世界将推动一切发生变革,并将适用于城市、基础设施、楼房、家庭等各种范围。技术将使一个城市变得更高效和宜居。




5.清洁能源


我们对化石燃料的依赖正在逐渐降低,科技进步将帮助我们越来越多地合理利用更清洁和廉价的能源。气候变化和环境恶化的加速使我们对清洁能源的需求越来越迫切。


太阳能、风能、地热、水电和生物质能源等清洁能源发展迅猛。家用和工厂太阳能板的价格自2008年以来降低了80%;风能的利用在近15年内增加了25%;生物质能源已经为巴西工业提供了21%的能源所需;冰岛发电25%依靠地热。


清洁能源领域未来的发展很大程度上将依靠新材料的出现和能源储备能力的提高。太阳能板的效率还有很大提升空间,纳米科技或将使包括氢在内的一些目前处于停滞状态的清洁能源实现加速发展。目前被很多限制束缚的聚变能也有很大的发展可能。




6.数字货币和金融


随着“比特币”的横空出世和加密数字货币的出现,金融体系已经焕然一新。


随着数据区块链技术的问世,数字货币已经成为了本世纪最耀眼的创新,其安全概念和极高的可行性使得全世界银行和金融机构正在对其进行非常广泛的应用。


这种全世界范围内史无前例的创新发展正在通过数字科技重塑货币世界和金融服务。很难预测各国政府是否会接受全球化的电子货币,因为存在监管难度,但毋庸置疑的是,金融业和银行业的变革将是非常深刻的。




7.开放式在线教育


我们花了20年的时间试图弄清数字革命将给教育带来怎样的发展和变革。数字一代正在向我们表明当前的教育体系亟待改变的需求。


开放式教育带来的革命中,美国麻省理工学院无疑是先驱,该学院在本世纪初就宣布推出开放式课程计划,紧随其后的是“大型网络公开课”、纳米学位等一系列知名在线教育项目。美国汗学院的在线免费视频教学已经吸引了2600多万“粉丝”。


放眼未来,教育将越来越个性化,能够充分发掘个人的天赋以及团队的创造力和多学科合作能力。人工智能也将在教育个性化进程中扮演至关重要的角色。




8.无人驾驶汽车


这是人工智能潜力的一大力证。尽管仍需突破重重障碍,但无人驾驶汽车已经为汽车业带来了一场革命,同时也进入了将成百上千种创新纳入传统汽车行业的工业4.0时代。


随着配备一定自动驾驶技术的智能汽车的发展,未来汽车已显露雏形。目前的智能汽车已经包含了很多提高安全性的技术资源:危险早期检测、自动紧急制动、车道偏离警报、疲劳驾驶监控、路况预报……美国优步公司首辆无人驾驶出租车将于今年底在美国匹兹堡亮相,不过在这个初级阶段仍需有人坐在驾驶位上应对特殊情况。新加坡也在推动类似车辆投入实践。最重要的是,科技将使我们的出行变得更安全,使老年人、残疾人或无法驾驶的人士出行更便捷。我们的生活方式也将发生改变。


无人机技术和无人驾驶车辆的融合将推动曾经只属于科幻电影的新一代汽车的问世。飞行汽车的基础已经打下。美国特拉富贾公司甚至已经打造出了原型样车。美国航空航天局已经宣布,不出10年,无人驾驶飞行汽车将不再是梦。




9.无人机


尽管目前还有一些政府对无人机限制严格,但未来我们必将生活在一个无人机盘旋在头顶的世界。


无人机目前已经有了成百上千种用途:在切尔诺贝利和福岛等受污染区域取样、监控火山、参与反恐和禁毒行动、边境管控、偷猎监控、人员营救、军事侦察等。德国正在使用无人机将药品运输至北部岛屿,瑞士用它们分发邮件……无人机在未来还有巨大的发展空间,从送货上门到提供网络服务。




10.开放大数据


数字世界几乎充斥着大数据,其目的是通过挖掘海量数据来完成特定的任务。


如今社交网络大数据被运用在确定各领域市场的走向上,无论是时尚领域还是证券市场。对大数据的分析使得个性化服务日趋完善,对癌症等疾病的认识也进一步深入,道路交通也更易规范。大数据的发展将得到来自“机器学习”的大力支持,其运用和可能性将因此大大增加。


未来,大数据将是科学与政治的结合。政府数据库的开放将推动针对民众的高质量服务的发展。研究显示,欧盟经济在政府开放大数据的支撑下有望出现1.9%的增长。开放大数据不仅会对经济产生显著影响,还是所有国家公共部门透明化的基础。
 
 
来源:战略前沿技术
 
 
 
 
 
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互联网神经学2016-2017研究报告,七个值得研究的颠覆性创新领域
从技术角度,回顾2016年语音识别的发展
人工智能只是冰山一角,15个新科技将在2017年大爆发!
 
