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   科技导报
2020年 38卷 22期
刊出日期:2020-11-28

卷首语
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研究论文
综述文章
科学共同体要闻
智库观点
科技评论
专题:虚拟现实应用技术
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封面图片说明:虚拟现实技术应用 Hot!

科技导报. 2020, 38 (22): 0-0.
全文: HTMLnew PDF  (2009 KB)  ( 21 )
摘要 ( 77 )
虚拟现实(virtual reality,VR)技术通过计算机创建和模拟虚拟环境,是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为系统仿真,使用户沉浸到环境中。VR具有沉浸性、交互性、多感知性、构想性、自主性的特点,随着社会生产力和科学技术的不断发展,各行各业对VR技术的需求日益旺盛。近年来,VR技术在影视娱乐、医疗、教育教学、设计、军事及航空航天等多个领域得到了广泛应用和发展。VR技术也取得了巨大进步,逐步成为一个新的科学技术领域。
卷首语

人工智能赋能流程制造

钱锋
科技导报. 2020, 38 (22): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (541 KB)  ( 204 )
摘要 ( 178 )
流程制造业是国民经济和社会发展的支柱产业。经过数十年发展,中国石化、化工、钢铁、有色金属、建材等流程制造业的生产工艺、装备和生产过程自动化水平都得到了大幅度提升,产业规模和整体实力迅速增长,国际影响力显著提高,目前已成为世界上门类最齐全、规模最庞大的流程制造工业大国。
科学共同体要闻

怀进鹏围绕学习宣传贯彻党的十九届五中全会精神作专题宣讲报告

科技导报. 2020, 38 (22): 6-6.
全文: HTMLnew PDF  (325 KB)  ( 23 )
摘要 ( 99 )
11月16日,中国科协举办学习宣传贯彻党的十九届五中全会精神报告会,中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记怀进鹏围绕学习宣传贯彻全会精神,以“团结凝聚广大科技工作者为构建新发展格局、推进国家现代化贡献智慧力量”为题作专题宣讲报告。中国科协党组、书记处全体成员出席会议,中央和国家机关工委、中央纪委国家监委驻科技部纪检监察组有关同志到会指导。

第二届世界科技与发展论坛在北京召开

科技导报. 2020, 38 (22): 7-7.
全文: HTMLnew PDF  (1602 KB)  ( 12 )
摘要 ( 75 )
11月8—9日,第二届世界科技与发展论坛在北京召开,全国政协副主席、中国科协主席万钢出席开幕式并致辞。论坛开幕式由中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记、中国科学院院士怀进鹏主持。

世界科学峰会高级别圆桌会在线上召开

科技导报. 2020, 38 (22): 7-7.
全文: HTMLnew PDF  (1602 KB)  ( 49 )
摘要 ( 70 )
11月8日,世界科学峰会中德美俄四国高级别圆桌会在线上召开,主题为“多边世界的科学”。十三届全国政协副主席、中国科协主席万钢,德国前联邦教研部部长安奈特·沙万等出席,围绕如何推动国际科技合作及科学如何在多边主义中发挥关键作用开展深入探讨。

2020年中国创新50人论坛在汕头举行

科技导报. 2020, 38 (22): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (376 KB)  ( 12 )
摘要 ( 69 )
11月11—13日,第九届“中国创新50人论坛”在广东省汕头市举行。中国科协党组副书记、副主席、书记处书记徐延豪出席论坛并致辞。

第一届国际高科技协同创新高峰论坛在深圳举行

科技导报. 2020, 38 (22): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (376 KB)  ( 11 )
摘要 ( 73 )
11月14日,第一届国际高科技协同创新高峰论坛在深圳会展中心举办。中国科协党组成员、书记处书记宋军,科技部原党组成员、中国科技成果管理研究会理事长郭向远等出席论坛开幕式。

第四期中国科技会堂论坛在北京举办

科技导报. 2020, 38 (22): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (376 KB)  ( 17 )
摘要 ( 66 )
11月14日,第四期中国科技会堂论坛在北京举办。中国科协党组成员、书记处书记束为出席论坛。论坛以“类器官研究发展趋势与应用”为主题,与会专家共同探讨类器官这项新技术带来的挑战和机遇。
智库观点

