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   科技导报
2017年 35卷 2期
刊出日期:2017-01-28

卷首语
研究论文
科技风云
科技事件
科学共同体推介
书评
封面说明
科学人物
科技界声音
科技纵横
热点排行
科学共同体要闻
科技建议
职场
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封面说明

封面图片说明:典型的可穿戴电子产品&新兴的可穿戴电子技术 Hot!

科技导报. 2017, 35 (2): 0-0.
全文: HTML (186 KB)  PDF  (1851 KB)  ( 102 )
摘要 ( 165 )
可穿戴传感器种类繁多,形态各异,如智能眼镜、耳蜗植入系统、植入式心脏起搏器、智能药片、智能贴片、智能手表、智能服装、智能鞋垫、连续无创血糖监测技术、人工皮肤及表皮传感器技术、传感器无线能量传感技术、可穿戴式环境监测传感器技术等。对于其形式、功能、面临的挑战和发展趋势进行总结对产业的发展和技术的开发有一定的指导作用。结合商业化可穿戴产品和实验室中的在研技术,简述了可穿戴传感器的主要形式,列举了可穿戴设备的常用测量方法和与人体常用接触形式,展示了可穿戴传感器技术在健康管理、医疗、运动科学、工业和军事等方面的广泛应用。
卷首语

节能减排是燃煤电站锅炉发展的必由之路

林宗虎
科技导报. 2017, 35 (2): 1-1.
全文: HTML (48 KB)  PDF  (466 KB)  ( 136 )
摘要 ( 357 )
气候变暖和温室气体CO2等的必须减排是当前各国面对的全球性战略问题。我国已向世界庄严承诺到2020年中国单位GDP的CO2排量要比2005年减少40%~45%。2015年4月25日中国发表的《中共中央国务院关于加速推进生态文明建设的意见》再次将这一减排任务列为主要目标之一。因此,这一减排指标是一定要达到的。近年来我国由烟尘等引起的雾霾污染日趋严重,这也是我国必须重点解决的环保问题。
科技风云

中国基础研究:从跟随到领跑

王丽娜
科技导报. 2017, 35 (2): 7-7.
全文: HTML (36 KB)  PDF  (347 KB)  ( 104 )
摘要 ( 231 )
中国的科学研究正蒸蒸日上,越来越多的研究成果已经追上世界脚步甚至达到“领跑”水平。
科技事件

基金委撤销撤稿论文基金资助论文代写产业链曝光

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (2): 9-9.
全文: HTML (35 KB)  PDF  (340 KB)  ( 137 )
摘要 ( 275 )
2016年12月12日,国家自然科学基金委员会(下文简称基金会)在北京召开“捍卫科学道德反对科研不端”通报会,通报了2015-2016年查处的8起科研不端行为的典型案例。
科技建议

中国科技人才计划总体布局亟需调整和改善

王小凡
科技导报. 2017, 35 (2): 11-11.
全文: HTML (39 KB)  PDF  (375 KB)  ( 121 )
摘要 ( 151 )
近年来,国家各部委、省市组织实施的多项人才计划,特别是针对引进与深化培养刚完成博士后训练的青年科研人才的计划已取得了引人注目的成果。这些计划,包括中央组织部的“青年千人计划”、国家自然科学基金委员会的“优秀青年科学基金项目”(以下简称“优青基金”)与“国家杰出青年科学基金”(以下简称“杰青基金”)、中国科学院的“百人计划”、教育部的“长江学者奖励计划”等,已经为国家在今后10~20年科技创新发展战略提供了人才需要的雄厚基础。这些计划的实施,为学成回国或在国内学业有成的青年科研人员,在他们建立独立实验室或团队的初期阶段,提供了相对稳定的经费支持和相对优厚的生活与工作待遇。这也是越来越多青年科学家选择回国创业的主要原因。
研究论文

