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   科技导报
2017年 35卷 22期
刊出日期:2017-11-28

卷首语
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研究论文
综述文章
专题论文
科技风云
科技事件
科学共同体推介
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封面图片说明:设计科学专题 Hot!

科技导报. 2017, 35 (22): 0-0.
全文: HTMLnew PDF  (1418 KB)  ( 86 )
摘要 ( 402 )
卷首语

认识设计科学,研究设计科学

谢友柏
科技导报. 2017, 35 (22): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (516 KB)  ( 131 )
摘要 ( 472 )
人类一切有目的活动,都有设计和实施两个部分。设计是为实施规划实施结果和实施路径。所以,设计是人类一切有目的活动的起步。设计既然涉及如此广泛,不同人对设计的认知也就大相径庭,甚至连"设计"究竟是什么也各有各的说法。特别是在物质产品(本文提到的产品,都指广义的产品,即不是为自娱自乐而是要提供给社会的事、物,下同)从手工生产转变为大工业生产以后,大工业生产的竞争长期处于规模竞争之中,这就使得物质产品的设计,与精神产品设计和社会产品设计越来越分道扬镳。不同领域产品的设计,逐步发展和形成了各自不同的观念、理论、方法、技术和工具。当物质产品生产在量上还不能满足基本需求,人们还不得不为衣、食、住、行全力以赴时,这种不同显得并不很重要。结果,在设计科学,即设计的基本、共同规律研究上,如设计科学是否有意义、研究什么、怎样研究等,国际上争论了100多年,也没有形成多少共识。这从国外2015年创刊的一个刊物Design Science(《设计科学》)29位编委对于什么是设计科学众说纷纭的讨论里就可以看到。
科技风云

机器学习引领革新

鞠强
科技导报. 2017, 35 (22): 7-7.
全文: HTMLnew PDF  (377 KB)  ( 121 )
摘要 ( 391 )
人工智能正以前所未有的势头席卷我们这个时代。作为其中的一个重要分支,机器学习近年来蓬勃发展,应用领域得到不断拓展,成为引领革新的标志性技术。这些应用,正在帮助我们重新审视熟悉的研究领域,开启通往新发现的大门。
科技事件

首例头部移植手术在遗体上完成引争议

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (22): 9-9.
全文: HTMLnew PDF  (341 KB)  ( 117 )
摘要 ( 270 )
2017年4月,意大利神经外科医生Sergio Canavero在接受德国杂志《Ooom》的访问中表示,将于2017年底,在中国实施首例人类头部移植手术。该手术由哈尔滨医科大学骨科医生任晓平协助完成。时隔7个多月,2017年11月17日,Canavero在奥地利首都维也纳召开新闻发布会,宣布世界第一例人类头部移植手术已经在一具遗体上成功实施,手术地点是中国。
科学评论

全球首个“CAR-T”疗法获批上市,开启肿瘤免疫治疗新篇章

郑洪丽, 林欣
科技导报. 2017, 35 (22): 11-12.
全文: HTMLnew PDF  (1285 KB)  ( 146 )
摘要 ( 162 )
2017年8月30日,诺华公司CAR-T(嵌合抗原受体T细胞)疗法Tisagenle-cleucel(CTL019,商品名:Kymriah,研发历程见图1)获美国FDA批准上市,用于治疗25岁以下急性淋巴细胞白血病(ALL)的复发或难治性患者,成为全球首个上市的自体细胞CAR-T疗法。Kymri-ah的上市具有里程碑式的意义,标志着CAR-T细胞疗法的疗效、安全性和整个商业化流程获得了FDA的正式认可,部分肿瘤患者迎来了全新的"活细胞治疗药物",同时对其他细胞疗法(如工程化自体TCR-T[嵌合型T细胞]、工程化自体干细胞等)也将产生积极的推动作用,将加速更多细胞治疗药品的上市,以造福更多肿瘤及其他棘手疾病的患者。
院士论坛

