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SELF格致论道讲坛:超低轨道卫星降轨日本花了1年,中国只花了1天

2019-01-13 10:12:41

1月12日SELF格致论道讲坛在上海举行,该论坛由中国科学院推出,旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展。

在此次论坛上专家学者分别就:脑科学、光子研究、伴随卫星、饮食健康进行了生动的讲解。

脑科技的未来

中科院院士神经所所长蒲慕明介绍,目前脑科学的进展在于研究神经信息处理和脑功能机制,目前学界理解比较清楚的是神经细胞如何编码、储存和提取神经信息,对局部环路和长程环路如何处理神经信息和神经信息如何产生感觉、直觉、情绪只能说有些理解,而对于如何产生思维、抉择、意识、语言等高等脑认知,学界理解的极为粗浅。他表示,脑功能相关的神经环路的结构和功能是研究的关键。

蒲慕明院士说,阐明人脑的结构、功能乃至认知、思维和意识等神经基础是人类认识自然和自身的终极挑战。

目前脑科学前沿的重大科学问题包括:意识的生物学基础问题、记忆储存于恢复问题、人类的合作行为问题、成瘾的生物学基础问题、精神分裂症的原因、引发孤独症的原因等。

蒲慕明院士表示,脑科技未来的方向包括:阐明脑功能的神经基础问题,研发类脑计算机和人工智能系统,促进智力发展、防止脑疾病和创伤。

蒲慕明院士同时表示,中国脑计划“脑科学与类脑研究”包含模式动物全脑图谱绘制、认知功能神经环路研究、脑研究创新技术平台。通过这些研究工作可以发展脑健康医疗产业和脑智能产业。

蒲慕明院士同时介绍了脑机智能技术研发,包括:脑机接口和脑机融合新方法、脑活动调控技术、新一代人工网络计算模型和类脑计算机、类神经元的处理器、储存器和类脑计算机、脑智能和新型智能机器人。

空间的光子对话

中科院院士中科院上海分院院长王建宇介绍了光子的研究应用,同时介绍了实现单光子探测的应用领域包括:空间量子通信、空间光子通信,光子型激光雷达、生命科学、精密测量。

王建宇院士表示,2016年8月16日发射的“墨子号”量子科学实验卫星目前已圆满完成全部的科学任务:国际首次星地实现量子秘钥分发、国际最远1200km量子纠缠分发、与奥地利完成了洲际秘钥分发、国际首次地星量子隐形传态。

王建宇院士指出,发射单光子信号,不能通过提高发射功率来弥补链路损失,所以当时“墨子号”实行量子通信要克服一系列问题:天地高精度跟踪和精确指向、近衍射极限量子光发射和检测、单光子接受与探测、偏振状态保持与跟踪测量、高精度时间同步技术、空间量子纠缠源。

王建宇院士举了一个例子来说明问题的难度,实现天地高精度跟踪和精确指向,相当于从万米高空高速飞行的飞机上向地面两个旋转的储蓄罐细长的投币口扔一个个硬币。而实现单光子接收,相当于要探测到千公里之外月球上一根燃烧的火柴。

王建宇院士表示,原创科学家的思想是创新的灵魂,管理层的快速决策是资源保障,科学家团队和工程团队互补

一副人体3D全景图像的诞生

上海联影医疗技术有限公司安少辉博士介绍了该公司最新研发完成的正电子发射型计算机断层显像(PET)。PET是是核医学领域比较先进的临床检查影像技术,目前惟一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的新型影像技术,现已广泛用于多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。

安少辉博士表示,2014年美国探索者联盟在全球征集PET项目解决方案,2015年联影公司开始预研,2017年1月年成为探索者联盟的合作伙伴,2017年5月原理样机通过验收,2018年通过FDA认证许可。

安少辉博士表示,传统的PET扫描时间偏长、辐射剂量偏大、图像信噪比偏低,而该公司最新研发的PET,具有两米超长轴向视野、超高灵敏度、全身动态采集,相当于人体的“哈勃”望远镜,3D实时成像。可用于儿科、脑补、大动物扫描。同时该公司的PET被评价为2018年IOP年度十大科学突破

20年追星路

中科院微小卫星创新研究院微纳卫星研究所所长陈宏宇介绍了自己对小卫星的研究心得体会。对于卫星未来的发展,陈宏宇所长说,未来卫星会向高集成、低成本、模块化、网络化、智能化方向发展。

陈宏宇所长表示,他参与了多种大卫星的研发,但他更喜欢小卫星,并投身其中。陈宏宇

伴随卫星,作为伴随主航天器飞行的航天器,具有处于相对主航天器距离近、实时跟随的位置优势,可以作为主航天器的安全辅助工具,对主航天器进行工作状态监测、安全防卫,可以为航天员出舱活动及空间飞行器交会对接等提供直接的技术支持。

在2008年成功实现的神舟七号载人航天任务中首次释放了我国第一颗微小伴随卫星SZ-7,这颗卫星就是陈宏宇所长参与设计的。同时也参与设计了TG-2伴星。

随着航天技术日益成熟近几年超低轨卫星不断得到重视,最关键就是因为其超低轨道高度能带来成像时更高的分辨率以及在载荷方面的优化,从而控制成本实现量产。(汪作鹏:超低轨道卫星的飞行动力学与控制研究)

陈宏宇所长表示,100km的超低轨的卫星需要从高轨道下降到低轨道,相当于飞机从天空中开到水里面的同时要保证速度不变,这个对卫星的结构带来极大的挑战,日本发射的这样的卫星,花了一年的时间从高轨道下降到低轨道。但是中国只花了一天的时间就实现了。

陈宏宇所时表示,未来使用更多的微小卫星组网可以实现比北斗更加精确的定位精度。

营养师交响

中国科学院上海生命科学研究院研究组长林旭对饮食和身体健康的关系进行的讲解。林旭组长介绍到,我国肥胖、2型糖尿病的流行与控制形式严峻,我国有1亿多糖尿病患者,有近5亿糖尿病人群。膳食因素是我国疾病负担最重要的原因。

林旭组长表示,60余名国际顶级营养学家根据大量研究循证数据:食物添加糖<10%总能量、膳食脂肪中除去30%功能比上限,脂肪种类更重要、更注重不饱和更注重膳食模式而不是单一模式。

林旭组长同时表示,添加糖摄入增加心血管疾病死亡的风险,含糖饮料摄入放大肥胖基因作用,增加肥胖风险。高碳低脂膳食增加2型糖尿病发病风险。她介绍到,相比于精加工的白米,脱壳后全谷粒糙米富含更多B族纤维素,膳食纤维,必须脂肪酸,微量元素。糙米干预显著,改善糖尿病患者的血脂和血压。同时她指出,根据实验研究亚麻子显著改善腹型肥胖和糖尿病,核桃显著减轻了代谢综合症的严重程度。

最后华中师范大学林欣副教授对未来的脑科学未来进行了描述,在未来脑科技可能实现部分神经及精神疾病的治疗,人与动物的对话,记忆删除,换头术。而在更远的未来脑科技可能实现强人工智能,不死之脑,人脑终极进化,移魂大法。

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来源:观察者网 | 责任编辑:连政
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