互联网时代的弄潮儿——可穿戴医疗设备

王玲, 战鹏弘, 刘文勇
科技导报. 2017, 35 (2): 12-18. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.001
全文: HTML (1 KB)  PDF  (3269 KB)  ( 499 )
摘要 ( 359 )
随着移动医疗的强势兴起、智能传感等新技术的发展以及个性化健康观念的普及,智能可穿戴设备近年来发展迅速,其中与健康医疗相关的可穿戴设备已成为最有前景的领域之一。本文从可穿戴医疗设备涉及的新型材料技术、智能传感技术、无线数据传输技术、低功耗电路设计技术、能源采集与存储技术和大数据分析技术等方面,综述了可穿戴医疗设备关键技术的最新进展,并分析了该领域未来的趋势和面临的挑战。

可穿戴传感器进展、挑战和发展趋势

曾天禹, 黄显
科技导报. 2017, 35 (2): 19-32. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.002
全文: HTML (1 KB)  PDF  (10051 KB)  ( 380 )
摘要 ( 812 )
可穿戴传感器是近年来高速发展的传感器技术。其功能、原理和形态各异,并已经广泛应用于国民生活和生产的多个方面。本文结合大量商业化和处于研究阶段的可穿戴产品和器件,简述了可穿戴传感器的主要形式,列举了可穿戴设备的常用测量方法。根据可穿戴传感器及人体的接触方式,将其划分为皮肤接触式传感器、非直接接触式传感器和植入式传感器,结合现有商业化产品及实验室中研究成果,展示了现今可穿戴设备在日常健康、医疗、运动科学、工业和军事等方面的广泛应用。认为可穿戴传感器技术将会在未来同大数据与精准医疗实现更高程度的结合,更好地服务于长期动态的人体信息和环境信息的采集。

可穿戴式医疗芯片研究进展

李严
科技导报. 2017, 35 (2): 33-40. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.003
全文: HTML (1 KB)  PDF  (5084 KB)  ( 385 )
摘要 ( 216 )
医疗芯片的研发需要借助微电子学与生物医学领域的结合。作为医疗芯片的重要组成部分,可穿戴式医疗芯片主要用于采集及处理关键生理信号,以此获得相应的生理信息,实时监控使用者的健康状况,实现对突发病症进行及时救治、对重大疾病的预防,降低死亡率。因此,可穿戴式医疗芯片将是现代以预防为主的新医疗体系的关键模块。本文基于可穿戴式的应用环境以及生理信号的特点,分析了对可穿戴式医疗芯片的设计要求,总结了实现可穿戴式医疗芯片的关键技术,包括低功耗、全集成、低噪声等;综述了可穿戴式医疗芯片的研究进展,包括用于处理心电、脑电、脉搏波、呼吸等重要生理信号的芯片及系统;展望了可穿戴式医疗芯片的未来。随着微电子、集成电路技术及生物医学的发展,可穿戴式医疗芯片将具有更多的功能、形式,满足人们在医疗与健康方面的更多需求。

为普适健康而生的躯感网及其信息安全

鲍淑娣, 陈萌
科技导报. 2017, 35 (2): 41-44. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.004
全文: HTML (1 KB)  PDF  (901 KB)  ( 127 )
摘要 ( 236 )
由人体生物传感器构成的躯感网是物联网在医疗健康领域的主要表现。本文从健康信息化国家战略出发,阐述躯感网技术及应用对健康信息化发展的重要意义,从通信技术层面分析了躯感网技术的发展现状及未来趋势,并重点论述了健康数据的安全及隐私保护机制。

探索日常生活中的心理与行为规律:运用移动传感技术的心理学研究

冯雪, 张丹
科技导报. 2017, 35 (2): 45-49. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.005
全文: HTML (1 KB)  PDF  (1176 KB)  ( 187 )
摘要 ( 202 )
移动传感技术可以通过人们不易察觉的方式,随时随地采集其心理和行为数据,给日常生活情境下的心理学研究带来了新的突破。本文回顾了以纸笔日志和便携式电子设备为主要研究工具的传统自然情境心理学研究的发展,简要介绍了可用于心理学研究的移动传感技术在临床心理学、社会心理学和认知心理学等领域的新进展,并讨论了这一技术的引入给心理学研究带来的机遇和挑战。

