点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:做大传感“小装备” 敢啃科研“硬骨头”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

做大传感“小装备” 敢啃科研“硬骨头”

来源:科技日报2024-11-18 10:16

  中北大学极端环境特种传感与测试创新研究团队成员正在围绕近期发射任务进行产品研发。受访单位供图

  【创新团队】

  “5、4、3、2、1,点火!”10月30日,随着倒数声落下,神舟十九号载人飞船成功发射。在观看电视直播时,中北大学教授、仪器科学与技术学科团队骨干成员刘文怡激动不已。

  “每一次‘神箭’出征,都有我们团队研制的成果参与任务,这次也不例外。”刘文怡骄傲地说。

  日前,第28届“中国青年五四奖章”评选揭晓,中北大学极端环境特种传感与测试创新研究团队获“中国青年五四奖章集体”荣誉称号。

  接力攻克测试技术难题

  作为一个小众学科,我国存储测试技术学科随着新中国发展而成长。

  我国存储测试技术奠基人、中北大学教授祖静回忆,新中国成立后,我国武器系统的研制受限于传统方法,设计画图、试验样机加工、靶场实射检验设计准确性不高。针对这些瓶颈,20世纪80年代初,祖静提出采用先进的电子技术和微处理机技术,研制微型存储测试装置,并将其直接放置到被测体内或被测环境中。在被测对象运动的过程中,该装置能实时准确测取并存储动态参数。这项技术被定义为“存储测试技术”。

  1980年,祖静主持创立了我国第一个兵器测试技术专业。此后,兵器测试技术方面的科学研究不断深入,学科也开枝散叶。

  我国航天事业不断发展,一些亟须攻克的技术难题也随之出现。在大型仪器设备的测试方面,我国与国际水平存在差距,高性能测试仪器大部分依赖进口,无法满足航空航天等尖端领域的最新测试需求。因此,新技术攻关迫在眉睫。

  刘文怡介绍,火箭上类型众多的传感器对于保障火箭安全运行至关重要,它们犹如人的眼睛和鼻子,时刻监测各项指标的变化。

  尽管团队积累了大量火炮传感存储测试经验,但刘文怡坦言,火箭的技术难度更大、系统更复杂,对传感器和测试仪器的要求也更高。

  “航天器部件一旦投入使用,就没有办法修复,所以要在零缺陷基础上配合火箭系统传输尽可能多的测量数据,为火箭飞行试验节约成本、提高效率。”刘文怡告诉记者,针对这个问题,团队成员刻苦钻研10余年,最终研制出数据压缩装置,在国际上首次采用无损压缩技术,极大丰富了有限时间内可传输的测量数据量,将获取的飞行数据从原本的2到3路提高至10余路。

  在研制过程中,团队成员多次遇到数据传输不稳定、数据存在误码和丢失等问题,他们本着归零精神屡败屡战,最终实现了数据压缩装置的稳定工作。该装置近10年数十次圆满完成了飞行任务。

  “高精尖”飞入寻常百姓家

  曾经,传感器是人们日常生活中很难接触到的“高精尖”产品。而如今,可穿戴传感器、烟雾传感器、数字诊疗传感器等的应用,让这种“高精尖”产品飞入寻常百姓家。

  团队骨干成员、中北大学教授张国军介绍,2016年,团队开始尝试将传感器技术应用到生活中,取得了不错成绩。例如,团队研制的MEMS心音心电原位同步无创冠心病检测仪、中医舌面脉问信息采集分析系统、超声CT乳腺癌早期检测仪等,可实现心血管疾病、乳腺疾病的早期筛查,对促进我国数字诊疗设备的快速发展有重要意义。

  2022年北京冬奥会,中北大学传感器设备的相关技术成果还为运动员备赛训练提供了科技支撑。团队骨干成员、中北大学教授丑修建带领团队多次赴黑龙江八一雪场冬训基地进行测试。基地海拔1245米,冬季积雪厚达80厘米,最低温为零下45摄氏度。尽管雪场的极端环境为测试工作带来了不小挑战,但丑修建和团队成员丝毫没有退缩。

  “高山滑雪海拔高、落差大、速度快、动作复杂,教练员无法直观捕捉运动员转弯的技术细节,这给教练员精准辅导增加了难度。”丑修建介绍,为解决这个问题,科研团队设计了一套传感测试设备。只需让运动员佩戴好可穿戴设备,同步使用多点摄像、无人机跟踪拍摄等技术手段,运动员从静止状态加速到指定速度、调节姿态、入弯等各个动作的数据便一览无余。团队开发的程序运用精准定位算法与轨迹系统,让传感器“说”出“所见所闻”。同时,程序还能整合分析反馈运动员生理参数、运动学数据、视频数据,为教练员指导训练、优化技术提供支撑。