设计的价值与未来

路甬祥
科技导报. 2017, 35 (22): 13-14.
全文: HTMLnew PDF  (1471 KB)  ( 136 )
摘要 ( 183 )
设计是人们对于产品制造、工艺与装备、经营管理和服务创新的创意设想、计算和计划,是将信息、知识和技术转化集成为系统解决方案实现价值的创新创造,是决定创新创造方向、目标、路径和价值的关键环节,是创新型企业和创新型国家竞争力、可持续发展能力、引领行业与全球能力的关键。设计创新引领推动人类社会文明进步。
专题论文

设计与国家战略

柳冠中
科技导报. 2017, 35 (22): 15-18. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.001
全文: HTML PDF  (1185 KB)  ( 152 )
摘要 ( 272 )
人类社会的基本模型是以"经济、科技、文化"为支撑的。随着"文化"内涵的丰富,人类认识到生存必须依赖于"自然",因此"生态观"逐渐充实到人类社会的模型中。人类在社会进化中从"格物"到"致知",又从"致知"到"格物"的循环上升中逐渐懂得社会价值观和生存战略——"方法论"的重要性,即重视遵循"目的"-"路径"-"策略"-"方法与技术"-"工具"之间的逻辑。设计不能跟随市场、满足市场,要把握人类社会的真正需求,从而定义需求、引领需求、创造需求。目前人们已开始将工业设计的实践与认识提高到"机制"创新、生活方式设计、文化模式设计及系统设计层面,现在又致力于可持续发展的"集成式系统整合"的协同设计——"社会设计"。"服务设计"诠释了"工业设计"最根本的宗旨,即"创造人类社会健康、合理、共享、公平的生存方式"。

从学术界和工业界两个视角看设计科学

李响
科技导报. 2017, 35 (22): 19-24. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.002
全文: HTML PDF  (1653 KB)  ( 168 )
摘要 ( 561 )
阐述了设计科学的内涵,从学术界视角介绍了国外两种设计科学框架。分析了中国设计领域当前存在的问题,从工业界视角提出了新的"以模型为中心"的设计科学范式。提出设计科学研究应关注设计知识的数字化和模型化表达、模型的标准化、基于模型的知识流动机制、模型如何集成4个方面。

设计科学:从规范性到描述性

侯悦民, 季林红
科技导报. 2017, 35 (22): 25-34. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.003
全文: HTML PDF  (660 KB)  ( 151 )
摘要 ( 326 )
论述了目前关于设计科学的不同观点,探讨了重要设计理论的特点。分析表明,目前设计理论集中在应当如何做而缺乏对客观规律的探索。设计科学不仅是采用科学的方法研究设计,而且作为一门科学,设计科学应具备科学的一般属性,即探索客观规律和发展描述性理论。描述性设计理论可为设计理论和方法提供依据,为提高设计效率和设计质量提供指导。

构性理论:对设计的建构

徐前, 李彦, 李松
科技导报. 2017, 35 (22): 35-45. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.004
全文: HTML PDF  (4068 KB)  ( 120 )
摘要 ( 335 )
对设计科学的讨论首先应当探究设计的本质。本文以构性理论为基础探索设计,认为构性理论的提出是由于事物本身存在的方式,提出了构性理论的基本概念,并基于此对设计中的相关概念进行了重新定义;探究了设计本质,建立了设计驱动-设计蕴含-设计匹配的设计过程模型(AIM模型),即通过设计驱动获得需求、问题、目的3种形式的构性关系来源,通过设计蕴含得到构性关系模式,通过设计匹配得到具体的构性关系,再通过子AIM模型进一步完善。最后通过空轨列车逃生问题设计事例验证了构性理论的有效性,从而奠定了构性理论的思想和概念基础,建立了设计过程模型,为设计本质和设计科学的探究提供了新的观点和思路。