穿戴式外骨骼康复辅具临床应用现状分析

陈学斌, 刘利荣, 安峥, 高敏, 高海鹏
科技导报. 2017, 35 (2): 50-54. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.006
全文: HTML (1 KB)  PDF  (2559 KB)  ( 642 )
摘要 ( 312 )
穿戴式外骨骼康复辅具是一种可穿戴于人体上的智能化生机电控制系统,该系统通过外骨骼与人体肢体间力-位移的交互实现人机动作的耦合,可辅助人体实现某些特定功能,在临床康复治疗领域具有重要应用前景。上肢外骨骼和下肢外骨骼是目前常见的穿戴式外骨骼。上肢外骨骼包括肩肘手臂外骨骼和手指外骨骼,在康复训练中主要应用于中风后患者肩肘关节及腕手关节运动功能的康复训练。下肢外骨骼能够辅助下肢麻痹患者完成站立及运动,在下肢运动功能的康复治疗方面具有巨大的应用潜力。本文综述了目前常见的穿戴式外骨骼康复辅具的特点及其临床应用现状,并总结了目前国内外可穿戴外骨骼的研究进展。

可穿戴技术应用于术后监控和康复的现状分析

匡绍龙, 房银芳, 周瑞, 宋晗, 刘文勇, 孙立宁
科技导报. 2017, 35 (2): 55-59. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.007
全文: HTML (1 KB)  PDF  (1752 KB)  ( 213 )
摘要 ( 232 )
术后健康监控过程能够保障在生命体征出现异常情况时可以进行及时处理,同时术后康复训练及效果评估也需要有效的工具进行支持,可穿戴技术的出现和发展,为这些需求的实现提供了相应的技术保障。本文利用国内外学术数据库,对可穿戴技术在术后监控、术后康复训练方面的研究和应用相关文献进行了收集和整理,综述了可穿戴技术在各类外科领域的应用情况,包括基本功能、技术原理、使用方法及对其进行效果评价。结果表明,可穿戴技术在术后的应用已涉及显微外科、矫形外科、普通外科、心胸外科、神经外科等外科方向,但其应用尚处于研究探索阶段。未来需要更多关于可穿戴技术用于术后健康监控和康复训练评估的可行方法和临床验证工作的研究,以使它真正满足病人术后在医院和家庭进行健康监控和康复训练的需要。

基于相关指数分析增强的功能近红外光谱脑机接口

李喆, 张屾, 郑燕春, 汪待发, 马建爱, 王玲, 李德玉
科技导报. 2017, 35 (2): 60-64. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.008
全文: HTML (1 KB)  PDF  (1905 KB)  ( 212 )
摘要 ( 179 )
由于对运动伪迹不敏感、适合特殊人群和可穿戴式检测等优势,功能近红外光谱技术(fNIRS)在脑机接口(BCI)、心理认知等领域发挥着日益重要的作用。肢体运动想象是BCI在残疾人康复训练等领域应用的重要范式,伴随穿戴式fNIRS的发展,有望帮助残疾人在家庭或社区开展长期脑康复训练。本文针对目前基于fNIRS的运动想象任务分类准确率普遍不高这一现状,应用基于Pearson积差相关系数的相关指数R2,对被试进行个性化参数优化,期望改善运动想象的分类结果。实验采集了17名被试的左、右手运动想象任务期间大脑皮层主运动区的血红蛋白浓度变化数据,并采用支持向量机(SVM)分类。结果表明,经过R2参数优化之后,分类准确率相对无优化情况显著提升,分类准确率在60%以上的被试比例由原本的58.8%提高到了94%,分类准确率在65%以上的被试比例由原本的41.2%提升到了64.7%。

生命不止,能量不息——植入式摩擦纳米发电机的研究与应用

刘卓, 王玲, 李虎, 邹洋, 石波璟, 欧阳涵, 李舟
科技导报. 2017, 35 (2): 65-71. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.009
全文: HTML (1 KB)  PDF  (16922 KB)  ( 127 )
摘要 ( 193 )
2012年,研究人员提出了一种将机械能转化为电能的摩擦纳米发电机(TENG),该技术近年来得到了飞速发展,实现了对人体运动能、风能、声波能、海洋能等各种机械能的收集。其中植入式摩擦纳米发电机(iTENG)可将生物体内的心跳、呼吸肌运动等生物机械能转化为电能并驱动有源植入式医疗器件,可显著提高可植入式医疗器件的使用寿命,在未来植入式医疗行业中有着潜在的应用前景。本文综述了iTENG的结构、工作原理、输出性能及其在有源植入式医疗器件供能应用等方面的最新研究进展,并在此基础上进一步分析iTENG应用到临床治疗所面临的挑战。

