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国之重器集中亮相,清华多项成果参展!

时间:2021-10-28

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         近日国家"十三五"科技创新成就展在北京展览馆举行,此次成就展以“创新驱动发展迈向科技强国”为主题,全面展示我国“十三五”以来贯彻落实党中央关于科技工作重大决策部署,深入实施创新驱动发展战略建设创新型国家所取得的重大成就,彰显科技创新在我国经济社会发展中的重要支撑引领作用。10月26日下午习近平总书记在参观展览时强调坚定创新自信紧抓创新机遇,加快实现高水平科技自立自强清华创新力量始终勇攀科技高峰、破解发展难题本次展览中,清华第四代核电高温气冷示范堆面向人工通用智能的类脑天机芯片及类脑计算系统等多项创新成果亮相让我们一起来看看都有哪些创新性成果吧。


第四代核电高温气冷示范堆


       

      核电专项高温气冷堆分项由清华大学牵头技术研发,核研院张作义任总师。高温气冷堆核电站示范工程是分项标志性成果,由中国华能集团、中核集团、清华大学共同牵头建设。装机容量20万千瓦,是全球首座球床模块式高温气冷堆核电站,也是全球首次将高温气冷堆核电技术商业化的示范项目,具有第四代反应堆主要技术特征,对引领我国核电技术进步、占领世界核电技术制高点具有十分重要的意义。


       高温气冷堆示范工程自2012年12月正式开工,实施期间不断加大核电科技创新力度,整合产业链上下游500余家单位,充分发挥产业集聚效应,攻克了多项世界性、行业性关键技术,示范工程设备国产化率达到93.4%。目前已成功完成首次临界,按照2021年底首次并网发电,2022年投产商运的目标全力实施。


       模块式高温气冷堆具有固有安全性(任何情况下不会出现堆芯熔毁)、系统简单、发电效率高、用途广泛等特点,在核能发电、热电联产及高温工艺热应用等领域拥有广阔的商业化前景,可为助力国家加快实现“双碳”目标做出积极贡献。


面向人工通用智能的类脑天机芯片及类脑计算系统


连接脑科学与计算机科学的异构融合类脑计算芯片—“天机芯”


       类脑计算是国际半导体协会认定的后摩尔时代两个最有前途的颠覆性计算技术之一。类脑芯片被Intel视为下一个“CPU”, 产品已进入落地阶段,是目前最新最重要的颠覆性“卡脖子”技术之一。清华大学经过十年努力,在基础理论、芯片、软件和系统上实现了突破,研究达到世界一流水平。


       研制出世界首款异构融合“天机芯”类脑芯片,可同时支持计算机和脑科学驱动的神经网络及异构网络,成果以封面文章发表于2019年8月Nature。


       针对当前类脑计算缺乏理论基础,提出了“类脑计算完备性”理论和类脑计算层次结构系统架构,发展了我国第一款类脑计算软件工具链。


       2020年研制出中国首款类脑计算机。基于单片天机芯,搭建了全网络、异构、可扩展类脑自行车平台,同时实现实时目标探测和追踪、语音识别、过障、避障、自动控制及自主决策等功能。


       孵化了类脑芯片领域的颠覆性创新企业,2021年研发出性能领先的全球首款类脑商用芯片,率先应用落地。


光刻机气浮平面电机双工件台样机

       

       光刻机是极大规模集成电路制造技术及成套工艺专项重要标志性成果,该成果在02专项展区展示。自2009年以来,深紫外光刻机光学系统开始面临制造精度极限,单次曝光分辨率难以提升,以工件台产率和精度提升为支撑的多重曝光技术成为推动光刻机发展、延续摩尔定律的主要推动力,工件台成为光刻机最核心的分系统。


       机械工程系朱煜团队响应国家战略需求,承担了国产高端光刻机工件台研发这一核心任务,突破了系统设计、驱动、测量和控制等一系列关键技术,完成了气浮平面电机双工件台等四大创新性技术发明,成功实现了样机研发。该研发成果开创并支撑了国产光刻机与国际领先技术同步发展的战略格局,获得了2018年北京市科学技术一等奖。


基于微纳卫星的分布式可重构遥感系统技术

       

       精仪系尤政院士的项目“基于微纳卫星的分布式可重构遥感系统技术”项目在展览中亮相。项目提出了基于虚拟微纳卫星星簇的分布式可重构遥感系统解决方案,突破了20kg级微纳遥感平台一体化设计与建造规范、高性能微型一体化姿态测控和编队测量单元、遥感卫星高效多模式运行控制、微纳卫星集群协同控制与仿真等关键技术。项目研制的微型化高动态皮型星罗盘、高性能一体化姿态测量与控制单元等,核心技术指标已达到国际先进水平,为高功能密度比的纳型遥感卫星平台研制提供了有力保障,已在吉林一号、创新六号、天象系列卫星等国内多颗商业卫星及星座中得到应用。该项目研制了米级分辨率微纳遥感卫星样星,提出的纳型遥感卫星平台载荷一体化以及载荷在轨自标定和互标定技术,解决了传统卫星标定高度依赖地面靶标等难题。项目成果为促进我国应急遥感卫星星座建设、实现高时空分辨率的多源多模式全球遥感应用奠定了技术基础。