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西班牙《国家报》10月25日刊登《即将到来的10场革命》一文,作者为西班牙塞万提斯虚拟图书馆创始人、科技专家安德烈斯·佩德雷尼奥。文章全文盘点如下:



1.人工智能


人工智能正出现在接踵而来的所有革命中:无人机、自动驾驶、科学探索、个人数字化服务、机器人、大数据……


我们研发机器是为了让它们学习。机器学习作为一门多领域交叉学科已经成为各大洲各个公司和天才工程师们最渴求的。医药和金融业也不甘落后,还有医疗诊断、银行机器人、股票交易等行业。事实上,对于以上这些行业的发展来说,人工智能都将成为一个基本组成部分,航空、运输、电信维护、重工业、个人护理服务甚至艺术创作都将纳入越来越多的人工智能元素。


未来,人工智能的发展将帮助人类增强能力,并将可能创造出超越人类的机器,实现目前还无法想象的挑战,甚至征服银河系。




2.个性化医疗和机器人手术


将人工智能应用在医药、纳米医疗、人类基因组分析等领域将带来高度个性化的医疗以及更为强大的预期诊断。


我们现在已经拥有了推动一场将对我们的寿命、福利和生活质量产生重大影响的史无前例的革命的基础。在计算、纳米科技和生物科技支持下的医药和生物学潜力巨大。机器人已经参与到外科手术中。在纳米医药领域,很多临床试验已经获得了重大进展。


未来期望的焦点在于精准作用于病变组织和器官的药物上,这对抗击癌症等疾病具有重大意义。不出几年,机器人将更多参与到外科手术中,手术也将变得更加微创,精确度更高。


此外,个性化医疗将在生物识别技术的发展下迈上新的台阶。可穿戴衣物和设备将能有效测量和监控个体的健康指标,为疾病的防治提供数据。




3.新材料


新的人造材料,尤其是与纳米可视技术有关的材料或使我们的世界发生革命性的变化。全碳气凝胶、钛泡沫等新材料层出不穷。


尽管纳米技术在目前还存在很多局限性,纳米管、石墨烯等其他材料已经带来了革命性创新。以聚合物为基础的材料将在中期内推动实现公路和楼房的自我修复;可吸附污染的油漆、以抗冲击材料制成的汽车、不沾污渍和细菌的衣服、电子产品可弯曲屏幕等都已经出现在人们的生活中。中国甚至已经依靠3D打印技术建造出了房屋。


未来几年面对的挑战主要在于将目前在新材料领域的成果以工业化方式应用在实际中,变成具体的产品。专家预计,未来10年内纳米科学的发展将使得所谓的分子纳米技术成为可能,“点石成金”将不再是遥远的梦想。




4.智慧城市和物联网


未来10年,在所谓的“智慧城市”的推动下,城市生活将发生翻天覆地的变化,物联网和传感器化将是其中的重要基础。


欧洲正在向能够极大改善城市环境、科技、节能、公交、无线网等方面的技术领域进行大规模投资。包括印度和中国在内的一些亚洲国家正在规划未来的智慧城市,居民的生活和经济活动将与物联网、大数据和人工智能息息相关。传感器将使“物”便于发送相关信息,从而以直接或间接的方式产生能够影响我们生活的智慧行为。

智慧城市的发展前景使传感器化进程的潜力巨大:以传感器组成的世界将推动一切发生变革,并将适用于城市、基础设施、楼房、家庭等各种范围。技术将使一个城市变得更高效和宜居。




5.清洁能源


我们对化石燃料的依赖正在逐渐降低,科技进步将帮助我们越来越多地合理利用更清洁和廉价的能源。气候变化和环境恶化的加速使我们对清洁能源的需求越来越迫切。


太阳能、风能、地热、水电和生物质能源等清洁能源发展迅猛。家用和工厂太阳能板的价格自2008年以来降低了80%;风能的利用在近15年内增加了25%;生物质能源已经为巴西工业提供了21%的能源所需;冰岛发电25%依靠地热。


清洁能源领域未来的发展很大程度上将依靠新材料的出现和能源储备能力的提高。太阳能板的效率还有很大提升空间,纳米科技或将使包括氢在内的一些目前处于停滞状态的清洁能源实现加速发展。目前被很多限制束缚的聚变能也有很大的发展可能。




6.数字货币和金融


随着“比特币”的横空出世和加密数字货币的出现,金融体系已经焕然一新。


随着数据区块链技术的问世,数字货币已经成为了本世纪最耀眼的创新,其安全概念和极高的可行性使得全世界银行和金融机构正在对其进行非常广泛的应用。


这种全世界范围内史无前例的创新发展正在通过数字科技重塑货币世界和金融服务。很难预测各国政府是否会接受全球化的电子货币,因为存在监管难度,但毋庸置疑的是,金融业和银行业的变革将是非常深刻的。




