科创中国

2021-07-16 06:12
科技创新与品牌 2021年5期
关键词:量子基因组

近期,中国科学院自动化研究所一博士论文的“致谢”部分在网上引发热议。4月18日,中国科学院官方微博发布消息披露,这篇论文题为《人机交互式机器翻译方法研究与实现》,作者为2017年毕业于中国科学院大学的工学博士黄国平。黄国平在“致谢”中回顾了自己如何和命运抗争、如何走出小山坳的故事,他写道:“我走了很远的路,吃了很多的苦,才将这份博士学位论文送到你的面前”,打动了大批网友。

4月19日,黄国平发文讲述自己的成长经历,并对网友留言和朋友关心表示歉意和谢意。他在文后附上了完整版的论文“致谢”部分,并隐藏了相关隐私信息。

据悉,黄国平2014年进入中科院自动化所攻读博士研究生,成为该所研究员宗成庆的指导学生,其研究方向为模式识别与智能系统。2017年黄国平从中国科学院大学毕业后,赴腾讯就职,在该公司人工智能实验室“腾讯AI Lab”担任高级研究员。

在近期举行的“HELLO航天揽月航天周”系列活动上,西安中科天塔科技股份有限公司正式发布天枢G100卫星测控数传一体化处理平台。这是由中科天塔与广东粤港澳大湾区硬科技创新研究院联合研制,采用X频段射频采集以及GPU并行处理技术,为商业卫星地面站提供低成本的测控、数传一体化设备。

中科天塔公司总经理曾伟刚透露,面对地面测控站的痛点,研发团队为之攻关多年。相比传统卫星综合基带设备,天枢G100采用国际领先架构,成本仅是传统方式的一半,还可根据用户需求快速定制功能。

中科天塔的创始团队从事航天工作已有20多年,曾参与过中国在轨的200多颗卫星的测控管理工作。曾伟刚建议相关部门在商业航天的法律法规政策制定等方面有更多考虑。他强调,航天活动本身需要高投入,且回报周期较长,具有一定风险性,只有通过国家鼓励、政策引导,才能吸引更多资本,助推商业航天事业发展。

4月15日,中外科学家团队在《细胞》上发表论文,宣布构建了世界上首个人—猴嵌合体胚胎,引发关注。

全球每年大概有200万人亟待器官移植拯救生命,但目前器官的主要来源仍然为捐献,缺口巨大。异种嵌合体的理想前景就是让动物身上长出真正可供移植的人类器官,从而解决器官移植问题。“这真不是科学家的恶趣味,而是很有现实意義的研究工作。”论文第一和通讯作者之一、昆明理工大学教授谭韬在接受采访时如是说。

近年来,谭韬团队一直在努力,希望通过研究人类细胞在早期灵长类胚胎中的嵌合过程,找到提高人类细胞在远缘物种中嵌合效率的方法。

4月25日,中国科学技术大学发布消息称,该校中国科学院院士郭光灿团队在光量子存储领域取得重要突破,团队成员李传锋、周宗权研究组近期成功将光存储时间提升至1小时,大幅刷新8年前德国团队创造的1分钟的世界纪录,向实现量子U盘迈出重要一步。该成果4月22日发表在国际知名期刊《自然·通讯》上,审稿人认为“这是一个巨大成就”。

光是现代信息传输的基本载体,光纤网络已遍布全球。光的存储在量子通信领域尤其重要,因为用光量子存储可以构建量子中继,从而克服传输损耗建立远程通信网。另一种远程量子通信解决方案是量子U盘,即把光子保存起来,通过运输U盘来传输量子信息。考虑到飞机和高铁等运输工具的速度,量子U盘的光存储时间需要达到小时量级,才有实用价值。

在实验中,光信号经历了光学激发、自旋激发、自旋保护脉冲等一系列操作后,被重新读取为光信号,总存储时间达到1小时,而且光的相位存储“保真度”高达96.4±2.5%。

