鹤城科技
2024年1月
以创新驱动齐齐哈尔市经济高质量发展
主管部门：齐齐哈尔市科学技术局
主办单位：齐齐哈尔市科学技术情报研究所
目录
科技要闻
到2025年建设具有国际先进水平的中试平台5个以上
科技探索
《自然》发布2024年值得关注的七大技术中国科学家研究成果位列其中
科技点滴
中国海油首套中空电机式流量控制阀研制成功
我国科研人员发现地球磁层对流新模式
新植入设备能记录单神经元数月活动
我学者利用飞秒激光加工技术打印出毛细血管网络
仿生复合玻璃表现出不俗的隔热和抗冲击性能
政策引领
七部门发文《关于推动未来产业创新发展的实施意见》推动未来产业创新发展
科普时刻
掉进冰窟窿如何自救？牢记这五点
中国海油首套中空电机式流量
控制阀研制成功
1月29日，中国海油首套HAILOONG TOOLS（“海龙”工具）中空电机式井下流量控制阀研制成功，顺利通过连续72小时各项功能测试，标志着我国海上井下流量控制技术取得新的突破，进一步加快我国海上油田智能完井进程，对保障国家能源安全，推动海上油田增储上产具有重要意义。
科技点滴
我国科研人员发现地球磁层对流新模式
1月29日中国科学院国家空间科学中心通过研究太阳风对地球磁层的影响，该中心王赤院士团队揭示了地球磁层对流新模式，即向日面磁重联和背日面磁重联可以独立驱动磁层大尺度对流。相关研究成果在线发表于《自然·通讯》杂志。
科技点滴
新植入设备能记录单神经元数月活动
美国科学家开发出一种带有数十个传感器的柔性植入式设备，能持续数月稳定记录大脑内单个神经元的活动。最新研究对于进一步理解神经回路，研制需要高分辨率电生理信息的脑机接口至关重要。相关研究论文发表于《自然·纳米技术》杂志。
科技点滴
我学者利用飞秒激光加工技术
打印出毛细血管网络
1月26日中国科学技术大学工程科学学院微纳米工程实验室李家文副教授课题组提出适用于三维毛细血管支架高效构建的飞秒激光动态全息加工方法，用于产生三维毛细血管网络。该研究成果日前发表于《先进功能材料》上，并被选为期刊封面论文，相关技术已经获专利授权。
科技点滴
仿生复合玻璃表现出不俗的
隔热和抗冲击性能
1月25日中国科学技术大学倪勇教授、何陵辉教授研究团队结合仿贝壳珍珠层结构和剪切变硬智能材料，提出了一种综合应用性能提升的仿生复合玻璃材料。这种复合玻璃材料在保持透明度的同时，还表现出不俗的隔热性能和抗冲击性能。相关研究成果日前发表于国际期刊《先进材料》上。
科技点滴
到2025年建设具有国际先进水平的
中试平台5个以上
日前多部门印发《制造业中试创新发展实施意见》。中试是把处在试制阶段的新产品转化到生产过程的过渡性试验，是科技成果产业化的关键环节，是制造业创新体系的有机组成部分和现代化产业体系的重要支撑。意见提出，到2025年，我国制造业中试发展取得积极进展，重点产业链中试能力基本全覆盖，数字化、网络化、智能化、高端化、绿色化水平显著提升，中试服务体系不断完善，建设具有国际先进水平的中试平台5个以上，中试发展生态进一步优化，一批自主研发的中试软硬件产品投入使用，中试对制造业支撑保障作用明显增强。
科技要闻
《自然》发布2024年值得关注的七大技术
中国科学家研究成果位列其中
从蛋白质设计到3D打印，从大片段DNA插入到检测深度伪造内容……《自然》网站22日发布了2024年值得关注的七大技术领域，并指出人工智能（AI）的进步是这些最令人兴奋的技术创新应用的核心。
深度学习助力蛋白质设计
从头设计蛋白质已经成熟为一种实用的工具，用于生成定制的酶和其他蛋白质。在这背后，深度学习功不可没。
其中，“基于序列”的算法使用大型语言模型，能够像处理包含多肽“单词”的文档一样，通过处理蛋白质序列辨别出真实蛋白质结构背后的模式。例如西班牙巴塞罗那分子生物学研究所开发的ZymCTRL，能利用序列和功能数据设计出天然酶。
科技探索
基于结构的算法也不遑多让。美国华盛顿大学研究团队使用RFdiffusion设计的新蛋白质可与目标表面“完美吻合”，而更新版本的RFdiffusion能使设计者计算蛋白质的形状，为编码酶、转录调节剂、制造功能性生物材料等开辟了新途径。
