“潛龍二號(hào)”未來(lái)目標(biāo)——馬里亞納海溝

代表著中國(guó)水下機(jī)器人最高水平的“潛龍二號(hào)”在完成了三個(gè)多月的印度洋海底探險(xiǎn)后載譽(yù)歸來(lái)。據(jù)“潛龍二號(hào)”總設(shè)計(jì)師沈陽(yáng)自動(dòng)化所研究員劉健介紹，“潛龍二號(hào)”全程表現(xiàn)出穩(wěn)定的航行能力和避碰控制性能。其中，單次下潛最大探測(cè)時(shí)間逾 32h，最大航行深度超過(guò)3200m。4個(gè)連續(xù)長(zhǎng)航程的成功探測(cè)創(chuàng)下了中國(guó)深海自主水下機(jī)器人之最，填補(bǔ)了中國(guó)深海硫化物熱液區(qū)自主探測(cè)技術(shù)裝備的空白。未來(lái)“潛龍二號(hào)”的目標(biāo)是——征服馬里亞納海溝。

“潛龍二號(hào)”全稱(chēng)為“4500m級(jí)深海資源自主勘查系統(tǒng)”，其總體目標(biāo)是通過(guò)一套4500m級(jí)水下機(jī)器人系統(tǒng)平臺(tái)，涵蓋熱液異常探測(cè)、微地形地貌測(cè)量、海底照相和磁力探測(cè)等技術(shù)，用于多金屬硫化物等深海礦產(chǎn)資源勘探。

劉健介紹說(shuō)，通過(guò)幾代水下機(jī)器人的探測(cè)，中國(guó)已在太平洋申請(qǐng)了15萬(wàn)km2的多金屬結(jié)核礦區(qū)，在西南印度洋申請(qǐng)了1萬(wàn)km2的多金屬硫化物礦區(qū)，為了解深海資源奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

首臺(tái)空間在軌3D打印機(jī)—中國(guó)完勝NASA

最大打印零部件尺寸達(dá)200×130mm，是美國(guó)國(guó)家航空航天局首臺(tái)空間在軌打印機(jī)打印尺寸的2倍以上，并超過(guò)今年3月26日NASA運(yùn)至國(guó)際空間站的升級(jí)版3D打印機(jī)——國(guó)內(nèi)首臺(tái)空間3D打印機(jī)以其完美的表現(xiàn)為我國(guó)2020年完成空間站建造及后期運(yùn)營(yíng)奠定了基礎(chǔ)。

此款打印機(jī)是由中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院3D打印技術(shù)研究中心和中科院空間應(yīng)用工程技術(shù)中心共同研制的，今年3月上旬，已經(jīng)在法國(guó)波爾多成功完成相關(guān)的技術(shù)測(cè)試，能夠在微重環(huán)境下完成3D打印，打印效果與國(guó)外水平相當(dāng)。

據(jù)3D打印技術(shù)研究中心主任段宣明介紹，空間在軌3D打印制造是解決空間站維修保障需求的有效方法?？臻g站等待一次地球補(bǔ)給至少需要半年，而3D打印只需要1～2天就能生產(chǎn)出需更換的零部件。

第三屆物聯(lián)網(wǎng)感智創(chuàng)新大賽在京啟動(dòng)

大賽于5月20日啟動(dòng)，賽期一年，旨在推動(dòng)高等院校及科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)綜合性科技人才，結(jié)合“大眾創(chuàng)新，萬(wàn)眾創(chuàng)業(yè)”契機(jī)，廣泛集聚優(yōu)質(zhì)設(shè)計(jì)資源，推動(dòng)區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。大賽鼓勵(lì)并促進(jìn)智慧城市項(xiàng)目落地和優(yōu)秀設(shè)計(jì)作品的產(chǎn)業(yè)化。大賽將積極引入社會(huì)及企業(yè)力量參與辦賽，繼續(xù)舉辦“創(chuàng)投對(duì)接沙龍”活動(dòng)，探索針對(duì)高校學(xué)生的如創(chuàng)業(yè)會(huì)客廳、創(chuàng)業(yè)講座等活動(dòng)落地。

比賽由北京市科學(xué)技術(shù)研究院科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦。據(jù)主辦方介紹，物聯(lián)網(wǎng)感智創(chuàng)新大賽是納入北京市經(jīng)濟(jì)與信息化委員會(huì)“十三五”計(jì)劃的一項(xiàng)面向社會(huì)的公益性科技創(chuàng)新大賽。已有往屆大賽的優(yōu)秀項(xiàng)目獲得投資，例如首屆大賽金獎(jiǎng)項(xiàng)目“無(wú)創(chuàng)人體生理指征監(jiān)護(hù)儀”進(jìn)展迅速，預(yù)計(jì)2017年即將正式上市銷(xiāo)售。