量子U盘对构建全球量子通信网具有重要意义。李传锋介绍,为实现量子U盘,不仅要高精度地“留住光”,还要提升信噪比,这也是他们下一步努力的方向。

在五四青年节来临之际,共青团中央、全国青联共同颁授第25届“中国青年五四奖章”,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所分子古生物学实验室主任付巧妹获得该荣誉。

付巧妹是用古基因组探索东亚人群历史的科学家,致力于开发创新古基因组实验技术,专注探索人类群体的起源与演化问题。在她的努力下,研究团队开发了古核基因组捕获技术,阐明早期现代人扩散历史及与已灭绝古人类的基因交流特点,解码东亚现代人的复杂遗传历史,绘制欧亚不同时期人群动态遗传历史,大规模开展中国人群系统性古基因组研究,从“土”中获得东亚首例古人类DNA……使东亚史前人群的故事不再是一片空白。

2016年,付巧妹正式回国,并继续投入到东亚人群古DNA研究中,创建了一支“中国制造”的古DNA研究团队。在几年时间里,她带领团队建成国内首个媲美国际顶尖水平的分子古生物学实验室与平台,并带领团队不断进行实验技术的探索和研发,最终共同开发出古核基因组捕获技术。这一技术能将仅占0.03%的人类DNA,从包含大量微生物的土壤中吸附、富集并钓取出来。

当地时间4月26日,美国国家科学院公布了新当选的院士和外籍院士,中国科学院院士康乐当选外籍院士。此次共计120人当选,其中外籍院士30人。

康乐是国际生态基因组学研究的领衔科学家,现任河北大学校长、中国科学院北京生命科学研究院院长、中国科学院生物互作卓越创新中心主任。

内蒙古最大规模水利项目——引绰济辽水利工程实现首个区间贯通

5月11日,伴随着机器的轰鸣声,TBM(全断面硬岩隧道掘进机)刀盘缓缓破壁而出,由中铁十八局集团参建的内蒙古自治区最大规模水利项目——引绰济辽水利工程实现首个区间贯通,标志着引绰济辽工程建设取得关键性突破。

引绰济辽工程是“十三五”期间国务院确定的172项节水供水重大水利工程之一,该工程输水线路全长390.3公里,其中输水隧洞段长183公里,采用TBM法与钻爆法联合施工,全线共5台TBM参与施工。此次贯通区间为5-7支洞到5-6支洞区间,是全线首个TBM贯通区间,TBM在此区间参与施工长度达9174.04米。自2019年11月25日以来,中铁十八局全体参建人员艰苦奋战500多个日夜,先后克服涌水、塌方、长运距及新冠肺炎疫情等不利影响,顺利实现该区间安全、快速贯通,为后期全线贯通通水奠定了坚实基础。

据了解,实施引绰济辽工程可以有效缓解内蒙古自治区东部西辽河流域严重缺水状况,对促进内蒙古兴安盟和通辽地区水资源优化配置、边疆少数民族地区经济社会可持续发展和筑牢北疆生态安全屏障,具有十分重要的意义。

科学家发现氧化石墨烯不仅可变还自带“返回键”

对于普通材料来说,两个物体一旦融合就难以复原,即便分开也不再是原来的两个物体。然而,经过4年的研究,浙江大学高分子科学与工程学系教授高超课题组发现,氧化石墨烯片具有适应性形变的能力,氧化石墨烯纤维在宏观尺度上能够在融合之后实现精确可逆的分裂,好比是自带了一个“返回键”。这项成果将对未来精确可逆的组装产生积极影响。5月7日,这项成果在《科学》发表。

实验中,课题组先把13500根氧化石墨烯纤维融合成一根直径1.2毫米的细长黑柱子,这些黑柱子可以承受680倍自身重量的力,然后把黑柱子放到水溶剂中解离再分裂,这时粗柱子就变成13500条纤维。论文第一作者、浙江大学高分子系的畅丹说:“这个过程中,氧化石墨烯的体积膨胀率达到了近40倍,提供了充分的表面形变的空间。”