3D打印技术在植入式医疗器械中的应用

韩倩宜, 李淑萍, 肖雄夫, 周钢
科技导报. 2017, 35 (2): 72-79. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.010
全文: HTML (1 KB)  PDF  (2649 KB)  ( 616 )
摘要 ( 322 )
随着医疗技术进步和人们健康意识的提升,以3D打印技术为基础制备的植入式医疗器械开始在人们生活中扮演重要角色,在个性化定制医疗中起到了至关重要的作用。本文综述了近年来3D打印技术在牙科、骨科、气血管支架、皮肤、药片和生物打印等植入式医疗器械领域的应用,总结了3D打印市场的发展进程,分析并描绘了3D打印技术在生物医学材料发展的中的地位和前景。

平流层飞艇机载风速测量方法

张澜川, 孟军辉, 吕明云
科技导报. 2017, 35 (2): 80-86. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.011
全文: HTML (1 KB)  PDF  (3654 KB)  ( 243 )
摘要 ( 558 )
风场数据是平流层飞艇实现长时驻空和飞行控制的重要参数。针对平流层空气稀薄、传统机载压力式测风速方法测量精度低等问题,提出一种利用激光雷达直接探测技术的平流层飞艇机载风速测量方法。设计了基于直接探测原理的多普勒激光雷达测风速系统,构建了分别以FPI(Fabry-Perot干涉仪)和MZI(Mach-Zehnder干涉仪)为鉴频器的条纹成像技术的风速反演数学模型,并进行了数值仿真分析。结果显示,在355 nm波长出射激光和20 m/s径向风速条件下,FPI-条纹成像技术与MZI-条纹成像技术的径向风速测量误差分别为11.0%和6.5%,测量分辨率分别为1.90 m/s和1.62 m/s,表明该方法能够满足平流层飞艇机载风速测量要求。

基于SPH应力修正算法的液滴撞击超疏水壁面模拟分析

王志超, 牛娇
科技导报. 2017, 35 (2): 87-91. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.02.012
全文: HTML (1 KB)  PDF  (2052 KB)  ( 146 )
摘要 ( 276 )
针对SPH方法中的压应力不稳定问题,提出一种改进的Quintic核函数,相对于传统的“钟形”核函数可以更好地改善SPH模拟过程中粒子的聚集现象。应用改进模型对液滴撞击超疏水壁面过程进行模拟研究,根据撞击后液滴铺展的运动特征,分析了影响壁面摩擦阻力的因素以及摩擦阻力的作用区域。结果表明,当壁面相对浸润直径φ<1时,撞击后液滴铺展受壁面黏度系数υ'的影响不明显,而当φ≥1时,相同条件下υ'越大液滴铺展速度越小,壁面相对浸润直径的最大值φmax越小,因此φ≥1为撞击后液滴铺展过程中壁面摩擦阻力的主要作用区域;壁面黏度系数υ'值对撞击后液滴铺展时间影响较小,不同υ'条件下液滴铺展达到φmax的时间相近,在相同壁面条件下液滴铺展受到的摩擦阻力会随着撞击速度v0的增加而变大,υ'与v0大致按二次抛物线变化。
科学共同体推介

帮助政策制定者了解科学本源,使科学家发出自己的声音——英国皇家学会配对项目

田恬
科技导报. 2017, 35 (2): 92-92.
全文: HTML (60 KB)  PDF  (589 KB)  ( 52 )
摘要 ( 192 )
在科技政策制定的过程中,政府往往是政策的主导者和实施者,而科学共同体则为政策制订提供科学建议和评估,以保障科技政策的科学性和有效性。在这一过程中,除政府官员、公务员以外,科学家也应加入其中,向社会发声,做好智库的作用。大多科学家在职业生涯早期,更关注于自己的本职工作,也就是科学研究,而随着他们的职业发展,可能会有更多的时间为社会的整体利益去做出贡献。对于想对政策制定发声的科学家来说,英国皇家学会具有一个配对项目(Pairing scheme),提供机会给政策制定者和科学家,相互体验彼此的世界。
科技纵横