韩国5G+战略的经验及启示

张启文, 王岚, 董晓睛
科技导报. 2020, 38 (22): 9-16. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.001
全文: HTMLnew PDF  (1624 KB)  ( 92 )
摘要 ( 258 )
韩国率先完成5G商用化后,为促进其在信息通信技术领域的国际竞争力优势,提出《创新成长:韩国5G+战略》,以实现韩国产业优化升级。分析了韩国《创新成长:韩国5+战略》中五大战略方向、21个实施路径、39个重要项目的战略转变、政策侧重、实施方案。发现其区别于此前韩国单一的技术支持及企业扶持,提出了全新的产业环境构建,突出了产业链创新的发展思路。结合韩国发展实践,表明中国在未来5G商用化及产业优化过程中,应从产业链转向、产业链创新衔接、技术环节科技要素配置3个层面入手健全5G及5G产业发展环境,促进国家科技核心竞争力提升。

网络信息与技术在社会心理服务体系建设中的应用

周明洁, 穆蔚琦, 郑蕊, 陈雪峰
科技导报. 2020, 38 (22): 17-24. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.002
全文: HTMLnew PDF  (541 KB)  ( 111 )
摘要 ( 160 )
社会心理服务体系建设是社会治理的重要内容。从个体、组织/群体与社会3个层面(即微观、中观、宏观层面)出发,以利用网络信息与技术干预和引导各层面的情绪为核心,论述了网络信息与技术在干预个体心理健康、引导群体和社会情绪等社会心理服务体系建设中的应用,建议进一步发挥主流媒体的舆论引导作用、规范自媒体从业者职业伦理和职业素养、规范大数据分析的伦理监管。

革新中国医疗器械注册检验制度的建议

蒋海洪, 张杰, 张培茗
科技导报. 2020, 38 (22): 25-30. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.003
全文: HTMLnew PDF  (459 KB)  ( 49 )
摘要 ( 126 )
注册检验是第二类和第三类医疗器械产品注册上市前的强制性检验程序,中国医疗器械检验服务市场发展较落后,第三方检验机构发展缓慢。针对当前医疗器械注册检验主要由官方医疗器械检验机构完成,导致政企主体责任不分、行业检验需求难以满足的问题,建议在厘清监管部门和行业企业的关系基础上,从自我检验、委托检验、检验机构角色转型等途径来革新现行医疗器械注册检验制度。
专题:虚拟现实应用技术

VR/AR技术在人体解剖教学及手术培训中的应用

范丽亚, 马介渊, 张克发, 伍致明, 华欠桑多
科技导报. 2020, 38 (22): 31-40. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.004
全文: HTMLnew PDF  (3585 KB)  ( 159 )
摘要 ( 123 )
虚拟现实技术为解剖教学和手术培训提供了一种逼真、立体、可完全情景再现式反复操作的学习环境,在降低实践成本、提升培训质量和效率、提高手术成功率等方面展现出了极大的优势。结合实际项目剖析了一款基于HoloLens的人体解剖教学系统,包括功能需求、软硬件平台的选择、关键开发技术及实现效果。分析了虚拟人体解剖及手术培训领域存在的问题,并展望了其未来的发展方向。

虚拟现实技术在虚拟图书馆中的应用

郎振红
科技导报. 2020, 38 (22): 41-49. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.005
全文: HTMLnew PDF  (1278 KB)  ( 132 )
摘要 ( 144 )
虚拟图书馆是近年来虚拟现实技术应用领域研究的热点问题之一。通过对国内外权威数据库进行查询,梳理了有关虚拟图书馆建设与应用的检索数据,从虚拟场景的设计与建设、虚拟资源的创建与使用、虚拟服务的提供与应用等方面,综述了虚拟现实技术在国内外虚拟图书馆中的应用现状,展望了未来虚拟图书馆的应用和发展。

虚拟现实技术在文化遗产领域的应用

李旭健, 李皓, 熊玖朋
科技导报. 2020, 38 (22): 50-58. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.006
全文: HTMLnew PDF  (1839 KB)  ( 311 )
摘要 ( 206 )
分析了2010—2019年Web of Science与中国知网中虚拟现实技术用于文化遗产保护的相关文献,发现近年虚拟现实在物质文化遗产领域的研究主要集中在器物、书画、雕塑和建筑遗址方面;在非物质文化遗产领域的研究主要集中在口头故事与语言、传统技艺和传统习俗方面;随着技术的进步,虚拟现实三维建模的速度与准确性不断提高,且声音的加入增强了虚拟系统的沉浸感。未来虚拟现实技术在文化遗产保护领域具有很广泛的前景。