丹麦中小微企业的创新创业成功案例启示

张执南, 荣维民, 谢友柏
科技导报. 2017, 35 (22): 46-51. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.005
全文: HTML PDF  (2277 KB)  ( 224 )
摘要 ( 390 )
中小微企业是国家双创战略的主体,是社会创新的中坚力量,中小微企业的健康发展是实现"创新驱动、转型发展"国家战略的重要保障。针对中小微企业创新创业初期缺少针对整个创新创业过程、对资源和环境要素的理解,本文以丹麦中小微企业的创新创业全过程为例,概括了中小微企业的创新创业过程模型。该模型可用于创新创业教育和帮助创业者了解创新创业全过程。

基于分布式知识资源环境的设计知识服务模型

戴旭东, 马雪芬, 谢友柏
科技导报. 2017, 35 (22): 52-57. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.006
全文: HTML PDF  (2072 KB)  ( 117 )
摘要 ( 366 )
开放创新的发展推动了企业在分布式知识资源环境下进行产品的设计与开发。在分布式设计资源环境下,设计主体在设计开发中通过大量的分布在企业外的知识服务资源提供的服务来解决碰到的技术问题。计算机与互联网技术的应用使得通过互联网在全球范围内来搜索、比较与直接使用合适的知识服务成为现实。这使得在分布式的知识资源环境中,知识服务的发布与应用更多地是通过互联网进行。基于互联网的设计知识服务模型是基于分布式知识资源环境进行产品设计的关键理论基础。本文论述了分布式知识资源环境下产品设计与开发的研究现状,阐述了分布式知识资源环境下产品设计开发的模式,分析了设计知识存在的形式及分布式知识资源环境下知识服务的分类体系,建立了支持互联网环境下进行产品设计开发的设计知识服务的结构化模型,并通过实际应用进行了验证。规模化的实践应用证明本文提出的设计知识服务模型可以很好地支持分布式知识资源环境下产品设计过程中的知识服务的发布、搜索、匹配与集成应用。

MBSE:实现中国制造创新设计的使能技术探析

刘玉生
科技导报. 2017, 35 (22): 58-64. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.007
全文: HTML PDF  (3246 KB)  ( 276 )
摘要 ( 329 )
中国制造行业迫切需要创新设计技术,以实现中国"智"造。然而目前中国制造行业创新能力较弱。基于模型的系统工程(MBSE)由于其明显的优势正成为增强中国制造企业创新能力的重要使能技术。本文分析了MBSE的国内外研究现状,探讨了MBSE的建模方法、使能作用、实施挑战与方法,中国制造企业如何进行MBSE应用实施提出了建议。

小叙本体在设计信息及知识管理中的应用

刘滢, 林顺聪, 陈泳
科技导报. 2017, 35 (22): 65-70. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.008
全文: HTML PDF  (919 KB)  ( 192 )
摘要 ( 217 )
随着计算机辅助设计、加工、制造等应用的迅速发展,设计相关信息与知识管理面临信息量迅猛增长的挑战与机遇。其中,本体应用成为描述设计信息与知识的一种可行、有效及丰富的建模手段。本文通过回顾本体应用于设计工程领域的相关研究,对设计工程中基于本体的应用进行了整体分类,阐明了设计工程领域中本体应用的核心学术研究问题,并为后续相关的5项研究热点及未来发展方向提出了建议。
研究论文

木材趋磁性仿生矿化形成及微波吸收性能

王汉伟, 孙庆丰, 盛成皿, 杨宁
科技导报. 2017, 35 (22): 71-76. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.009
全文: HTML PDF  (2845 KB)  ( 115 )
摘要 ( 283 )
依据仿生矿化原理,以天冬氨酸为生物分子诱导剂,通过低温溶剂热法在木材表面沉积MnFe2O4晶体的方式制备趋磁性木材样品,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、振动磁强计(VSM)和矢量网格(VNA)等方法对试样进行了表征分析。结果显示,在低温碱性的溶剂热矿化条件下,磁性MnFe2O4晶体在天冬氨酸的诱导作用下可负载于木材表面形成趋磁性木材;趋磁性木材试样的反射损耗(RL)曲线最小值(-12 dB)出现在频率15.52 GHz时,并且在频率14~17 GHz范围内,试样的RL值小于-9 dB,表明趋磁性木材具有良好的微波吸收性能,是一种优良的防电磁污染的吸波复合材料。