  丑修建说,在竞技体育追求“更快、更高、更强”的过程中,传感器这种科技“小装备”扮演了重要角色。从运动员训练到康复治疗,每个环节都离不开科技支撑。运用新科技助力运动员提升成绩,已成为运动科技赛道的焦点之一。

  朝着量子测试领域进发

  随着服务领域不断扩展,中北大学极端环境特种传感与测试创新研究团队持续加大研发力度,在传感测试仪器耐高温高压、抗腐蚀等性能提升上狠下功夫。

  团队骨干成员唐军介绍,目前团队已能够测量高达20万个重力加速度的力学量,处于国际领先水平。不仅如此,团队研发的传感器和精密测量仪器能在上千摄氏度的高温环境中正常工作,攻克了“黑障区”动态测试技术“测不了、测不准、活不了”等科学难题。

  “目前团队研制的系列产品成功应用于航天领域30多个运载工程,相关技术已成为我国飞船逃逸、潜射出水以及高速侵彻等‘黑障区’极端条件下唯一的测试手段。”唐军说。

  尽管取得了诸多成就,但团队并未就此止步。目前,团队开始向量子测试领域进发,利用量子技术等新兴技术,实现在极端环境中对信号的捕捉。

  “量子技术等的引入,将为传感器技术带来革命性突破。”唐军说,具有极高灵敏度和精确度的量子传感器,能够捕捉到传统传感器难以捕捉的微弱信号,为科学研究打开全新视角。这种技术融合与创新,将极大提升我国在高端传感器领域的核心竞争力,满足国家对于高精度、高可靠性传感器的迫切需求。

  “一代人有一代人的使命,一代人有一代人的奋斗,但爱党爱国始终是科学家的灵魂。”在唐军看来,做科研最重要的是能坐得住冷板凳、耐得住寂寞,敢啃“硬骨头”。

  “职业生涯中能做一两件国家用得上的东西,为国家服务,就是做科研的意义所在。”唐军说。(记者 韩 荣 实习生 冯皓钦)