围追堵截“深度伪造”内容
生成式AI可在几秒钟内凭空创造出有说服力的文本和图像，包括所谓的“深度伪造”内容。
一种解决方案是生成式AI开发人员在模型输出中嵌入水印，其他策略侧重于对内容本身进行鉴定，通过算法识别替换特征边界处的伪影等。
在工具的可获得性方面，美国国防部高级研究计划局的语义取证（SemaFor）计划开发了一个有用的“深度伪造”分析工具箱。美国水牛城大学研究团队也开发了算法库DeepFake-O-Meter，其能从不同角度分析视频内容，找出“深度伪造”内容。
科技探索
大片段DNA嵌入再接再厉
美国斯坦福大学正在探索单链退火蛋白（SSAP），其能将拥有2000个碱基的DNA精准嵌入人类基因组。其他方法利用基于CRISPR的先导编辑技术，将大片段DNA精确地嵌入基因组中。2022年，麻省理工学院研究人员首次描述了通过位点特异性靶向元件（PASTE）进行可编程添加，精确嵌入多达36000个碱基的DNA。
中国科学院遗传发育所研究员高彩霞领导的团队开发了PrimeRoot。这种使用先导编辑的方法能在水稻和小麦中嵌入多达2万个碱基的DNA。这项技术可赋予作物抗病性和病原体抗性，延续基于CRISPR的植物基因组工程的创新浪潮。
美国斯坦福大学科学家开发出一种复杂的脑机接口设备。他们在肌萎缩性侧索硬化症患者的大脑中植入电极，然后训练深度学习算法。经过几周训练，患者每分钟能说出62个单词。
科技探索
过去几年开展的多项此类研究，证明了脑机接口技术可帮助患有严重神经损伤的人恢复失去的技能，并实现更大的独立性，包括深度学习在内的AI技术在其中发挥了重要作用。
加州大学旧金山分校研究团队研制出一款脑机接口神经假体，能让因中风而无法说话的人以每分钟78个单词的速度交流。匹兹堡大学研究团队将电极植入一名四肢瘫痪者的运动和体感皮层，以提供对机械臂的快速、精确控制以及触觉反馈。脑机接口公司Synchron也在进行实验，以测试一种允许瘫痪者控制计算机的系统。
分辨率精益求精
科学家正在努力缩小超分辨率显微镜与结构生物学技术之间的差距。这些新方法能以原子级分辨率重建蛋白质结构。
2022年，德国科学家借助名为MINSTED的方法，使用专用光学显微镜，能以2.3埃（约1/4纳米）的精度解析单个荧光标记。
科技探索
较新的方法则使用传统显微镜来提供类似的分辨率。2023年，马克斯·普朗克生物化学研究所（MPIB）开发的序列成像（RESI）方法可分辨DNA链上的单个碱基对，用标准荧光显微镜展示了埃米级分辨率；德国哥廷根大学开发出“一步纳米级扩展”（ONE）显微镜方法，可直接成像单个蛋白质和多蛋白复合物的精细结构。
全组织细胞图谱呼之欲出
各项细胞图谱计划正取得进展，其中最引人注目的是人类细胞图谱（HCA）。HCA包括人类生物分子图谱（HuBMAP）、细胞普查网络（BICCN）以及艾伦脑细胞图谱。
科技探索
去年，数十项研究结果纷纷出炉。6月，HCA发布了对人类肺部49个数据集的综合分析。《自然》杂志发布文章介绍了HuBMAP的进展，《科学》杂志也发布了详细介绍BICCN工作的文章。不过，HCA至少还要5年才能完成。届时，其将为人类带来巨大利益，科学家可使用图谱数据来指导组织和细胞特异性药物的研发。
科学家目前主要借助激光诱导光敏材料的“光聚合”来制造纳米材料，但这项技术也面临这一些亟待解决的障碍，如打印速度、材料限制等。
在提升速度方面，2019年，香港中文大学研究团队证明，使用2D光片而非传统脉冲激光器来加速聚合，可将制造速率提高1000倍。并非所有材料都可通过光聚合直接打印。2022年，加州理工学院团队找到了巧妙的解决方法：将光聚合水凝胶作为微尺度模板，然后将其注入金属盐并进行处理。这一方法有望利用坚固、高熔点的金属和合金制造出功能性纳米结构。
科技探索
七部门发文《关于推动未来产业创新发展的
实施意见》推动未来产业创新发展