一种实现协同装配过程的虚拟现实系统

郑羽, 洪亮, 郑甘陵
科技导报. 2020, 38 (22): 59-64. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.007
全文: HTMLnew PDF  (1357 KB)  ( 173 )
摘要 ( 98 )
提出了一种实现协同装配过程VR的方法,以尽可能高的沉浸度复制装配过程为目标,通过对装配过程的分析,设计了一个特定的VR系统架构。该系统的核心特点是装配过程的物理仿真、机器人控制的集成和操作者的触觉反馈。VR技术的应用使工业装配过程更加安全,并减少了人与机器人之间的障碍。

团体操排练预演虚拟仿真教学实验系统的设计与开发

侯鹏, 于少勇
科技导报. 2020, 38 (22): 65-71. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.008
全文: HTMLnew PDF  (2425 KB)  ( 188 )
摘要 ( 121 )
为解决团体操教学排练次数多、耗时长和组织难度大等问题,设计并开发团体操排练预演虚拟仿真教学实验。通过虚拟现实技术实现对排练场景和人员的3D建模,让学生可以进行团体操创编和队形设计,借助虚拟仿真方式对整个排练过程进行模拟。教学实验结果表明,该方案可以让学生掌握跑动路线、方向以及与多人协作配合等方法,提高了大型团体操表演场景的排练效率。

政策工具和产业创新需求要素视角下的中国地方政府虚拟现实政策分析

范丽亚, 马介渊, 张荣, 张克发, 殷榆婷
科技导报. 2020, 38 (22): 72-85. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.009
全文: HTMLnew PDF  (2161 KB)  ( 87 )
摘要 ( 101 )
在虚拟现实产业发展日盛之际,中国各地方政府陆续出台了一系列政策来推动虚拟现实产业的发展。从政策工具和产业创新需求要素2个维度出发,对中国地方政府出台的61份虚拟现实相关政策进行文本分析。研究表明,在政策工具维度,需求面和供给面政策工具使用最为频繁,尤其集中在虚拟现实技术与传统产业创新融合发展的应用推广方面,环境型政策工具使用偏少;在创新需求要素维度,大多数政策工具使用聚焦于技术研究和发展,在资金和人才资源要素作用方面较少,是制约虚拟现实产业进一步可持续性发展的重要问题。
科技评论

欧洲空间天气一体化行动评述

李明, 汤惟玮, 范全林
科技导报. 2020, 38 (22): 86-94. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.010
全文: HTMLnew PDF  (2189 KB)  ( 54 )
摘要 ( 157 )
空间天气已成为人类社会在新时代面临的全球性挑战。欧洲深受空间天气的影响,为应对灾害性空间天气作出了诸多努力。梳理了欧洲相关的空间天气计划及其自主或通过国际合作建立的地基和天基监测设施,评述了欧洲为增强抗空间天气风险能力、提升对全球空间天气行动的贡献而完成的空间天气一体化方法评估报告。欧洲是国际空间天气行动的重要一极,未来中欧可就全球空间天气一体化开展全方位合作,为构建人类命运共同体作出新贡献。
综述文章

基于声学的木材无损检测技术研究进展

张晴晖, 戴杨, 李俊萩, 钟丽辉, 蓝增全
科技导报. 2020, 38 (22): 95-103. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.011
全文: HTMLnew PDF  (535 KB)  ( 266 )
摘要 ( 385 )
声学的无损检测方法具有成本低、易于携带、无辐射、检测速度快等优点,在木材领域内广泛应用。阐述了基于声学的常见6种无损检测方法,包括冲击应力波法、超声波速法、共振法、声发射、声-超声和层析成像技术的基本原理,并对其特点进行了分析与比较。介绍了这些方法在木材工业中的应用,包括对木材的物理力学特性的评估、木材内部缺陷的检测。综述了提高检测精度的研究现状,分析了基于声学的木材无损检测研究中存在的困难。展望了木材无损检测设备在信号源、信号传输机理、信号分析与处理、便携性与实时性等方面的发展趋势。

煤矸石作为环境材料资源化再利用研究进展

田怡然, 张晓然, 刘俊峰, 宋凯鸿, 张紫阳, 谭朝洪, 李海燕
科技导报. 2020, 38 (22): 104-113. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.012
全文: HTMLnew PDF  (585 KB)  ( 413 )
摘要 ( 311 )
煤矸石作为全球排放量最大的工业固体废弃物之一,不仅占用大量土地,还会对大气、土壤等环境造成危害。但煤矸石具有一些环境友好型性能,经预处理后可被资源化再利用为环境友好型材料。综述了目前煤矸石用作环境材料的方式及各种方式的研究进展:煤矸石对营养盐、重金属和有机物等污染物具有一定的吸附性能,预处理之后可以作为一种廉价的吸附剂;煤矸石具有一定的强度,经热活化后强度更大,因此可用作建筑再生骨料生产透水砖、透水沥青等;煤矸石中还含有大量有机质和微量元素,可以增加土壤中的腐殖酸含量,改善土壤土质,从而促进植物生长。建议:今后研究工作应倾向于对煤矸石预处理方式的改进,探索其对不同类型或多种污染物的去除效果及机理;在实际生产中应丰富破碎筛分等处理方式,形成系统的制肥工艺并得以应用;在政策上应制定更加全面的相关标准。