7.开放式在线教育


我们花了20年的时间试图弄清数字革命将给教育带来怎样的发展和变革。数字一代正在向我们表明当前的教育体系亟待改变的需求。


开放式教育带来的革命中,美国麻省理工学院无疑是先驱,该学院在本世纪初就宣布推出开放式课程计划,紧随其后的是“大型网络公开课”、纳米学位等一系列知名在线教育项目。美国汗学院的在线免费视频教学已经吸引了2600多万“粉丝”。


放眼未来,教育将越来越个性化,能够充分发掘个人的天赋以及团队的创造力和多学科合作能力。人工智能也将在教育个性化进程中扮演至关重要的角色。




8.无人驾驶汽车


这是人工智能潜力的一大力证。尽管仍需突破重重障碍,但无人驾驶汽车已经为汽车业带来了一场革命,同时也进入了将成百上千种创新纳入传统汽车行业的工业4.0时代。


随着配备一定自动驾驶技术的智能汽车的发展,未来汽车已显露雏形。目前的智能汽车已经包含了很多提高安全性的技术资源:危险早期检测、自动紧急制动、车道偏离警报、疲劳驾驶监控、路况预报……美国优步公司首辆无人驾驶出租车将于今年底在美国匹兹堡亮相,不过在这个初级阶段仍需有人坐在驾驶位上应对特殊情况。新加坡也在推动类似车辆投入实践。最重要的是,科技将使我们的出行变得更安全,使老年人、残疾人或无法驾驶的人士出行更便捷。我们的生活方式也将发生改变。


无人机技术和无人驾驶车辆的融合将推动曾经只属于科幻电影的新一代汽车的问世。飞行汽车的基础已经打下。美国特拉富贾公司甚至已经打造出了原型样车。美国航空航天局已经宣布,不出10年,无人驾驶飞行汽车将不再是梦。




9.无人机


尽管目前还有一些政府对无人机限制严格,但未来我们必将生活在一个无人机盘旋在头顶的世界。


无人机目前已经有了成百上千种用途:在切尔诺贝利和福岛等受污染区域取样、监控火山、参与反恐和禁毒行动、边境管控、偷猎监控、人员营救、军事侦察等。德国正在使用无人机将药品运输至北部岛屿,瑞士用它们分发邮件……无人机在未来还有巨大的发展空间,从送货上门到提供网络服务。




10.开放大数据


数字世界几乎充斥着大数据,其目的是通过挖掘海量数据来完成特定的任务。


如今社交网络大数据被运用在确定各领域市场的走向上,无论是时尚领域还是证券市场。对大数据的分析使得个性化服务日趋完善,对癌症等疾病的认识也进一步深入,道路交通也更易规范。大数据的发展将得到来自“机器学习”的大力支持,其运用和可能性将因此大大增加。


未来,大数据将是科学与政治的结合。政府数据库的开放将推动针对民众的高质量服务的发展。研究显示,欧盟经济在政府开放大数据的支撑下有望出现1.9%的增长。开放大数据不仅会对经济产生显著影响,还是所有国家公共部门透明化的基础。
 
 
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智造家
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科技也疯狂(有图)

机械自动化类 品管人生 2016-11-21 13:29 发表了文章 来自相关话题

是滴,今天的主角又双叒叕是谷歌。。

大家还记不记得之前介绍过的谷歌隔空操作技术——Project Soli







简单介绍——

这是谷歌去年在Google I/O 2015现场推出的手势操作感应技术,能利用微芯片雷达精准识别出细微的手指活动,并以此来操控各种设备。






小巧的身材可以装进各种智能设备里。。

比如——搓搓手指,就能查看地图






捏捏空气,就能调节音量






关键是,这并不是概念产品!

在今年的I/O 2016上,谷歌第一次让我们看到这个技术的实际应用。。

隔空操作LG智能手表






而如今,这款带给人们全新体验的黑科技迎来了新的革新。。

不仅能隔空操作,还能隔空识别物体!

这款装置名叫——RadarCat






这是由苏格兰圣安德鲁斯大学的研究人员,使用Project Soli开发的一款可以识别物体的设备。

简单的说——它可以自动识别你拿的物体是什么!

举个栗子——自动识别,一块木头






识别装在杯子里的液体是水






还是可乐






CD、书什么的都没问题






手机型号,是正面反面都能分辨出来






甚至连物体的成分都能显示出来






更神奇的是,

靠近人体时甚至还能识别出到底是位于哪一个部位!

然后打开关联好的设置——放在手背,显示时间






放在肚子,打开美食APP






放在大腿,打开谷歌地图






这也太逆天了吧!