3T磁共振兼容脑起搏器

       

      贯彻“面向人民生命健康”国家战略导向,清华大学航院李路明教授团队自主研发成功“3T磁共振兼容脑起搏器”,在健康中国展区作为重点研发成果展示。


       在全球率先实现了脑起搏器开机下的患者3T磁共振安全扫描,有效解决了植入患者体内的脑起搏器电极导线在磁共振扫描期间产热引起周围组织热损伤的世界性安全难题,并同时具有蓝牙无线传输、体外无线充电、异地远程程控等创新功能,目前已开展临床应用,为脑科学与脑疾病研究提供了世界领先的研究平台。


       完全自主知识产权的系列脑起搏器已在国内外300余家医院推广应用,完成植入手术2.8万余例次,完成远程程控3万余人次,超越进口产品成为我国脑起搏器临床应用的主流。“脑起搏器技术、系统与临床应用”荣获2018年度国家科学技术进步奖一等奖,成为我国高端医疗器械从跟跑、并跑到领跑的成功范例。


自然人机交互关键技术


基于贝叶斯推理的多模态文本输入技术


       人机交互是沟通人和计算机的技术。自然交互扭转人机关系从“人适应机”到“机适应人”,计算机系史元春教授团队把人在特定情境任务下交互意图的行为编码纳入意图推理,攻克了用户通过自然行为交互准确性低的领域难题,为我国智能终端产业走向世界前列提供输入性能世界领先的交互技术,并创新了移动终端适老和适盲交互产品,填补数字鸿沟。项目成果“支持用户自然意图表达的人机交互关键技术与应用”还获得了中国电子学会科技进步一等奖(2019)。


“清华数为”工业物联网数据库管理系统


“清华数为”工业物联网数据库管理系统展台


       软件学院王建民教授课题组科研成果“‘清华数为’工业物联网数据库管理系统”在高新技术展区亮相。该项成果展示了在国家重点研发计划等项目支持下,团队自主研发的工业物联网数据库管理系统IoTDB。成果提出并研制了面向工业“端-边-云”协同场景下的物联网数据管理技术与软件,在数据库物理层、逻辑层和应用层技术上实现了体系性突破。成果在国内外市场竞争中获大规模应用,支持了中航成飞、中车、中船等国家重点企业,金风、长安汽车等制造业龙头企业实现工业物联网时序数据库软件国产化替代,推广应用到德国宝马、西门子等国际工业龙头企业。成果开源版本成为国际最大开源软件基金会Apache全球顶级项目,在国际上获得广泛关注。项目成果还获得2020年北京市科技进步奖一等奖。


极深地下探寻宇宙奥秘的故事


展览现场


中国锦屏地下实验室


       工物系“极深地下探寻宇宙奥秘的故事”在展览中展出。2009年,清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司合作修建了世界岩石覆盖最深的极深地下实验室——中国锦屏地下实验室。2010年底“中国锦屏地下实验室”建成投入使用,成为我国第一个、也是全世界最深的地下实验室,为我国科学家开展前沿的暗物质研究提供了国际最好的实验平台。自中国锦屏地下实验室一期建成投入使用以来,清华大学领导的CDEX“盘古”高纯锗暗物质直接探测实验、上海交通大学领导的PandaX“熊猫”液氙暗物质直接探测实验等暗物质实验,已经取得了一系列国际一流研究成果,在较短的时间内使我国暗物质直接探测实验从无到有,研究水平达到国际先进,由“跟跑”变成“并跑”。


公共安全成果集成与科学普及关键技术研究


观众在展区观看


社会安全立体化防控体系互动沙盘模型


       公共安全研究院陈涛研究员牵头的“公共安全成果集成与科学普及关键技术研究”三项创新成果也在展览中亮相。该项目的三项成果,用沙盘和视频作为载体,采用虚拟现实、全息影像等新颖的互动展示方式,向公众展现了“十三五”期间在“公共安全”领域取得的阶段性成就。陈涛团队此次通过视频宣传片与沙盘仿真模型交互的形式吸引了不少观众驻足,向观众全方位展示了“十三五”期间公共安全科技取得的成就及重大科技创新成果。