杨振宁看待西南联大成功的一个新视角

厚宇德
科技导报. 2017, 35 (2): 93-93.
全文: HTML (71 KB)  PDF  (695 KB)  ( 99 )
摘要 ( 171 )
在中国近现代教育史上,国立西南联合大学(以下简称西南联大)是一个耀眼的焦点。西南联大为什么在特殊的时期能够创造辉煌业绩?这是引人深思的重要话题。任继愈先生的看法是:“如问西南联大何以能创造奇迹,可以明确回答:这奇迹来自1919年‘五四’爱国运动,西南联大关心天下大事(外抗日寇,内争民主),实事求是的科学精神,尊重别人的民族传统,‘五四’的火炬在联大师生手中传承下来[1]。”除却肯定西南联大的民主校风外,还有学者将自由氛围视为西南联大取得卓越成绩的重要原因,如有学者认为“自由散漫”“学术自由”才保证西南联大人才辈出[2],也有学者将此描述为西南联大“学术自由、兼容并包的办学理念[3]”。
科学人物

李淼,一个有趣的另类科学家

李英
科技导报. 2017, 35 (2): 94-94.
全文: HTML (70 KB)  PDF  (685 KB)  ( 110 )
摘要 ( 262 )
李淼是谁?李淼是一位科学家。1962年出生,16岁时考入北京大学学习天体物理专业。之后的人生按照科学家的进阶轨迹,一路开挂。1988年在中国科技大学获博士学位。1989年赴丹麦哥本哈根大学波尔研究所学习,1990年获哲学博士学位。1990年起先后在美国加州大学圣巴巴拉分校、布朗大学任研究助理、研究助理教授,1996年在芝加哥大学费米研究所任高级研究助理。1999年回国,任中国科学院理论物理研究所研究员,并任台湾大学客座教授、中国科学技术大学客座教授。
职场

我招收和培养研究生的理念

彭慧胜
科技导报. 2017, 35 (2): 95-95.
全文: HTML (66 KB)  PDF  (645 KB)  ( 164 )
摘要 ( 356 )
我希望招到有个性、有自己想法的学生。我们国家的大学生是在较为功利的环境中成长起来的——学习本身应是一件快乐的事,但我们的中小学生在应付各类考试中压力重重。这不利于培养科研创新人才。
书评

探索医疗的未来之路——《未来医疗:智能时代的个体医疗革命》评介

刘志远
科技导报. 2017, 35 (2): 96-96.
全文: HTML (60 KB)  PDF  (590 KB)  ( 145 )
摘要 ( 209 )
医疗卫生事业关系到人的身体健康和生老病死,与人的切身利益密切相关。随着经济的高速发展,目前各国面临不同的医疗困境。比如美国,医疗体系私有化、垄断化导致医药定价缺乏透明度,医疗费用过高,人均医疗费用高达8600美元,是其他发达国家的2倍左右,大量的个人破产缘于付不起医疗账单上的医疗费用。另一方面,在很多国家和地区,由于医疗资源短缺,也导致很多病患无法接受诊疗。在信息发达的物联网时代,医学界正在经历一场如海啸般的变革,全世界范围内的各个国家都在进行医改尝试。
热点排行

新闻时段2017-01-01至2017-01-15

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (2): 5-6.
全文: HTML (152 KB)  PDF  (1513 KB)  ( 45 )
摘要 ( 146 )
科技界声音

2017-02科技界声音

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (2): 8-8.
全文: HTML (89 KB)  PDF  (881 KB)  ( 52 )
摘要 ( 139 )
科学共同体要闻

2017-02科学共同体要闻

李娜
科技导报. 2017, 35 (2): 10-10.
全文: HTML (74 KB)  PDF  (729 KB)  ( 73 )
摘要 ( 125 )
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