至于原理——

和普通雷达一样,通过发射电磁波,计算电磁波遇到物体并反射回来的时间,来测量物体和形状和与物体之间的距离。RadarCat融入了先进算法,不仅能够检测到外部对象、还可根据内部结构对物体进行识别。





仔细想想——

这项技术未来或许可以被用于垃圾回收设施,以更好地帮助分类垃圾,甚至可以用来帮助盲人感知更多物体。。

嗯,未来无限可能。
 
 
 
 
 
来源:战略前沿技术
智造家提供 查看全部
是滴,今天的主角又双叒叕是谷歌。。

大家还记不记得之前介绍过的谷歌隔空操作技术——Project Soli

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简单介绍——

这是谷歌去年在Google I/O 2015现场推出的手势操作感应技术,能利用微芯片雷达精准识别出细微的手指活动,并以此来操控各种设备。

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小巧的身材可以装进各种智能设备里。。

比如——搓搓手指,就能查看地图

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捏捏空气,就能调节音量

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关键是,这并不是概念产品!

在今年的I/O 2016上,谷歌第一次让我们看到这个技术的实际应用。。

隔空操作LG智能手表

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而如今,这款带给人们全新体验的黑科技迎来了新的革新。。

不仅能隔空操作,还能隔空识别物体!

这款装置名叫——RadarCat

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这是由苏格兰圣安德鲁斯大学的研究人员,使用Project Soli开发的一款可以识别物体的设备。

简单的说——它可以自动识别你拿的物体是什么!

举个栗子——自动识别,一块木头

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识别装在杯子里的液体是水

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还是可乐

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CD、书什么的都没问题

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手机型号,是正面反面都能分辨出来

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甚至连物体的成分都能显示出来

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更神奇的是,

靠近人体时甚至还能识别出到底是位于哪一个部位!

然后打开关联好的设置——放在手背,显示时间

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放在肚子,打开美食APP

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放在大腿,打开谷歌地图

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这也太逆天了吧!

至于原理——

和普通雷达一样,通过发射电磁波,计算电磁波遇到物体并反射回来的时间,来测量物体和形状和与物体之间的距离。RadarCat融入了先进算法,不仅能够检测到外部对象、还可根据内部结构对物体进行识别。
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仔细想想——

这项技术未来或许可以被用于垃圾回收设施,以更好地帮助分类垃圾,甚至可以用来帮助盲人感知更多物体。。

嗯,未来无限可能。
 
 
 
 
 
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科技发展新态势与创新驱动发展

机械自动化类 D工业人 2016-10-09 17:52 发表了文章 来自相关话题

 
前言
在9月27日的2016上海院士专家峰会上,中国科学院科技战略咨询研究院院长潘教峰作了题为《科技发展新态势与创新驱动发展》的报告。报告中,他预测了未来可能发生的重大科技变革,以及我国科技发展的“阿喀琉斯之踵”。

 

一、科技革命的历史启示与新一轮科技革命和产业变革

我们国家确定了实现现代化的奋斗目标,要重新崛起为世界强国。在实现现代化的进程当中,需要力避和克服许多风险,防止落入经济发展的“中等收入陷阱”、社会公信力的“塔西陀陷阱”、区域差距的“梅佐乔诺陷阱”、大国崛起的“修昔底德陷阱”等。实际上我国要从一个后发国家,实现伟大复兴,崛起成为世界强国,非常不容易,需要克服前进道路上可以预见和未能预见的困难和问题。未来10至20年是我们能否顺利实现现代化的一个关键阶段。
 
对一个强国而言,经济的质量比总量更重要,历史告诉我们,无论是GDP的总量还是GDP世界排名与份额,都很难表征一个国家经济发展的质量和水平,更难反应其国家地位,先进生产力、先进文化、先进经济结构,比GDP总量更重要,在这其中科技是最具革命性的关键力量。

从宏观上看,科技整体呈现出多点突破,交叉汇聚的态势,许多基本科学问题面临突破。

新一代信息技术的快速发展与创新模式变革将推动科学技术本身的深刻变革,与用户创新、开放创新等模式创新结合,将为科学技术带来变革性的影响,体现在将会引发互联网、神经科学、计算科学等和其他技术高度融合的颠覆性创新。同时推动开放式、大众式新型科技创新模式的形成和发展。

人类可持续发展的需求将催生相关领域的科技突破,并引发对科技风险的反思。现在遇到很多发展的瓶颈问题,无论是环境的、健康的、资源的、能源的问题,实际上蕴含着大量的共性科学技术问题,迫使人类谋求科学突破和重大技术变革,推动更多学科领域的协同创新、交叉发展。

科技双刃剑的特点更加凸显,为谋求可持续发展,低风险技术研究引起重视。转基因、核能、机器人在造福人类的同时,可能引发新的伦理问题或社会风险,带来非传统安全问题,促使人类对技术的反思和低风险技术的发展。