參賽企業(yè)、團(tuán)隊(duì)、學(xué)生可在2016年11月30日前，登錄“物聯(lián)網(wǎng)感智創(chuàng)新大賽”官網(wǎng)（www.intellisense.org.cn）統(tǒng)一注冊(cè)、報(bào)名并同時(shí)提交參賽作品。

2017年機(jī)器人要參加高考了

2016年，當(dāng)人們還對(duì)四次擊敗李世石的阿爾發(fā)狗津津樂(lè)道的時(shí)候，由國(guó)內(nèi)幾十家研究單位組成的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始準(zhǔn)備在2017年讓一個(gè)高考機(jī)器人在全封閉環(huán)境中、有監(jiān)考老師和公證員的情況下，和全國(guó)文科高考生同時(shí)考試、同時(shí)交卷，并力爭(zhēng)考上一本。

所謂高考機(jī)器人實(shí)際上是安裝了人工智能程序的服務(wù)器，它包括三個(gè)獨(dú)立的人工智能程序，分別應(yīng)考數(shù)學(xué)、語(yǔ)文和文綜?？荚嚂r(shí)由專(zhuān)人將考卷的電子版輸入人工智能程序，機(jī)器人完全與外網(wǎng)切斷聯(lián)系，僅通過(guò)自身的人工智能程序進(jìn)行讀題、解答和答案輸入，再通過(guò)打印機(jī)輸出。

清華大學(xué)蘇研院大數(shù)據(jù)中心主任林輝主攻數(shù)學(xué)科目人工智能程序，他介紹說(shuō)，“對(duì)比來(lái)看，數(shù)學(xué)是其中相對(duì)技術(shù)成熟的，語(yǔ)文和文綜涉及到的主觀題部分，對(duì)人工智能來(lái)說(shuō)存在一定挑戰(zhàn)，尤其是情緒、情感以及意識(shí)形態(tài)，對(duì)高考機(jī)器人都極有難度?！睓C(jī)器人如果通過(guò)高考，就證明了機(jī)器可以學(xué)習(xí)人類(lèi)的一些基本知識(shí)，這樣繼續(xù)再學(xué)習(xí)一些專(zhuān)業(yè)知識(shí)，可以幫助人類(lèi)來(lái)完成一些基本的腦力勞動(dòng)。

“高考機(jī)器人”在2015年由國(guó)家科技部立項(xiàng)，列入國(guó)家科技部863計(jì)劃類(lèi)人答題項(xiàng)目（又稱(chēng)“超腦計(jì)劃”）的首要任務(wù)。根據(jù)“超腦計(jì)劃”，我國(guó)的高考機(jī)器人將計(jì)劃在2020年考上北大、清華，而日本也提出在2020年，高考機(jī)器人考上東京大學(xué)。

你點(diǎn)贊的文章可能是機(jī)器人寫(xiě)的

從2015年夏天開(kāi)始，美聯(lián)社與AutomatedInsights公司合作，使用該公司的Wordsmith平臺(tái)撰寫(xiě)財(cái)報(bào)文章，諸如《蘋(píng)果打破華爾街第一季度預(yù)期》之類(lèi)。而從今年三月開(kāi)始，這個(gè)機(jī)器人開(kāi)始插足體育新聞了。

Automated Insights公司公關(guān)經(jīng)理James Kotecki稱(chēng)，Wordsmith每周撰寫(xiě)數(shù)百萬(wàn)篇新聞報(bào)道，如果需要，Wordsmith每秒最多可以量產(chǎn)200條報(bào)道。它通過(guò)分析大量原始資料，利用自然語(yǔ)言，來(lái)創(chuàng)作出與人類(lèi)語(yǔ)氣相同、個(gè)性且具有變化的內(nèi)容。通過(guò)動(dòng)態(tài)鎖定資料中的模式與趨勢(shì)，模仿不同的記者，生產(chǎn)風(fēng)格迥異的個(gè)人化內(nèi)容

據(jù)Automaed insights的統(tǒng)計(jì)，僅去年，Wordsmith寫(xiě)了近10億篇文章，且平均每篇有100萬(wàn)次的瀏覽量，創(chuàng)造出100多種報(bào)告類(lèi)型，建立了50萬(wàn)則推特內(nèi)容。其合作伙伴包括美聯(lián)社、好事達(dá)、康卡斯特、雅虎等。

非制式爆炸物氣氛識(shí)別傳感器陣列

新疆理化技術(shù)研究所的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種基于ZnS納米晶的高性能爆炸物氣氛傳感器陣列，為非制式爆炸物的非接觸、現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別檢測(cè)提供了新的可能。同時(shí)，其中的金屬硫化物納米晶表面態(tài)調(diào)控思想，為開(kāi)發(fā)靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)速度快的微型化傳感器及其陣列提供了新的思路。

