高校拼創(chuàng)新 亞運(yùn)寫下智能篇章

9月29日，杭州亞運(yùn)會(huì)游泳比賽現(xiàn)場(chǎng)，一名觀眾得到徐嘉余的泳帽后開心不已。中青報(bào)·中青網(wǎng)記者李雋輝/攝

截至今天，屹立在“大蓮花”(杭州奧體中心體育場(chǎng))的杭州亞運(yùn)會(huì)主火炬已經(jīng)燃燒了8天。這幾天，火炬燃燒研發(fā)團(tuán)隊(duì)的工作人員依然會(huì)定期去到“大蓮花”對(duì)主火炬的火焰進(jìn)行燃燒檢測(cè)。

“現(xiàn)在一切都好，甚至比我們想象中燃燒得還要好。”浙江大學(xué)能源工程學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“浙大能源學(xué)院”)高翔院士團(tuán)隊(duì)的吳迎春研究員說(shuō)。

9月23日晚，杭州亞運(yùn)會(huì)開幕式上，游泳健將汪順與數(shù)字人共同點(diǎn)燃主火炬的瞬間驚艷了世人。事實(shí)上，在能源研究領(lǐng)域，被高度關(guān)注的還有火炬的燃料——“綠色”甲醇。

之所以將其稱之為“綠色”，是因?yàn)樵摷状嫉闹苽溥^(guò)程“零增碳”，即從生產(chǎn)甲醇到燃燒甲醇，產(chǎn)生、消耗的二氧化碳量實(shí)現(xiàn)完全中和。

“我們的研究就是想辦法利用可再生能源制得的綠氫與捕集的二氧化碳進(jìn)行綠色合成，并提高提取效率，降低成本。”浙大能源學(xué)院研究員張霄對(duì)中青報(bào)·中青網(wǎng)記者說(shuō)，他們對(duì)燃料提取工藝進(jìn)行了創(chuàng)新，通過(guò)研發(fā)甲醇提取過(guò)程中所用到的碳捕集劑、反應(yīng)催化劑等物質(zhì)，提高了甲醇的產(chǎn)出率，并降低了單位能耗。

除了甲醇燃料制備，該團(tuán)隊(duì)還參與了杭州亞運(yùn)會(huì)主火炬燃燒核心裝置方案設(shè)計(jì)、燃燒優(yōu)化等工作。

“在燃燒核心裝置方案設(shè)計(jì)上，我們借鑒了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室結(jié)構(gòu)，為主火炬設(shè)計(jì)出旋流霧化燃燒系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定點(diǎn)火燃燒。”高翔院士團(tuán)隊(duì)成員、浙大能源學(xué)院教授鄭成航表示，這次為亞運(yùn)會(huì)提供的很多技術(shù)都是第一次走出實(shí)驗(yàn)室。

用“綠色”甲醇點(diǎn)火，想要做到安全、穩(wěn)定、美觀，需要從零開始計(jì)算模擬、試驗(yàn)驗(yàn)證且不斷地迭代優(yōu)化。為此，浙大團(tuán)隊(duì)與杭州亞組委等多家單位聯(lián)合開展了200多天的技術(shù)攻關(guān)。

參與杭州亞運(yùn)會(huì)主火炬燃燒相關(guān)設(shè)計(jì)研發(fā)的浙大團(tuán)隊(duì)中，不乏博士生和碩士生的身影。“這是一次很好的理論聯(lián)系實(shí)踐的機(jī)會(huì)。他們以前在實(shí)驗(yàn)室待得多，這次項(xiàng)目對(duì)他們來(lái)說(shuō)鍛煉非常大。”在吳迎春看來(lái)，這次主火炬項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生的科研成長(zhǎng)很有意義。

“學(xué)生表現(xiàn)得比我想的更出色。”吳迎春說(shuō)，因?yàn)橹骰鹁娴脑O(shè)計(jì)創(chuàng)意與點(diǎn)火方式要高度保密，所以他們經(jīng)常要零點(diǎn)之后到“大蓮花”進(jìn)行火焰測(cè)試，“一干就到凌晨?jī)扇�點(diǎn)。”

據(jù)吳迎春介紹，團(tuán)隊(duì)成員要在60多米高空、環(huán)境溫度可達(dá)50多攝氏度的火焰上方進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的溫度和燃燒產(chǎn)物等測(cè)試。

“有名學(xué)生在上面頂著高溫連續(xù)檢測(cè)了幾個(gè)小時(shí)，出了太多汗，下來(lái)的時(shí)候幾乎要脫水了。”但即使快到了身體的工作極限，學(xué)生們還是沒(méi)有抱怨。“他們都很自豪，能參與到這么重大的項(xiàng)目中。”

“開幕式的前幾天，我們團(tuán)隊(duì)每天都是24小時(shí)待命。”吳迎春說(shuō)，團(tuán)隊(duì)里的老師和學(xué)生經(jīng)常會(huì)半夜跑到“大蓮花”進(jìn)行火炬燃燒情況的檢測(cè)。9月23日晚，吳迎春和團(tuán)隊(duì)其他成員一起坐在距離主火炬塔最近的地方。“我們得保證能看到火炬，要時(shí)刻做好開展保障工作的準(zhǔn)備。”

主火炬被成功點(diǎn)燃那一刻，吳迎春心里的石頭終于落了地。從一滴甲醇到一團(tuán)火，他和同事共同見證了杭州亞運(yùn)會(huì)主火炬上熊熊火焰的前世今生。