物联网、服务与制造业的结合,将引发生产方式和商业模式的变革,孕育新的经济增长点。

经过众多专家研判,预见了未来5到10年世界可能发生的22个重大科技突破,也就是在世界范围内产生广泛影响的科技活动及其成果。如:包括量子通信、量子计算、量子模拟在内的量子信息技术将会成为下一代信息技术的先导和基础,基于干细胞的新的生命繁衍方式将会出现,个体化诊断和治疗技术将取得突破等,这有助于我们选择优先发展领域和战略重点,为国家做好规划布局提供科学依据,提高创新效率,取得重大科技突破。

我这里讲几个例子,如:未来石墨烯将成为“后硅时代”的新潜力材料,ITRS(国际半导体技术路线图)预测,2024年前后石墨烯器件可望替代CMOS器件(碳器件时代);光和作用及“人造叶片”将可能取得革命性突破,大幅度提高农作物及资源植物的光能利用效率;人机物三元融合将促进信息服务进入e—People时代,综合利用人类社会、信息空间、物理世界的资源。


 
二、突破制约创新的路径依赖,构建创新支撑和引领的技术和产业体系。

中国科技创新正在深刻改变世界的创新版图,处在从量的积累向质的跃升转变、点的突破到系统能力提升的关键阶段。但是,我国原始创新能力不强、关键领域核心技术仍受制于人,科技供给不能有效满足经济社会发展和国家安全需求,成为我国经济社会发展的“阿喀琉斯之踵”。其中,一个非常重要的问题是创新的路径依赖问题。
 
一是创新路线的路径依赖。许多研发课题往往是跟踪国际热点、国际前沿,技术路线往往也是跟踪模仿,较少自主提出的科学思想、研究方向、技术路线,也较少从经济社会发展和国家安全需求中凝练出的重大科学问题和核心技术问题。许多研究往往是从“1到N的拓展创新”,缺少从“0到1的元创新”。因此,在创新的源头上失去了先机,原创新、独创性不够。

另一个依赖是产业发展和技术发展的路径依赖。我们的产业有多少源头技术在国内?这就造成一个问题,我们不断地引进很好的技术和装备,但是引进之后,在消化吸收基础上的再创新不够,只能跟着国外的技术,引进一代又一代,缺少超前一步的关键核心技术。许多关键产业领域未能创造出自主知识产权的产业技术体系,使我国许多产业技术含量不高、大而不强。

我们应当致力于突破创新的路径依赖,关键是要找准核心的科技问题,制定重要领域科技发展路线图,制定产业和技术发展的路线图,制定新兴技术和产业发展的路线图。

要在事关经济社会发展全局、事关全面建成小康社会、事关现代化建设的重要领域,构建创新引领和支撑中国创造的四大技术和产业体系,包括:创新引领和支撑“中国创造”的技术和产业体系、创新引领和支撑“美丽中国”建设的技术和产业体系、创新引领和支撑“健康普惠中国”建设的技术和产业体系、创新引领和支撑“安全中国”建设的技术和产业体系。使生产更加智能化、自动化、个性化、实现中国制造到中国创造的跨越式发展。
 
 
 
 
 
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前言

在9月27日的2016上海院士专家峰会上,中国科学院科技战略咨询研究院院长潘教峰作了题为《科技发展新态势与创新驱动发展》的报告。报告中,他预测了未来可能发生的重大科技变革,以及我国科技发展的“阿喀琉斯之踵”。



 

一、科技革命的历史启示与新一轮科技革命和产业变革

我们国家确定了实现现代化的奋斗目标,要重新崛起为世界强国。在实现现代化的进程当中,需要力避和克服许多风险,防止落入经济发展的“中等收入陷阱”、社会公信力的“塔西陀陷阱”、区域差距的“梅佐乔诺陷阱”、大国崛起的“修昔底德陷阱”等。实际上我国要从一个后发国家,实现伟大复兴,崛起成为世界强国,非常不容易,需要克服前进道路上可以预见和未能预见的困难和问题。未来10至20年是我们能否顺利实现现代化的一个关键阶段。
 
对一个强国而言,经济的质量比总量更重要,历史告诉我们,无论是GDP的总量还是GDP世界排名与份额,都很难表征一个国家经济发展的质量和水平,更难反应其国家地位,先进生产力、先进文化、先进经济结构,比GDP总量更重要,在这其中科技是最具革命性的关键力量。

从宏观上看,科技整体呈现出多点突破,交叉汇聚的态势,许多基本科学问题面临突破。

新一代信息技术的快速发展与创新模式变革将推动科学技术本身的深刻变革,与用户创新、开放创新等模式创新结合,将为科学技术带来变革性的影响,体现在将会引发互联网、神经科学、计算科学等和其他技术高度融合的颠覆性创新。同时推动开放式、大众式新型科技创新模式的形成和发展。

人类可持续发展的需求将催生相关领域的科技突破,并引发对科技风险的反思。现在遇到很多发展的瓶颈问题,无论是环境的、健康的、资源的、能源的问题,实际上蕴含着大量的共性科学技术问题,迫使人类谋求科学突破和重大技术变革,推动更多学科领域的协同创新、交叉发展。