1月29日工业和信息化部、教育部、科技部等七部门联合印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》（以下简称《意见》），以加强对未来产业的前瞻谋划、政策引导，支撑推进新型工业化，加快形成新质生产力。
“当前，科技创新和产业发展融合不断加深，催生出元宇宙、人形机器人、脑机接口、量子信息等新产业发展方向，大力培育未来产业已成为引领科技进步、带动产业升级、开辟新赛道、塑造新质生产力的战略选择。”工业和信息化部有关负责人表示，我国具备工业体系完整、产业规模庞大、应用场景丰富等综合优势，为未来产业发展提供了丰厚土壤，但同时，我国未来产业发展也面临系统谋划不足、技术底座不牢等问题。
政策指引
《意见》从技术创新、产品突破、企业培育、场景开拓、产业竞争力等方面提出发展目标：到2025年，我国未来产业技术创新、产业培育、安全治理等全面发展，部分领域达到国际先进水平，产业规模稳步提升。建设一批未来产业孵化器和先导区，突破百项前沿关键核心技术，形成百项标志性产品，初步形成符合我国实际的未来产业发展模式。到2027年，未来产业综合实力显著提升，部分领域实现全球引领。关键核心技术取得重大突破，一批新技术、新产品、新业态、新模式得到普遍应用，形成可持续发展的长效机制，成为世界未来产业重要策源地。
未来产业发展的核心是前沿技术的创新突破。《意见》按照“技术创新—前瞻识别—成果转化”的思路，提出推动前沿技术产业化的具体举措：一是抓创新。面向未来制造、未来信息、未来材料、未来能源、未来空间、未来健康等6大重点方向，实施国家科技重大项目和重大科技攻
政策指引
关，发挥各创新载体作用，鼓励龙头企业牵头成立创新联合体，体系化推进关键核心技术攻关。二是精识别。打造未来产业瞭望站，跟踪重点领域科技发展动向，聚焦前沿热点，利用人工智能、先进计算等技术，精准识别具备高水平技术突破、高潜能产业化前景的技术创新。三是促转化。定期发布前沿技术推广目录，高水平建设未来产业成果“线上发布大厅”，打造产品交易平台，举办成果对接展会，提供精准对接。高水平建设技术市场和科技企业孵化器，高效整合创新优势资源，推动先进科技成果落地转化。
具体来看，《意见》提出，在强化技术供给方面，发挥国家战略科技力量和领军企业作用，加快前沿技术和颠覆性技术突破，打造原创技术策源地。在打造标志性产品方面，突破下一代智能终端，发展适应通用智能趋势的工业终端、面向数字生活新需求的消费级终端、智能适老的医疗健康终端和具备爆发潜能的超级终端；做优信
政策指引
息服务产品，发展下一代操作系统，推广开源技术；做强未来高端装备，突破人形机器人、量子计算机等产品。在丰富应用场景方面，加快工业元宇宙、生物制造等新兴场景推广，依托载人航天、深海深地等重大工程和项目场景，加速探索未来空间方向的成果创新应用。在优化产业支撑体系方面，实施新产业标准化领航工程，统筹布局未来产业标准化发展路线，加快重点标准研制；深入推进5G、算力基础设施、工业互联网、物联网、车联网、千兆光网建设，构建高速泛在、集成互联、智能绿色、安全高效的新型数字基础设施等。
政策指引
掉进冰窟窿如何自救？牢记这五点
若发现冰面有破裂时，尽快俯卧在冰面上，以增加身体在冰上的面积，从而分散对冰面的压力，观察四周哪些地方的冰面较厚，匍匐前进或滚动身体脱离危险区域，切莫直立行走。一旦不慎落水，该如何自救呢？
首先，不要惊慌，保持镇定，尽早大声呼救，争取他人相救。
其次，用脚踩水，使身体上浮，保持头部露
科技时刻
出水面。同时不要乱扑乱打，这样会使冰面破裂加大。
第三，镇静观察，寻找冰面较厚、裂纹小的点位脱险。身体靠近冰面边缘时，双手伏在冰面上，双足打水，获得向前的推动力。
第四，全身呈俯卧姿势，双臂向前伸张，增加全身接触冰面的面积，一点一点爬行，使身体逐渐远离冰窟。
第五，离开冰窟口，千万不要立即站立，要俯卧在冰面上，用滚动式爬行的方式到岸边再上岸，以防冰面再次破裂。
科技时刻
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