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发展绿色设计引领低碳社会

中国科学院院刊 2024年第8期39卷 1301-1306页

作者：路甬祥中国科学院北京100864

绿色设计是指在产品设计阶段就全面考虑产品制造运行过程中节约能源资源、减少排放及废弃物对环境的影响,力求在整个生命周期中降低温室气体排放的设计准则及方法。在信息网络时代,绿色设计从网络得到大数据、人工智能网络协同设计、网... 详细信息

绿色设计是指在产品设计阶段就全面考虑产品制造运行过程中节约能源资源、减少排放及废弃物对环境的影响,力求在整个生命周期中降低温室气体排放的设计准则及方法。在信息网络时代,绿色设计从网络得到大数据、人工智能网络协同设计、网络检测监控等支持,通过选用节能工艺、绿色低碳材料,以及优化产品的几何设计和表面处理,以实现资源的高效利用和废弃物的最小化。绿色设计还需支持产品的全生命周期管理和维护、废弃物回收和处置,以促进资源的循环利用。绿色设计策略对于构建绿色低碳社会至关重要,其有助于减少人类活动对自然生态环境的破坏,促进人与自然和谐共生。

关键词：绿色低碳绿色设计全生命周期和谐人与自然

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极地航行船舶防覆冰涂层研究进展

表面技术 2024年第6期53卷 1-10页

作者：张祎轩刘涛刘耀虎刘杰王健君中国科学院化学研究所北京100190 上海海事大学上海201306 中国科学院前沿科学与教育局北京100864 中国科学院理化技术研究所北京100190

两极地区是未来重要的能源和资源基地。然而,极地长年低温多冰,极大限制了我国对两极地区的科学考察、商业航运和能源开发进程。因此,发展长效稳定的防覆冰技术是推进极地发展战略的关键。系统阐明了船舶在极地航行过程中面临的结冰困境... 详细信息

两极地区是未来重要的能源和资源基地。然而,极地长年低温多冰,极大限制了我国对两极地区的科学考察、商业航运和能源开发进程。因此,发展长效稳定的防覆冰技术是推进极地发展战略的关键。系统阐明了船舶在极地航行过程中面临的结冰困境,分析了船舶积冰的类型,总结了目前解决船舶覆冰问题的多种防除冰技术及发展现状,包括主动防除冰技术(机械除冰、超声导波除冰、加热除冰、化学熔融除冰等)和被动防覆冰涂层技术(气体润滑防覆冰涂层、液体润滑防覆冰涂层、“类液体”润滑防覆冰涂层、界面可控断裂防覆冰涂层等),同时对各技术在极地船舶防冰应用中的优缺点和可行性进行了深入分析。展望了船舶装备对特种防冰涂层的关键需求,提出主、被动协同除冰技术是实现极地船舶防覆冰的重要策略。

关键词：极地船舶防冰涂层材料冰黏附

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100 mK以下二级绝热去磁制冷机的研究

工程热物理学报 2024年第2期45卷 319-323页

作者：金海姜春阳沈俊戴巍崔伟中国科学院理化技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100864 清华大学天文系北京100084

超导转变边缘传感器(TES)、动能感抗传感器(KIDS)等高性能低温探测技术日渐成熟,为天文学家解决“重子缺失”、原初引力波观测等关键科学问题提供了契机。这些低温传感器需要在极低温工作(300 mK以下)才能实现其高灵敏度。作为获得极低... 详细信息

超导转变边缘传感器(TES)、动能感抗传感器(KIDS)等高性能低温探测技术日渐成熟,为天文学家解决“重子缺失”、原初引力波观测等关键科学问题提供了契机。这些低温传感器需要在极低温工作(300 mK以下)才能实现其高灵敏度。作为获得极低温的重要方法之一,绝热去磁制冷机(ADR)非常适合冷却这类高性能低温探测器。本文描述了一台二级绝热去磁制冷机,介绍了低温级顺磁盐工质FAA的制备方法。在初步测试中该制冷机低温级可获得100 mK以下极低温,为后续研究工作打下基础。