科技双刃剑的特点更加凸显,为谋求可持续发展,低风险技术研究引起重视。转基因、核能、机器人在造福人类的同时,可能引发新的伦理问题或社会风险,带来非传统安全问题,促使人类对技术的反思和低风险技术的发展。

物联网、服务与制造业的结合,将引发生产方式和商业模式的变革,孕育新的经济增长点。

经过众多专家研判,预见了未来5到10年世界可能发生的22个重大科技突破,也就是在世界范围内产生广泛影响的科技活动及其成果。如:包括量子通信、量子计算、量子模拟在内的量子信息技术将会成为下一代信息技术的先导和基础,基于干细胞的新的生命繁衍方式将会出现,个体化诊断和治疗技术将取得突破等,这有助于我们选择优先发展领域和战略重点,为国家做好规划布局提供科学依据,提高创新效率,取得重大科技突破。

我这里讲几个例子,如:未来石墨烯将成为“后硅时代”的新潜力材料,ITRS(国际半导体技术路线图)预测,2024年前后石墨烯器件可望替代CMOS器件(碳器件时代);光和作用及“人造叶片”将可能取得革命性突破,大幅度提高农作物及资源植物的光能利用效率;人机物三元融合将促进信息服务进入e—People时代,综合利用人类社会、信息空间、物理世界的资源。


 
二、突破制约创新的路径依赖,构建创新支撑和引领的技术和产业体系。

中国科技创新正在深刻改变世界的创新版图,处在从量的积累向质的跃升转变、点的突破到系统能力提升的关键阶段。但是,我国原始创新能力不强、关键领域核心技术仍受制于人,科技供给不能有效满足经济社会发展和国家安全需求,成为我国经济社会发展的“阿喀琉斯之踵”。其中,一个非常重要的问题是创新的路径依赖问题。
 
一是创新路线的路径依赖。许多研发课题往往是跟踪国际热点、国际前沿,技术路线往往也是跟踪模仿,较少自主提出的科学思想、研究方向、技术路线,也较少从经济社会发展和国家安全需求中凝练出的重大科学问题和核心技术问题。许多研究往往是从“1到N的拓展创新”,缺少从“0到1的元创新”。因此,在创新的源头上失去了先机,原创新、独创性不够。

另一个依赖是产业发展和技术发展的路径依赖。我们的产业有多少源头技术在国内?这就造成一个问题,我们不断地引进很好的技术和装备,但是引进之后,在消化吸收基础上的再创新不够,只能跟着国外的技术,引进一代又一代,缺少超前一步的关键核心技术。许多关键产业领域未能创造出自主知识产权的产业技术体系,使我国许多产业技术含量不高、大而不强。

我们应当致力于突破创新的路径依赖,关键是要找准核心的科技问题,制定重要领域科技发展路线图,制定产业和技术发展的路线图,制定新兴技术和产业发展的路线图。

要在事关经济社会发展全局、事关全面建成小康社会、事关现代化建设的重要领域,构建创新引领和支撑中国创造的四大技术和产业体系,包括:创新引领和支撑“中国创造”的技术和产业体系、创新引领和支撑“美丽中国”建设的技术和产业体系、创新引领和支撑“健康普惠中国”建设的技术和产业体系、创新引领和支撑“安全中国”建设的技术和产业体系。使生产更加智能化、自动化、个性化、实现中国制造到中国创造的跨越式发展。
 
 
 
 
 
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福尔柯克轮:世界唯一旋转升船机!

设备硬件类 小螺号 2016-09-20 17:47 发表了文章 来自相关话题

只有全面的制度创新才能推动科技创新,推动经济发展方式的转变,真正实现由从前苏格兰有2条运河,但是两条河之间河面相差了25米,船只无法通行......然后机智的苏格兰人设计了这货——二十一世纪工程的一大奇观“福尔柯克轮(Falkirk Wheel)”。





 

福尔柯克轮Falkirk Wheel

福尔柯克轮Falkirk Wheel是世界上第一个,也是到目前为止唯一的一个旋转升船机,位于苏格兰中部福尔柯克镇Falkirk附近。







福尔柯克轮Falkirk Wheel的诞生

在世界有名的运河中,最广为人知的就是1869年完成,连接地中海与红海,全长约190公里的苏伊士运河;另一个则是1914年完工,连接太平洋与大西洋,全长约80公里的巴拿马运河;其中,苏伊士运河与海平面相当,而巴拿马运河则由于地势的关系,船只必须向爬楼梯那样一层一层行进。苏格兰也有条横贯苏格兰运河,从西岸格拉斯哥到东岸的Grangemouth,这条运河名叫Forth and Clyde Canal,全长51公里,早在1777年完工。它建造的目的是为了方便Glasgow与波罗的海斯堪地那维亚半岛以及荷兰等国通商;公元1818年,为了连接Glasgow与Edinburgh两个城市,因而开始兴建The Union Canal,两条运河在Falkirk交会,两条运河交会处地势高低相差……