包含情绪影响因子的群行为决策模型

马峻, 王爽
科技导报. 2017, 35 (22): 77-85. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.010
全文: HTML PDF  (4292 KB)  ( 116 )
摘要 ( 456 )
群体中个体情绪对群行为演化的影响是至关重要的。相对于开放场所,处于封闭场所中群行为更容易受到个体情绪的影响。针对群行为建模中情绪影响因子数理表达问题,在分析人群个体行为决策映射关系和情绪与行为决策影响双向关系基础上,建立了包含情绪影响因子的群行为决策模型,并针对行为决策中存在的动态目标判定问题,提出了相应算法。具体场景仿真结果显示,随着群体中个体情绪(尤其是恐慌情绪)影响程度的加大,群体行为演化中的数量变化振荡性明显加强,仿真结果与现实情况吻合,表明包含情绪影响因子的群行为决策模型及算法的有效性。

中国固体废物进口的现状及监管问题分析

刘学之, 张婷, 孙鑫, 沈凤武, 尚玥佟
科技导报. 2017, 35 (22): 86-91. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.011
全文: HTML PDF  (833 KB)  ( 301 )
摘要 ( 381 )
进口固体废物虽然可部分解决资源短缺问题,但进口量居高不下会带来诸多环境问题及健康隐患。从固体废物进口量及主要来源地等方面盘点了中国固体废物进口的现状,分析了固体废物进口产生的经济、环境及社会影响,从立法现状与监管机制方面剖析了固体废物进口监管存在的环保批文倒卖现象、进口固体废物目录漏洞、固体废物进口鉴别难度大、走私固体废物现象猖獗、不合格固体废物处置难度大等问题,提出了构筑进口产权交易制度、对接国际HS编码、明确固体废物鉴别职责、加强国际合作等政策建议。
综述文章

固定化金属离子亲和色谱研究进展

韩彬
科技导报. 2017, 35 (22): 92-100. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.012
全文: HTML PDF  (1167 KB)  ( 432 )
摘要 ( 858 )
固定化金属离子亲和色谱是将过渡金属离子通过配体螯合在固相基质上,通过过渡金属离子与靶分子的组氨酸或半胱氨酸特异性结合形成相对稳定的复合物,最后以竞争性洗脱方式实现靶分子的富集与纯化,其核心为金属螯合亲和基质材料制备。具有亲和选择性高、生物兼容性好、可逆再生等优势,迄今已发展了40余年,广泛应用于靶分子的特异性富集、分离与纯化,本文综述了近3年固定化金属离子亲和色谱纳米材料、微球色谱基质、棉纤维、分子印迹材料、整体材料、共价有机骨架等方面的研究进展。
学术聚焦

设计科学的内涵、研究对象及方法

侯悦民, 季林红
科技导报. 2017, 35 (22): 101-104. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.013
全文: HTMLnew PDF  (957 KB)  ( 118 )
摘要 ( 356 )
设计科学已有几十年的研究历史,但近年其含义发生一定变化,其研究趋势也从各个层面、各个领域的设计研究发展为设计科学系统理论。本文基于Design Science杂志2015年创刊号上发表的主编文章"Design Science:Why,What and How",分析、归纳设计科学的内涵、研究对象、研究内容、研究方向、研究方法。

中国氢能发展的思考

王赓, 郑津洋, 蒋利军, 陈健, 韩武林, 陈霖新
科技导报. 2017, 35 (22): 105-110. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.22.014
全文: HTMLnew PDF  (1241 KB)  ( 757 )
摘要 ( 581 )
氢能应用是化解电力行业电量结构性过剩的重要手段,也是改善中国环境、降低大气污染物排放的重要技术方向。氢能燃料电池车辆的规模化应用推动氢能产业逐步进入高速发展期。本文基于大量行业调研及国内外经验教训总结,从氢能制取、存储、运输、安全和应用等方面,总结了中国氢能产业的发展现状,并对中国氢能产业的多元化发展提出了意见和建议。
科学共同体推介