关键词：极低温顺磁盐绝热去磁

科学传播模式演变与科技创新交互机制的探析和思考

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中国科学院院刊 2024年第2期39卷 358-366页

作者：董纪昌祝魏玮张超贺舟中国科学院大学经济与管理学院北京100190 中国科学院办公厅北京100864 中国科学院科技战略咨询研究院北京100190

在科技发展日新月异的今天,科学传播与科技创新密切相关,是影响国家科技竞争力、争夺全球科技话语权的重要因素。文章分析了科学传播的时代背景及科学传播的理论研究与模式转变,探讨了科学传播与科技创新的相互促进关系,揭示了两者交互... 详细信息

在科技发展日新月异的今天,科学传播与科技创新密切相关,是影响国家科技竞争力、争夺全球科技话语权的重要因素。文章分析了科学传播的时代背景及科学传播的理论研究与模式转变,探讨了科学传播与科技创新的相互促进关系,揭示了两者交互作用的机理。在此基础上,调查了国外一些主要发达国家推动科学传播的典型经验,并结合我国的科学传播现状,尝试提出了促进科学传播事业的对策建议。

关键词：科学传播科学普及科技创新基础研究

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人工智能驱动的生命科学研究新范式

中国科学院院刊 2024年第1期39卷 50-58页

作者：李鑫于汉超中国科学院动物研究所北京100101 北京干细胞与再生医学研究院北京100101 中国科学院前沿科学与教育局北京100864

生物技术和信息技术的迅速发展,使生命科学进入了数据爆发的新时代,传统生命科学研究范式难以在日益增长的生物大数据中揭示生命复杂系统的本质规律。随着人工智能(AI)在生命科学研究领域持续取得颠覆性突破,AI驱动的生命科学研究新范... 详细信息

生物技术和信息技术的迅速发展,使生命科学进入了数据爆发的新时代,传统生命科学研究范式难以在日益增长的生物大数据中揭示生命复杂系统的本质规律。随着人工智能(AI)在生命科学研究领域持续取得颠覆性突破,AI驱动的生命科学研究新范式呼之欲出。文章通过深入剖析AI驱动的生命科学研究的典型范例,提出了生命科学研究新范式的内涵和关键要素,阐述并讨论了新范式下的生命科学研究前沿和我国面临的挑战。

关键词：科学研究生命科学人工智能大数据科学范式

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关于新时代创新创造的思考

科技导报 2024年第8期42卷 1-2页

作者：路甬祥中国科学院北京100864

资本、工具装备、原材料三要素决定社会生产力的水平,科技创新创造是推动生产力进步的核心要素,劳动者掌握的科学知识、专业技能以及科技创新工艺技术装备、科学技术开发制备的新材料等构成了先进生产力中最基本、最核心、最具创新活力... 详细信息

资本、工具装备、原材料三要素决定社会生产力的水平,科技创新创造是推动生产力进步的核心要素,劳动者掌握的科学知识、专业技能以及科技创新工艺技术装备、科学技术开发制备的新材料等构成了先进生产力中最基本、最核心、最具创新活力和价值的因素。邓小平同志称科学技术是“第一生产力”。他把掌握先进科学技术和管理知识的智力劳动者称为工人阶级的一部分,倡导知识分子劳动化,体力劳动者知识化,他以伟大的无产阶级革命家的远见卓识和博大胸怀对马克思主义阶级学说做出了现代的诠释。

关键词：先进科学技术第一生产力工艺技术装备创新活力专业技能先进生产力马克思主义创新创造

美国能源部重大科技基础设施对我国开放服务趋势研究及启示

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中国科学院院刊 2024年第3期39卷 459-471页

作者：董璐李宜展李云龙王学昭李泽霞中国科学院文献情报中心北京100190 中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系北京101407 中国科学院前沿科学与教育局北京100864

重大科技基础设施(以下简称“重大设施”)是大科学时代创新的关键,是体现一个国家科技创新能力和综合国力的重要标志。为抢占科技制高点,世界主要发达国家在积极发展和优化重大设施布局的同时,大力推进重大设施开放共享以实现科技资源... 详细信息