1993年,英国政府提出了“The Millennium Link”项目,利用电动的升降设施,让船只坐电梯到另一个高度的水平面,把两组落差八层楼高的运河巧妙地连接起来,又大幅缩减船只通行的时间,这就是Falkirk Wheel,福尔柯克轮。








现代建筑的“世界七大奇观”之一

为了这个项目,英国政府花了八千四百万英镑,被誉为二十一世纪工程的一大奇观。在2002年5月24日,英国女王的见证下正式启用,这就是Falkirk Wheel的发展过程,堪称水道工程史首例。2003年被美国著名的旅游杂志《旅游者》评为最新现代建筑的“世界七大奇观”之一。






世界上第一个旋转式船舶吊桥——福尔柯克轮Falkirk Wheel其实就是一个大转轮,两边各有一个对称的可封闭水槽。由一对15米长的吊臂构成,用于升降船只。两条吊臂相距大约35米,中部的轴直径3.5米。当船要由高水位开到低水位的运河时,它就由高架水道开入水槽内,然后把水槽封闭,接着大转轮旋转半圈,把船运到低水位的运河。旋转吊桥的巨大起重机配备有10个水压的水泵,通过轮体内巨大的齿轮机械结构,能在15分钟内,将4艘船(包括水)起吊到35米的高度。






与此同时,另一只吊臂将4艘船放下。由于旋转轮体是对称设计,整个装置两边的水槽是对称的,所以船开进去后,两边水槽的重量是接近一样的,因此整个装置运作起来所需要的能量并不大。福尔柯克轮大大减少了船只要渡过有高度差运河时的时间,使苏格兰中部连接大西洋和北海的水道变为畅通。







福尔柯克轮Falkirk Wheel工作原理


从上图中可以看出,其旋转机构由三个大齿轮,两个小齿轮组成,中间的大齿轮为主动轮P,旋转时通过两个小齿轮驱动两边的大齿轮A和B来同向转动。水槽就放在两端的大齿轮中,主动轮P的转动角速度与大齿轮A和B的的自转角速度相同,所以能够保证,两边的水槽始终保持其水平面与地面平行。大齿轮A和B能够在叶片中转动,主动轮和叶片不能相对转动。





















苏格兰有不少运河,水道曾经连接了各个城镇之间的商旅往来,山光水色一览无遗。过去,为了贯通福斯河-克莱德河运河和联盟运河,人们在这里建造了11段可调节式水道,缓和地调整水位差,船只就像搭乘电梯一样,分段上上下下。要通过这11段水道、22个闸门,总共耗时要6个小时左右。由于过度耗费时间,这种水位调整的做法已经被荒废了近30年。现在,联盟运河通过一条100公尺的高架水道延伸至空中,直达低水位的福斯河-克莱德河的正上方,然后在高架水道的尽头,通过旋转轮体本身将船只提升到高水位的运河,或者把高水位运河的船只送到低水位的水平面上。











通过轮体内巨大的齿轮机械结构(EGC Train),旋转式的轮体起重机可以在4分钟左右的时间内将低水平面位置的船只(一共可承载4艘船)连同水本身一起提升至轮体上端正方位置,旋转角度则为180度。当水槽与上方航道连接完毕时,航道会自动检测连接的水槽的水深与航道内是否一致,之后航行指示灯会提示可以驶出旋转轮体的水槽进入上航道。旋转轮体是对称设计,两边可以同时搭载船只和水槽进行提升/降下,轮体水槽内的感应器会自动计算进入水槽的船只和水体的总重量,以取得旋转时两方轮体的平衡。比如,如果左侧的水槽内只有一只船,那么右侧的水槽会自动将水量调整至等于左侧船只与水体的重量。而升降的控制则是由轮体内的操作人员在电脑控制系统上完成。


























Falkirk镇位于Glasgow和Edinburgh的中间,距离两个城市都是23英里。参观Wheel本身是免费的,但如果要想最好的体验这个工程奇迹,建议搭坐Boat Trip。每日的船只发船表可以在其官方网站上查询到。





 
 
 
 
 
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只有全面的制度创新才能推动科技创新,推动经济发展方式的转变,真正实现由从前苏格兰有2条运河,但是两条河之间河面相差了25米,船只无法通行......然后机智的苏格兰人设计了这货——二十一世纪工程的一大奇观“福尔柯克轮(Falkirk Wheel)”。