英国皇家学会颁布法庭科学指南

田恬
科技导报. 2017, 35 (22): 111-111.
全文: HTMLnew PDF  (391 KB)  ( 55 )
摘要 ( 179 )
2017年11月22日,英国皇家学会网站颁布了2本科学证据指南,这是由英国的司法机构,英国皇家学会和爱丁堡皇家学会合作的项目[1]。英国法院将陆续引入法官们容易理解的科学证据指南作为法官判断案件的工具。这个系列的前两本指南已经上线,包括DNA指纹识别技术以及监控中的印迹识别技术——法医DNA分析[2]和法医步态分析[3]。这两个指南的出台旨在帮助司法部门在法庭上处理法庭科学证据。
科学人物

为“生命暗物质”正名的人

李娜
科技导报. 2017, 35 (22): 112-112.
全文: HTMLnew PDF  (819 KB)  ( 94 )
摘要 ( 335 )
倘若把人类基因组比作汪洋大海,那么我们所熟知的基因只是星星点点的"岛礁",其周围则是一片神秘莫测的"深海"——基因组中98%的转录序列构成了种类和数目繁多的非编码RNA(ncRNA),并且除了维持细胞最基本生命活动的"管家"(tRNA、rRNA、snRNA等)以及小非编码RNA(miRNA、piRNA等)之外,更多的是长度大于200个碱基的长非编码RNA(lncRNA)。长久以来,人类把这些看似没有功能的非编码序列称作"暗物质"甚至"垃圾"。然而,生命作为自然界最伟大、最精妙的个体,又怎会容留这么多的垃圾呢?
书评

自然秩序的建构者——林奈

徐保军
科技导报. 2017, 35 (22): 113-114.
全文: HTMLnew PDF  (707 KB)  ( 81 )
摘要 ( 192 )
对于博物学而言,17、18世纪是一个繁荣发展的时代,诸多堪称伟大的博物学家在这个时期相继涌现,约翰·雷(John Ray,1627-1705)、约瑟夫·德图内福尔(Joseph Pitton de Tournefort,1656-1708)、瓦扬(Sébastien Vaillant,1669-1722)、林奈(Carl Linnaeus,1707-1778)、布丰(Comte de Georg-es-Louis Leclerc Buffon,1707-1788)等群星闪耀,对于自然秩序的追求是这一时期博物学家共同的追求之一。诸人之中,同年出生的林奈和布丰无疑是最重要的两位,他们的工作共同为博物学指明了方向。但就留给后世博物学的遗产而言,林奈的影响或许要胜于布丰。

创新设计引领未来发展——《论创新设计》推介

陈广仁
科技导报. 2017, 35 (22): 115-116.
全文: HTMLnew PDF  (1711 KB)  ( 71 )
摘要 ( 243 )
"设计是人类对有目的创新实践活动的创意和设想、策划和计划,是将知识、信息、技术和资源转化为集成创新和整体解决方案,实现应用价值的发明创造和应用创新过程。设计决定产品的功能品质、节能减排、绿色智能、工艺美学和应用价值。好设计不但可以提升市场竞争力,而且可以创造新需求、开拓新市场,从供给侧重塑产业格局和生态,创造新的生产与生活方式。设计创新的企业引领行业,设计创新的国家引领世界,设计创新引领推动人类文明进步、创造更美好的未来。"在《论创新设计》一书中,中国科学院院士、中国工程院院士路甬祥集中阐述了其针对创新设计的创见。
热点排行

新闻时段2017-11-01至2017-11-15

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (22): 5-6.
全文: HTMLnew PDF  (1157 KB)  ( 54 )
摘要 ( 317 )
科技界声音

2017-22科技界声音

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (22): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (644 KB)  ( 61 )
摘要 ( 320 )
科学共同体要闻

2017-22科学共同体要闻

李娜
科技导报. 2017, 35 (22): 10-10.
全文: HTMLnew PDF  (757 KB)  ( 60 )
摘要 ( 166 )
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