重大科技基础设施(以下简称“重大设施”)是大科学时代创新的关键,是体现一个国家科技创新能力和综合国力的重要标志。为抢占科技制高点,世界主要发达国家在积极发展和优化重大设施布局的同时,大力推进重大设施开放共享以实现科技资源的高效配置和利用,将其科技基础条件优势转化为创新发展优势。美国能源部目前管理28个向全球科研用户开放的国家重大设施。文章通过梳理美国能源部重大设施开放共享现状,深入剖析2015—2022年我国对美国能源部重大设施的使用需求、成效和困境,以期为我国重大科技基础设施的开放共享及布局建设提供参考借鉴。

关键词：美国能源部重大科技基础设施开放服务布局建设

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黄河源区河宽的高效提取算法及年内变化特征

地理学报 2024年第5期79卷 1146-1160页

作者：谢朝帅刘苏峡周浩伟莫兴国中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学中丹学院北京100049 中国科学院大学北京100049

河流宽度是河流动态过程研究和水文、水动力模型的关键参数之一。传统水文测站无法观测河宽的空间分布,而卫星遥感影像可以实现河宽的大范围观测。本文选取黄河上游唐乃亥水文站以上流域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,采用Google E... 详细信息

河流宽度是河流动态过程研究和水文、水动力模型的关键参数之一。传统水文测站无法观测河宽的空间分布,而卫星遥感影像可以实现河宽的大范围观测。本文选取黄河上游唐乃亥水文站以上流域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,采用Google Earth Engine大数据云计算平台和RivWidth方法提取河宽,并开发了一种新的河流连通性的构建方法,提高了RivWidth的运算效率,最终生成了2019—2021年黄河源区10 m空间分辨率的逐月河流宽度数据(Monthly River Width Data,MRWD)。结果表明,本文开发的河流连通性的构建方法使得RivWidth的运算效率提高了24.7%。逐月河流宽度数据包括6.1×106个河流宽度估算值,覆盖了黄河源区2035 km的河流。与水文站点实测河宽和全球河流宽度数据河宽(Global River Widths from Landsast,GRWL)对比验证结果显示,本文新算法反演的逐月河流宽度数据的平均绝对值百分比误差、均方根误差和相对均方根误差分别为7.82%、11.62 m、8.84%。基于逐月河流宽度数据,本文发现黄河源区范围内大约有41%的河道窄于100 m,85%以上的河道宽度小于500 m,仅2%的河道宽度超过1000 m。本文生成的逐月河流宽度数据可为地表水资源管理提供重要参考依据。

关键词： Sentinel-2 GEE 黄河源区河宽 RivWidth河宽提取算法

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基于首光子时间的被动单光子点目标检测

光学学报 2024年第9期44卷 67-76页

作者：李昌恒刘璠王小庆朱露洁刘雪峰中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049

针对暗弱点目标检测需求,提出一种基于首光子时间的点目标检测方法。在压缩感知单光子成像系统中,通过测量调制信号的首光子到达时间并采用阈值法获得估计目标是否存在的检测结果,利用压缩感知算法实现对点目标的快速高灵敏度检测。针... 详细信息

针对暗弱点目标检测需求,提出一种基于首光子时间的点目标检测方法。在压缩感知单光子成像系统中,通过测量调制信号的首光子到达时间并采用阈值法获得估计目标是否存在的检测结果,利用压缩感知算法实现对点目标的快速高灵敏度检测。针对运动点目标的连续检测提出一种相邻帧差分算法,在有效去除成像结果中噪声点的同时,完美保留了待检测的点目标信息。相较于传统的压缩感知单光子成像需要进行大量光子才能实现目标重建,所提出的方法在每次调制时间内仅需要测量一个光子,并且在2.2%的采样率下就可以完成对暗弱点目标图像的获取,显著提高了点目标检测的灵敏度,加快了检测速度。仿真和实验结果表明,所提方法能够以极高的准确度实现对多个点目标的同时检测。

关键词：成像系统单光子成像压缩感知点目标检测首光子时间

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