课题组通过荧光染料及硅纳米颗粒彩色标记的方式证明了每一条纤维的内在结构,确实是“我是我”“他是他”,纤维里面的成分没有在多次融合-分裂后互相“串门”。

课题组还在研究中发现,如果在尼龙、蚕丝、不锈钢丝、玻璃纤维等有机高分子、天然高分子、金属、无机非金属纤维的表面涂上一层氧化石墨烯,原有的这些普通材料也能够具有“组装-精确还原”的功能。

“活化石”软体动物基因组揭示眼睛进化密码

5月11日,《自然-生态与进化》杂志发表了中国科学院南海海洋研究所研究员喻子牛团队的一项最新研究成果,论文中突破性地解开了“活化石”软体动物鹦鹉螺独一无二的“针孔眼”的基因密码。

喻子牛介绍,研究团队在国际上首次完成了鹦鹉螺基因组测序,通过比较基因组学和反向验证法分析表明,鹦鹉螺基因组中不但缺失了晶状体发育的关键转录因子NRL/Maf,同时还缺少了构成了晶状体主要蛋白S-crystallin基因,导致晶状体无法发育,因此共同促进了鹦鹉螺针孔眼的形成。另外,鹦鹉螺基因组仅保留最简单的光信号传导通路和唯一的感光分子r-opsin,还无法识别颜色,是一个彻彻底底的“色盲”。在眼睛中,11-顺式视黄醛可以通过视黄醛异构酶来产生,它和opsin分子共同决定了对光的敏感度。在章鱼、乌贼等头足动物中,11-顺式视黄醛是通过视网膜色素Retinochrome产生的,而在人类等高等动物,则是通过RPE65催化完成的。鹦鹉螺则具有Retinochrome和RPE65双重视黄醛异构循环系统,且RPE65基因在基因组中还出现了特异性扩张,表明可能与通过11-顺式视黄醛大量生成来提高其感光能力,从而适应昼伏夜出的生活习性。

着陆火星!祝融发回遥测信号

我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功!

记者从国家航天局获悉,科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认,5月15日7时18分,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。

凌晨1时许,天问一号探测器在停泊轨道实施降轨,机动至火星进入轨道。4时许,着陆巡视器与环绕器分离,历经约3小时飞行后,进入火星大气,经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲,成功软着陆于预选着陆区。两器分离约30分钟后,环绕器进行升軌,返回停泊轨道,为着陆巡视器提供中继通信。后续,“祝融号”火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。

国内首套无砟轨道智能铺轨机组在张吉怀高铁建设中成功运用

5月8日,在湖南省张吉怀铁路施工现场,由中铁四局主持研发的WPZ-500型无砟轨道智能铺轨机组,顺利将一对500米长钢轨铺设到位,这标志着国内首套无砟轨道智能铺轨机组成功落地。

据了解,WPZ-500型无砟轨道智能铺轨机组集轮胎、轮轨和履带走行于一体,由长钢轨智能分拣车、长钢轨智能推送车、长钢轨智能滚筒回收车和长钢轨智能牵引车4个设备组成,充分利用了智能机器人、物联网、大数据、激光扫描精确定位、AGV自动循迹等前沿高新技术。该机组能够智能完成长钢轨的精准牵引和推送、滚筒的精确布放,以及滚筒的自动回收、堆码、倒运等系列工序。

此外,该机组在作业控制、辅助控制、远程运维、施工组织等方面还进行了智能化升级,相较于传统铺轨方式,该机组节约辅助作业人员数量63%,机械化程度提高到90%,有效减少用工数量,降低劳动强度,在劳动力缺乏、高寒、高海拔等特殊地区可大显身手。目前该设备已完成17项发明及实用新型专利的申报,所提交的专利申请已被国家知识产权局受理。

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