非制式爆炸物由于成分復(fù)雜、揮發(fā)性低，對(duì)其識(shí)別檢測(cè)是一個(gè)世界難題?；诮饘傺趸锘蛄蚧锇雽?dǎo)體的爆炸物氣氛檢測(cè)技術(shù)具有材料制備簡(jiǎn)單、非接觸采樣、穩(wěn)定性高、多功能集成、成本較低、可以批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，為爆炸物探測(cè)器的陣列化集成、微型便攜化和高靈敏識(shí)別檢測(cè)提供了路徑。

然而，純的金屬硫化物納米晶半導(dǎo)體氣敏材料存在著靈敏度低、響應(yīng)速度慢以及高溫條件下易氧化等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)制約其在半導(dǎo)體氣敏材料領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

針對(duì)非制式爆炸物氣氛檢測(cè)領(lǐng)域面臨的問(wèn)題以及金屬硫化物納米晶存在的缺點(diǎn)，科研人員利用錳離子摻雜的表面態(tài)調(diào)控策略，對(duì)ZnS納米晶的表面氧吸附量、載流子濃度以及電子耗盡層進(jìn)行了有效調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了對(duì)ZnS納米晶氣敏性能的可控調(diào)節(jié)，制備出了穩(wěn)定性高、重復(fù)性好、檢測(cè)限低、響應(yīng)速度快的ZnS納米晶基傳感器陣列。同時(shí)，通過(guò)基于熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的雷達(dá)圖分析法，其所制備的8通道ZnS基傳感器陣列實(shí)現(xiàn)了在室溫下對(duì)非制式爆炸物及其原料快速（檢測(cè)時(shí)間不超過(guò)13s）、高靈敏、識(shí)別性檢測(cè)。此外，該傳感器陣列能夠?qū)ΤＲ?jiàn)的制式爆炸物的氣氛進(jìn)行識(shí)別檢測(cè)。

室溫、高靈敏度單像元太赫茲探測(cè)器、太赫茲焦平面成像器件

太赫茲波在電磁頻譜中介于毫米波和紅外之間，可穿透非金屬和非極性材料而不產(chǎn)生電離損傷，因此太赫茲成像技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)、人體安檢和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。但是，太赫茲探測(cè)器等核心關(guān)鍵器件效率低下或需在低溫下工作，其發(fā)展受到了嚴(yán)重制約。

中國(guó)科學(xué)院納米器件與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室秦華課題組在“十二五”期間成功開(kāi)發(fā)了室溫工作的高靈敏度單像元探測(cè)器模塊和太赫茲焦平面成像器件，為進(jìn)一步發(fā)展面向太赫茲成像和通信等應(yīng)用的核心器件研制提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

圖1為針對(duì)220 GHz、340 GHz、650 GHz和850 GHz等大氣吸收窗口研制的單像元太赫茲探測(cè)器模塊。模塊的電壓響應(yīng)度大于1mV/W，等效噪聲功率小于50pW/√Hz，響應(yīng)時(shí)間小于1μs，其綜合指標(biāo)優(yōu)于熱釋電和高萊等商業(yè)化太赫茲探測(cè)器。

圖2、圖3所示分別是32×32焦平面和1×64線陣列太赫茲成像芯片，屬于我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)的基于場(chǎng)效應(yīng)混頻探測(cè)技術(shù)的太赫茲成像器件。前者由基于氮化鎵的陣列探測(cè)器和基于CMOS的陣列讀出電路通過(guò)倒裝焊技術(shù)互連而成，后者是二者直接互連而成。研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展“973”計(jì)劃、中科院“百人計(jì)劃”、中科院重要方向性項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

圖1 單像元太赫茲探測(cè)器模塊

圖2 32×32焦平面太赫茲成像芯片

圖3 1×64線陣列太赫茲成像芯片

柔性磁傳感薄膜材料

柔性智能可穿戴設(shè)備的快速發(fā)展，提出了磁電功能器件柔性化的要求。由于磁性材料的逆磁致伸縮特性，彎曲或拉伸狀態(tài)所產(chǎn)生的應(yīng)力/應(yīng)變會(huì)改變磁性薄膜的磁各向異性，從而影響磁性器件的性能。如何避免應(yīng)力磁各向異性對(duì)柔性磁性器件性能產(chǎn)生不利的影響，是柔性磁性薄膜與器件發(fā)展中所面臨的重要挑戰(zhàn)之一。