城市生命线风险监测预警系统


城市生命线风险监测预警系统展板


观展人员在展览现场体验供水检测智能球


       由公共安全研究院袁宏永教授牵头研制的城市生命线风险监测预警系统也在平安中国展区、城市安全板块亮相。袁宏永团队面向城市安全发展的国家重大战略需求,聚焦城市燃气爆炸、桥梁垮塌、路面塌陷及城市火灾等高发事故的防控难题,首次提出“城市生命线工程安全运行监测”的概念,围绕基础理论研究、关键技术突破、智能装备开发、工程系统建设以及管理模式创新等长期攻关,发现了多项影响城市安全的新型隐蔽风险,攻克了一系列城市风险防控预警技术难关。本次展出的可燃气体监测仪和供水检测智能球是城市生命线风险监测预警系统的核心设备。


石化行业工业互联网+安全生产智能化平台


石化行业工业互联网+安全生产智能化平台


       在“深化科技体质改革,激发创新人才活力”主题展区中,清云智通作为成果转化单位与清华大学化工系赵劲松教授团队、自动化系黄德先教授团队联合研发的“石化行业工业互联网+安全生产智能化平台”作为科技成果转化应用示范项目亮相。该参展作品借助模型沙盘、多媒体视频,生动展示了智能工厂全生命周期的安全生产关键核心技术。该平台突破了超早期预警、故障诊断、自主智能控制等行业核心难点,有效解决了部分工业软件卡脖子问题,为提高石油、化工企业安全风险管控能力提供科技支撑。


中国-巴西气候变化与能源技术创新研究中心


参展相关照片


       清华大学和里约联邦大学合作成立的中国-巴西气候变化与能源技术创新研究中心在展览中亮相。该项目现已成为两国科技交流的标志性平台,并在此基础上成立了中拉清洁能源与气候变化联合实验室,以进一步扩大中国与拉丁美洲国家在清洁能源、气候变化和可持续发展等领域的交流与合作。十三五期间在可再生能源与气候变化领域通过联合研究、人才培养、成果转化等取得系列合作成果。


以“中国多尺度排放清单模型”为题展示贺克斌和张强课题组成果


       社会发展展区的“美丽中国”板块中,展出了环境学院贺克斌院士和地学系张强教授课题组以“中国多尺度排放清单模型”为题的科研成果。该项成果构建了中国多尺度动态排放清单模型,解析了过去三十年中国大气污染物排放时空变化趋势及影响因素,在国家及地方空气质量预报系统中得到广泛业务化应用,支持了“大气十条”和“蓝天保卫战”实施效果评估,模型结果被多个国际大科学研究计划采纳(如 IPCC 第六次评估报告),在国际上产生了广泛的学术影响力。


“神威•太湖之光”超级计算机


清华大学运营的“神威•太湖之光”超级计算机(模型)


付昊桓课题组成果在“超级计算加速科学研究和经济社会发展”主题板块中提及


       在百年回望展区,以模型的形式展出了清华大学运营的“神威•太湖之光”超级计算机。国家超级计算无锡中心运营的采用全国产处理器搭建的“神威•太湖之光”超级计算机,曾连续四次荣获世界超级计算机TOP500榜单第一。基础研究展区还提及了基于神威的超算应用两次斩获世界超算应用最高奖“戈登·贝尔”奖的相关内容。其中2017年获奖的“非线性地震模拟”由地学系付昊桓教授与多领域学者合作完成。


国产地球系统模式耦合器C-Coupler


以“国产地球系统模式耦合器助推科技自立自强”为题展示刘利副教授课题组C-Coupler成果


       在基础研究展区,地学系刘利副教授课题组负责研制的国产地球系统模式耦合器C-Coupler成果以“国产地球系统模式耦合器助推科技自立自强”为题展出。地球系统模式是地球系统科学研究和气象防灾减灾等的基础科学工具,耦合器是支撑其各圈层间相互作用的基础平台。为打破只能长期引进欧美耦合器的不利局面,刘利副教授课题组于2010年启动耦合器的自主研发,取得了原始创新,建成了国产耦合器C-Coupler。该耦合器目前已应用于我国多家单位的模式,为推动我国地球系统模式发展的自立自强奠定了坚实基础。


抗新型冠状病毒保护性抗体的研发


       医学院张林琦教授、生命学院王新泉教授团队与深圳市第三人民医院张政教授团队合作,从中国康复患者血清中成功分离出具有高效中和能力的抗新冠病毒单克隆抗体,为研发针对新冠肺炎的中和性抗体药物奠定了坚实的基础。随后清华大学联合深圳市第三人民医院和腾盛华创医药技术(北京)有限公司,集三方力量,共同开发新冠中和抗体药物,目前正在开展临床试验。


原标题:《国之重器集中亮相,清华多项成果参展!》


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