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福尔柯克轮Falkirk Wheel

福尔柯克轮Falkirk Wheel是世界上第一个,也是到目前为止唯一的一个旋转升船机,位于苏格兰中部福尔柯克镇Falkirk附近。

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福尔柯克轮Falkirk Wheel的诞生

在世界有名的运河中,最广为人知的就是1869年完成,连接地中海与红海,全长约190公里的苏伊士运河;另一个则是1914年完工,连接太平洋与大西洋,全长约80公里的巴拿马运河;其中,苏伊士运河与海平面相当,而巴拿马运河则由于地势的关系,船只必须向爬楼梯那样一层一层行进。苏格兰也有条横贯苏格兰运河,从西岸格拉斯哥到东岸的Grangemouth,这条运河名叫Forth and Clyde Canal,全长51公里,早在1777年完工。它建造的目的是为了方便Glasgow与波罗的海斯堪地那维亚半岛以及荷兰等国通商;公元1818年,为了连接Glasgow与Edinburgh两个城市,因而开始兴建The Union Canal,两条运河在Falkirk交会,两条运河交会处地势高低相差……

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1993年,英国政府提出了“The Millennium Link”项目,利用电动的升降设施,让船只坐电梯到另一个高度的水平面,把两组落差八层楼高的运河巧妙地连接起来,又大幅缩减船只通行的时间,这就是Falkirk Wheel,福尔柯克轮。

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现代建筑的“世界七大奇观”之一

为了这个项目,英国政府花了八千四百万英镑,被誉为二十一世纪工程的一大奇观。在2002年5月24日,英国女王的见证下正式启用,这就是Falkirk Wheel的发展过程,堪称水道工程史首例。2003年被美国著名的旅游杂志《旅游者》评为最新现代建筑的“世界七大奇观”之一。

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世界上第一个旋转式船舶吊桥——福尔柯克轮Falkirk Wheel其实就是一个大转轮,两边各有一个对称的可封闭水槽。由一对15米长的吊臂构成,用于升降船只。两条吊臂相距大约35米,中部的轴直径3.5米。当船要由高水位开到低水位的运河时,它就由高架水道开入水槽内,然后把水槽封闭,接着大转轮旋转半圈,把船运到低水位的运河。旋转吊桥的巨大起重机配备有10个水压的水泵,通过轮体内巨大的齿轮机械结构,能在15分钟内,将4艘船(包括水)起吊到35米的高度。

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与此同时,另一只吊臂将4艘船放下。由于旋转轮体是对称设计,整个装置两边的水槽是对称的,所以船开进去后,两边水槽的重量是接近一样的,因此整个装置运作起来所需要的能量并不大。福尔柯克轮大大减少了船只要渡过有高度差运河时的时间,使苏格兰中部连接大西洋和北海的水道变为畅通。

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福尔柯克轮Falkirk Wheel工作原理


从上图中可以看出,其旋转机构由三个大齿轮,两个小齿轮组成,中间的大齿轮为主动轮P,旋转时通过两个小齿轮驱动两边的大齿轮A和B来同向转动。水槽就放在两端的大齿轮中,主动轮P的转动角速度与大齿轮A和B的的自转角速度相同,所以能够保证,两边的水槽始终保持其水平面与地面平行。大齿轮A和B能够在叶片中转动,主动轮和叶片不能相对转动。

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苏格兰有不少运河,水道曾经连接了各个城镇之间的商旅往来,山光水色一览无遗。过去,为了贯通福斯河-克莱德河运河和联盟运河,人们在这里建造了11段可调节式水道,缓和地调整水位差,船只就像搭乘电梯一样,分段上上下下。要通过这11段水道、22个闸门,总共耗时要6个小时左右。由于过度耗费时间,这种水位调整的做法已经被荒废了近30年。现在,联盟运河通过一条100公尺的高架水道延伸至空中,直达低水位的福斯河-克莱德河的正上方,然后在高架水道的尽头,通过旋转轮体本身将船只提升到高水位的运河,或者把高水位运河的船只送到低水位的水平面上。

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通过轮体内巨大的齿轮机械结构(EGC Train),旋转式的轮体起重机可以在4分钟左右的时间内将低水平面位置的船只(一共可承载4艘船)连同水本身一起提升至轮体上端正方位置,旋转角度则为180度。当水槽与上方航道连接完毕时,航道会自动检测连接的水槽的水深与航道内是否一致,之后航行指示灯会提示可以驶出旋转轮体的水槽进入上航道。旋转轮体是对称设计,两边可以同时搭载船只和水槽进行提升/降下,轮体水槽内的感应器会自动计算进入水槽的船只和水体的总重量,以取得旋转时两方轮体的平衡。比如,如果左侧的水槽内只有一只船,那么右侧的水槽会自动将水量调整至等于左侧船只与水体的重量。而升降的控制则是由轮体内的操作人员在电脑控制系统上完成。

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Falkirk镇位于Glasgow和Edinburgh的中间,距离两个城市都是23英里。参观Wheel本身是免费的,但如果要想最好的体验这个工程奇迹,建议搭坐Boat Trip。每日的船只发船表可以在其官方网站上查询到。

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