细胞力学特性对电刺激的响应研究进展

孙伟皓, 马建立, 刘海龙, 吴承伟, 张伟, Kamonpan Pengpat
科技导报. 2020, 38 (22): 114-122. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.013
全文: HTMLnew PDF  (712 KB)  ( 284 )
摘要 ( 228 )
近40年,探索电刺激在生物医学中的应用引起了人们极大的兴趣,这种兴趣很大程度上来自于电刺激细胞实验研究方面取得的进展,其结果对研发疾病诊疗新技术具有参考意义。从直流电场、正弦电场、脉冲电场3个方面回顾电刺激细胞的实验设备,综述了电刺激对细胞弹性模量、细胞间应力、细胞黏附力、细胞膜系索力等力学特性的影响规律与生物学机理,以及电刺激在诱导细胞分化,凋亡,改变细胞迁移方向等方面的应用。总结了电刺激-细胞力学特性-细胞生物行为关联性研究的进展。直流电场可引导细胞迁移和排列;正弦电场可导致细胞膜和骨架的分离;脉冲电场可破坏细胞膜、细胞骨架、核膜、染色体端粒的结构,使细胞变形。探讨了目前细胞电刺激研究存在的问题,并对未来发展方向提出了建议。
研究论文

5G电力应急通信装置的研究和设计

吴湛, 金延, 高险峰, 张乃平, 张岩, 魏高荣
科技导报. 2020, 38 (22): 123-129. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.014
全文: HTMLnew PDF  (1888 KB)  ( 130 )
摘要 ( 199 )
从理论、硬件、软件、组网应用及关键技术等方面研究了5G电力应急通信装置。5G电力应急通信装置具有一款多端口多模组的融合网关,并采用多模融合、抗干扰等技术,实现了5G网络与电力无线专网以及其他网络的兼容,可依据无线信道质量选择无线网络,支持动态路由,能够为电力数据回传提供可靠高速的无线传输通道,满足了应急救援指挥行动的通信需求。

基于广义SEIR模型的新冠肺炎传播机制及干预效果仿真

王建伟, 崔秩玮, 潘潇雄, 董是
科技导报. 2020, 38 (22): 130-138. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.015
全文: HTMLnew PDF  (2190 KB)  ( 389 )
摘要 ( 370 )
新型冠状病毒肺炎(新冠肺炎)已在全球多个国家和地区蔓延,且不同国家和地区新冠肺炎的传播扩散过程和传染预测模式不尽相同。以美国和中国新冠肺炎公开数据为样本,首先应用广义SEIR模型,对疾病传播参数进行估计。其次,确定基本传染数R0中各参数对疾病的影响,进而基于Anylogic仿真,利用系统动力学模型进行参数敏感性分析,定量表征关键参数对疾病传播的影响。最后,根据分析结果提出针对性的防控干预措施,以中美为例模拟不同防控级别的干预效果。研究发现,广义SEIR模型对中国与美国新冠肺炎传播机制的拟合性较好,保护率、感染率和平均检疫时间对防控疫情影响显著,并可以通过针对性的措施来提高保护率、降低感染率、缩短平均检疫时间。

地球空间双星探测计划国际合作管理实践及启示

李超, 钟秀萍, 庞红勋
科技导报. 2020, 38 (22): 139-148. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.22.016
全文: HTMLnew PDF  (1221 KB)  ( 37 )
摘要 ( 139 )
地球空间双星探测计划(简称“双星计划”)是中国首个空间科学卫星计划,也是首个以中国为主开展的深度国际合作的空间科学卫星计划,是中欧成功合作的典范。基于双星计划研制任务管理,透视了双星计划的国际合作情况,总结了双星计划国际合作管理实践。双星计划建立了严密的工程组织管理体系,通过工程月调度例会、专题协调会和大总体会,以及管理/技术协调会机制和联络机制,推动任务实施;通过科学指导委员会、科学工作队,以及科学工作联席会机制,促进成果产出最大化。其中,首席科学家机制、数据共享机制、文档编写规范、疫情应对举措等管理经验,为未来空间科学国际合作任务提供了重要借鉴。
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