“我們的技術(shù)能從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用，對(duì)此真的很自豪。”在吳迎春看來(lái)，這次的杭州亞運(yùn)會(huì)，正是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的一次檢驗(yàn)。

“智能”是杭州亞運(yùn)會(huì)的辦賽理念之一，而智能的底色便是科技創(chuàng)新�？v觀本屆亞運(yùn)會(huì)，高�？萍甲o(hù)航亞運(yùn)的案例比比皆是。從開幕式上的主火炬到賽場(chǎng)上的通信保障，再到賽時(shí)的天氣監(jiān)測(cè)……杭州亞運(yùn)會(huì)宛如一個(gè)科技創(chuàng)新的運(yùn)用大場(chǎng)景，多項(xiàng)產(chǎn)自高校實(shí)驗(yàn)室的新技術(shù)在這里找到了合適的應(yīng)用場(chǎng)景。

同樣在杭州亞運(yùn)會(huì)接受檢驗(yàn)的，還有東南大學(xué)崔鐵軍院士團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次提出并完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的智能超表面(RIS)技術(shù)。

本屆杭州亞運(yùn)會(huì)，東南大學(xué)聯(lián)合杭州錢塘信息高等研究院等單位組成聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，共同研發(fā)了智能超表面(RIS)產(chǎn)品，完成了實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景轉(zhuǎn)化。

通俗地講，智能超表面(RIS)可以被看作一塊表面特殊的鏡子。“當(dāng)基站電磁信號(hào)打過(guò)來(lái)時(shí)，智能超表面(RIS)能按需反射電磁信號(hào)到覆蓋弱區(qū)域并自適應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)角度，實(shí)現(xiàn)更高效和更均勻的信號(hào)覆蓋。”壽光明是上述聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)中的一名技術(shù)人員，據(jù)他介紹，當(dāng)人移動(dòng)時(shí)，反射的電磁波還能實(shí)時(shí)跟蹤，維持較好的信號(hào)接收質(zhì)量。

“現(xiàn)在這個(gè)表面可以做成一塊薄板，或一層看不見的膜。”壽光明說(shuō)，該智能超表面(RIS)產(chǎn)品具有低成本、低能耗、易部署的特點(diǎn)。測(cè)試結(jié)果顯示，“同一位置信號(hào)能增強(qiáng)10倍以上，還能補(bǔ)充信號(hào)盲區(qū)。”

目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在杭州亞運(yùn)會(huì)手球館、輪滑館、擊劍館等大型場(chǎng)館投入使用。記者了解到，除東南大學(xué)外，包括西安電子科技大學(xué)在內(nèi)的多所高校也都有參與到該產(chǎn)品的研發(fā)中。

幾天前，杭州亞運(yùn)會(huì)寧波賽區(qū)就完成了賽事保障任務(wù)，但在寧波南岸、慈城、象山等杭州亞運(yùn)會(huì)賽事途經(jīng)重點(diǎn)高速服務(wù)區(qū)，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所(以下簡(jiǎn)稱“寧波材料所”)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的360度全景攝像機(jī)系統(tǒng)，依然在“勤奮”地工作著。

“我們?cè)O(shè)計(jì)了新的AI(人工智能)分析算法。”寧波材料所高級(jí)工程師徐剛說(shuō)，上述系統(tǒng)可以開展車流量分析和預(yù)測(cè)、異常事件檢測(cè)預(yù)警和管理重點(diǎn)車輛等工作。

“針對(duì)新的場(chǎng)景設(shè)計(jì)新的AI分析算法，需要大量的樣本進(jìn)行訓(xùn)練。”徐剛的一名研究生專門從事AI圖像樣本生成研究，可以利用AI技術(shù)，以有限的真實(shí)圖像樣本為基礎(chǔ)生成更多的類真實(shí)圖像。“我們?cè)陂_發(fā)360度全景攝像機(jī)系統(tǒng)時(shí)，很多訓(xùn)練樣本都是通過(guò)AI技術(shù)生成的。”徐剛表示，新的前沿算法研究，都有研究生參與，“他們貢獻(xiàn)了不小的力量。”

南京信息工程大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院教師潘亦鵬則帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)加入杭州亞運(yùn)會(huì)帆船賽區(qū)的保障工作中，主要負(fù)責(zé)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行綜合性海洋氣象參數(shù)精細(xì)化測(cè)量及水上應(yīng)急救生演練。

在杭州亞運(yùn)會(huì)期間，潘亦鵬團(tuán)隊(duì)將自主研發(fā)的兩棲和三棲無(wú)人機(jī)搭配大型無(wú)人艇聯(lián)合協(xié)作投入實(shí)踐場(chǎng)景。“三棲無(wú)人機(jī)首次在寧波下水，效果出奇得好。”潘亦鵬的團(tuán)隊(duì)成員都很開心，“當(dāng)天我們測(cè)試到一半覺(jué)得臉上特別疼，最后發(fā)現(xiàn)沒(méi)涂防曬霜，回來(lái)之后，每個(gè)人臉上都是紅的，就跟蒸熟的螃蟹一樣。”

在潘亦鵬團(tuán)隊(duì)中，也有很多年輕的面孔，他們有的是研究生，有的才大一、大二。“能來(lái)參加測(cè)試大家都很激動(dòng)，因?yàn)橛袡C(jī)會(huì)服務(wù)亞運(yùn)會(huì)也是給國(guó)家作貢獻(xiàn)了。”潘亦鵬說(shuō)。

本報(bào)杭州9月30日電

中青報(bào)·中青網(wǎng)見習(xí)記者 賈驥業(yè) 記者 胡寧