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所磁性材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室磁電子材料與器件研究團(tuán)隊(duì)，最近對(duì)比研究了兩種在柔性聚二甲基硅氧烷（PDMS）襯底上制備具有表面周期結(jié)構(gòu)的磁性薄膜的方法。直接生長(zhǎng)在拉伸PDMS上的磁性薄膜表現(xiàn)出規(guī)則的表面褶皺結(jié)構(gòu)以及較弱的磁各向異性；利用非磁性金屬預(yù)先產(chǎn)生一個(gè)表面周期結(jié)構(gòu)，而后沉積的磁性薄膜表現(xiàn)出較強(qiáng)的磁各向異性。

在此研究基礎(chǔ)上，利用直接生長(zhǎng)在拉伸PDMS上 的方法，制備了具有高磁場(chǎng)靈敏度的柔性巨磁電阻自旋閥傳感器，通過(guò)表面周期結(jié)構(gòu)可以釋放縱向拉伸應(yīng)變，設(shè)計(jì)表面平行微條帶可以釋放由泊松效應(yīng)引入的橫向應(yīng) 變，從而顯著降低了拉伸應(yīng)變對(duì)磁性層磁各向異性的影響，避免了拉伸應(yīng)變下金屬薄膜的斷裂行為，所制備的自旋閥磁傳感器在50%的拉伸應(yīng)變范圍內(nèi)，磁電阻率、磁場(chǎng)靈敏度、樣品電阻可以保持穩(wěn)定不變。具有穩(wěn)定可靠性能的可拉伸磁傳感器可以作為電流傳感器、位置傳感器、角度傳感器、齒輪傳感器等，集成在柔性智能可穿戴設(shè)備中，具有重要的應(yīng)用前景。

碳同素異形體新變體-蜂窩體

目前已知的碳同素異形體有鉆石、石墨、富勒烯和碳納米管。最近烏克蘭哈爾科夫低溫物理技術(shù)研究所的科研人員卻研究合成出碳的新變體——碳蜂窩體，這一發(fā)現(xiàn)立即吸引了世界科學(xué)界的關(guān)注。

這種變體由于其形狀特殊，類(lèi)似于蜂窩而被命名為碳蜂窩體。低溫電子衍射和高分辨率電子顯微鏡與結(jié)構(gòu)建模結(jié)合表明，他們合成的物質(zhì)通過(guò)通道壁滲透，這些通道壁是由石墨烯層形成。碳蜂窩體的首批樣品為膜，膜中的蜂窩通道形成隨機(jī)網(wǎng)格。

這種結(jié)構(gòu)具有較高能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)理論上納米管可以實(shí)現(xiàn)的水平。不僅如此，其獨(dú)特的功能在于結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性，可與其它碳形式共生，由此可作為建筑材料或者形成復(fù)雜復(fù)合化合物。金屬原子或者化合 物原子填滿蜂窩通道賦予材料獨(dú)特的電和磁性質(zhì)，這一切都使得蜂窩結(jié)構(gòu)在微電子學(xué)和納米電子學(xué)中的應(yīng)用前景廣泛。

高性能超級(jí)電容器電極材料

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授朱彥武研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種三維分級(jí)多孔碳材料，作為超級(jí)電容器電極時(shí)，展示出優(yōu)異的電化學(xué)儲(chǔ)能行為。

在此之前，研究人員通過(guò)氫氧化鉀活化微波剝離的氧化石墨烯，制備出優(yōu)異的超級(jí)電容器碳電極材料，但密度相對(duì)較低。此次，研究團(tuán)隊(duì)利用聚氨酯海綿作為模板，同時(shí)吸附氧化石墨烯以及氫氧化鉀作為活化前驅(qū)體。由于石墨烯片層無(wú)法進(jìn)入海綿微孔而覆蓋于海綿骨架表面，氫氧化鉀則在微孔內(nèi)部富集；在對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行高溫處理時(shí)實(shí)現(xiàn)了“自?xún)?nèi)而外”的活化過(guò)程，得到了一種骨架表面完整而內(nèi)部多孔的三維多孔碳材料。

用此材料作超級(jí)電容器電極時(shí)，質(zhì)量能量密度和體積能量密度分別可達(dá)89 Wh/kg和64 Wh/L；由于此三維結(jié)構(gòu)可提供優(yōu)異的離子輸運(yùn)能力，骨架表面的石墨烯片層可提供良好的電子電導(dǎo)，而充沛的微孔又可以實(shí)現(xiàn)離子的高性能存儲(chǔ)，該材料展現(xiàn)出優(yōu)異的雙電層吸附行為（有機(jī)電解液中比電容最高為207F/g，水基電解液中最高401F/g）。在獲得高性能的同時(shí)，還得到了實(shí)用化的電極密度（0.72 g/cm3），為超級(jí)電容器材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究提供了新的研究思路。