[ 责编:焦子原 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 杏林春暖:千年生态智慧的时代回响

  • 2026全球数字经济大会开幕

独家策划

推荐阅读
近年来,场景已成热词,一些企业甚至认为:“缺场景比缺资金还紧迫。我国有14亿多人口,庞大的人口基数孕育了巨大的消费市场和多样化需求,为新技术新产品提供了广阔而丰富的应用场景。
2026-07-03 09:50
夏日炎炎,海南三亚崖州湾,田间的南繁季已结束,而“数据田”里的育种仍在进行。走进海南大学南繁学院,基因组与大数据育种实验室里,不见培养皿与种苗圃,映入眼帘的是运转不息的机房。
2026-07-03 09:28
本次特检坞修历时25天,团队逐项攻坚100余项检修改造项目,同步完成全套船舶资质证书更新换发,完成燃油舱扩容升级,新增149立方米舱容,续航力由1.5万海里增加至1.8万海里,船舶自持力由60天提升至70天。
2026-07-03 09:21
北京经济技术开发区相关负责人表示,这座工厂把汽车、3C领域的精密制造经验“移植”到机器人身上,不仅让批量生产更稳、成本更低,还让每台机器人品质如一。作为世界机器人大会永久举办地,未来,北京亦庄将锚定“世界机器人看亦庄”的目标,在制造、数据、场景、安全治理上全面发力。
2026-07-03 09:20
据了解,2026年以来,我国搭载组合驾驶辅助功能的乘用车新车市场渗透率达到70%,其中,配备领航驾驶辅助功能(NOA)的车型渗透率超过30%。《智能网联汽车组合驾驶辅助系统安全要求》立足我国产业发展和行业监管需求,兼顾技术可行性、产品兼容性与落地实操性。
2026-07-03 09:20
生成式人工智能正以前所未有的力量重塑全球高等教育。面对这把“双刃剑”,如何在教育赋能与风险防控之间找到平衡,探索适应人工智能时代的高校治理路径,是全球高校共同面对的时代命题。全球高校对生成式人工智能的治理逐渐超越单纯的技术风险防控,迈向关于价值、规则与能力的系统性重构。
2026-07-02 09:20
今后钢铁厂、水泥厂、数据中心等用电大户,不能再随心所欲地使用煤电了,必须消费一定比例的可再生能源。长期以来,我国可再生能源产业发展重心锚定发电侧扩张,风电、光伏装机规模连年攀升,绿色能源供给能力实现跨越式增长。
2026-07-02 09:44
截至目前,全国配发832套流动科技馆,巡展7956站,服务公众2.57亿人次;科普大篷车累计配发1880辆,下沉乡镇及偏远地区,开展活动49.6万次,服务基层公众达4.07亿人次,行驶里程6188.5万公里,相当于绕地球1547圈。
2026-07-02 09:19
国家能源局日前发布《中国供电发展报告2026》,其中显示,我国已建成全球规模最大的电力供应体系,居民用户和小微企业告别了“花钱办电”的历史,人民群众用电获得感明显增强。
2026-07-02 09:40
农机装备是观察我国农业现代化水平的窗口,映射着农业新质生产力在田间地头的蓬勃脉动。用新技术、新场景锻造新农具,推进农机装备全程全面升级,一定能让更多农民挑上“金扁担”。
2026-07-02 09:22
随着SpaceX上市,太空算力再度成为全球科技竞争新焦点。据报道,中国已推动12颗计算卫星实现在轨运行,它们是于2025年5月14日发射升空的全球首个太空计算卫星星座。抓住机遇、乘势而上,中国完全有底气在这场太空算力竞赛中,跑出自己的加速度。
2026-07-01 09:38
电动汽车还与人工智能、新型电力电子技术加速融合,推动车辆从传统交通工具向智能能源终端转变。面对旺盛市场需求,中国电动汽车凭借完整产业链、智能化优势及快速交付能力,正改写全球汽车市场格局,成为稳定全球供应链的关键力量。
2026-07-01 09:33
中国世赛焊接团队全力对标产业升级需求,将比赛成果转化为实际应用,积极探索技能人才成长成才的实践路径。依托10余年的积淀与科学化的集训机制,中国焊接世赛团队终于迎来突破时刻,先后斩获第41届世赛银牌、第42届世赛优胜奖,并在第43届赛事中勇夺该项目的首金。
2026-07-01 09:29
短短几年,林场里农家乐和民宿如雨后春笋般涌现,如今增加到40多家,形成了一条远近闻名的“溪水农家院一条街”。每天午后,我都会沿着林场整洁的步道溜达溜达,一路景色宜人,一路自在惬意。
2026-07-01 09:26
国家税务总局30日发布最新数据显示,今年1至5月份,我国具身智能产业发展向好,呈现多方面亮点。目前,全国近九成具身智能产业企业集中在广东、北京、上海、浙江、江苏,其余少量分布在辽宁、山东、陕西、安徽等10个省市。
2026-07-01 09:24
在6月27日举行的首届西部商业航天大会现场,陕西西安高新区管委会主任陈辉端着一台银灰色的火箭发动机模型走向发布台。“我们要实现星箭总体环节的突破,大力引进培育卫星总体、火箭总体企业,支持卫星智能制造工厂和商业火箭总装线建设。
2026-06-30 10:01
近日,“共和国勋章”获得者、我国著名水稻专家袁隆平相关话题上了热搜。袁隆平带领我国科研工作者,通过雄性不育遗传工具,攻克了利用杂种优势的世界性难题,创建了系统化、原创性的杂交水稻育种体系,开辟出利用水稻杂种优势的新道路,有力保障了国家粮食安全。
2026-06-30 10:01
国家能源局29日发布数据显示,今年1至5月,全国累计完成电力市场交易电量30573亿千瓦时,同比增长24.8%。1至5月,从交易范围看,省内交易电量24361亿千瓦时,同比增长28.5%;跨省跨区交易电量6212亿千瓦时,同比增长12.2%。
2026-06-30 10:01
教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。在资源配置方面,需要强化规划衔接、政策协同,推动教育、科技、产业等多部门资源在人才培养这一共同目标下统筹配置。
2026-06-30 10:00
今年入夏以来,雷电、暴雨、大风等强对流天气轮番登场,其瞬间释放的破坏力令人心生畏惧。若身处人流密集区域,同行人不牵手,应立即进入安装有防雷装置的建筑物、金属车身的汽车等安全区域。
2026-06-30 10:00
加载更多