9月15日至19日，第22屆中國國際工業(yè)博覽會（下稱“第22屆工博會”）在上海舉行。 

　　在本屆工博會上，中國科學(xué)院（下稱“中科院“）成為獲得獎項(xiàng)最多的單位。在參展的78項(xiàng)創(chuàng)新成果中，獲獎?wù)蛊肪陀兴募?/span> 

　　其中，“北斗三號中科院導(dǎo)航衛(wèi)星”獲工博會“特別大獎”，“海斗一號全海深自主遙控潛水器”、“人體肺部氣體磁共振成像系統(tǒng)”兩個成果獲工博會“大獎”。 

　　此外，“量子鉆石原子力顯微鏡”獲“創(chuàng)新引領(lǐng)獎”。 

　　上天、入海、服務(wù)民生，幾件獲獎?wù)蛊肪迅采w。 

　　自本屆工博會首日十項(xiàng)大獎公布之后，中科院展區(qū)成了觀眾最多的展區(qū)之一，因?yàn)楸緦霉げ钐厥獾莫勴?xiàng)“特別大獎”頒發(fā)給了一顆名叫“北斗”的衛(wèi)星，這顆“北斗三號中科院導(dǎo)航衛(wèi)星”正是中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院的創(chuàng)新成果。 

“北斗三號”模型 

　　突破基于相控陣的Ka星間鏈路技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“一星通、星星通”，解決了制約北斗全球組網(wǎng)的瓶頸問題；突破高精度時頻無縫切換技術(shù)，解決系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)性難題，為實(shí)現(xiàn)全球系統(tǒng)信號的高連續(xù)性奠定基礎(chǔ)；突破衛(wèi)星自主診斷恢復(fù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在沒有地面支持的情況下衛(wèi)星進(jìn)行自主健康診斷、故障隔離和恢復(fù)功能；這些是“北斗三號”在技術(shù)上最重要的三項(xiàng)突破。 

　　而工博會獲獎?wù)蛊分懈呤衷萍?，能摘得“特別大獎”的“北斗三號”有何“特別”之處？ 

　　“我們常說做科研要對標(biāo)國際水平，北斗三號衛(wèi)星首先體現(xiàn)了我國科技領(lǐng)域創(chuàng)新驅(qū)動，真正從‘跟跑’到‘比肩超越’的跨越式發(fā)展，在北斗三號衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)完全自主可控，核心器部件100%國產(chǎn)化，這是了不起的成績?！敝锌圃罕倍沸l(wèi)星系統(tǒng)副總指揮陳志峰向《國際金融報》記者表示。 

　　“至于為何將‘特別大獎’頒給北斗，我想評委有幾點(diǎn)考慮：第一，‘北斗三號’作為大國重器，提供全球?qū)Ш椒?wù)，讓我們在國家安全的領(lǐng)域不再‘受制于人’，具有重大的戰(zhàn)略意義；第二，‘北斗三號’建成開通，提供穩(wěn)定的定位、測速、授時和特有的短報文服務(wù)，對我國軍事應(yīng)用和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)兩方面都起到重要的作用；第三，‘北斗三號’建成，能夠帶動一大批導(dǎo)航相關(guān)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的迅速發(fā)展，在‘后疫情時代’、5G建設(shè)、新基建方面都能發(fā)揮積極作用?！标愔痉逭f。 

　　記者還了解到一個關(guān)于“北斗”的故事。曾經(jīng)的“北斗二號”中，部分高精度原子鐘是從歐洲進(jìn)口的，但是計劃進(jìn)度和交付性能指標(biāo)都存在風(fēng)險和不確定性。由于高精度原子鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星的心臟，核心技術(shù)不能受制于人，必須自主可控，中科院上海天文臺突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，目前在“北斗三號”上使用的高精度原子鐘已經(jīng)達(dá)到六百萬年差一秒的精度，具備世界一流的水準(zhǔn)。 

　　在抗擊新冠疫情初期，武漢急需建設(shè)火神山、雷神山醫(yī)院，在選址過程中，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在測繪測量方面發(fā)揮了重要作用，以最快速度提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。這兩所醫(yī)院建設(shè)“神速”，其中有北斗衛(wèi)星一份功勞。 

　　此外，“北斗三號”擁有更強(qiáng)的適應(yīng)能力和可擴(kuò)展能力，通過獨(dú)創(chuàng)的“功能鏈”設(shè)計理念達(dá)到大幅降低成本的效果，并首次在導(dǎo)航衛(wèi)星上采用大功率氮化鎵固態(tài)放大器，有效提高了信號質(zhì)量。 

　　科研無止盡，沒有最好，只有更好，這才是科學(xué)家們的追求。 

　　目前的導(dǎo)航定位服務(wù)還不能說是“盡善盡美”。舉例來說，在建筑物遮擋比較密集的室內(nèi)，還存在收不到導(dǎo)航信號的情況，就不能準(zhǔn)確地使用電子地圖App來導(dǎo)航定位。 

　　陳志峰表示，“未來進(jìn)一步提高北斗衛(wèi)星在各種復(fù)雜特殊環(huán)境下定位的準(zhǔn)確性，向室內(nèi)，水下和深層空間擴(kuò)展，面向‘北斗+’的時代，建設(shè)更先進(jìn)和更智能的綜合PNT體系，這是我們需要繼續(xù)努力的方向?！?/span> 

　　除了“北斗”衛(wèi)星，中科院展區(qū)第二“吸睛”的展品就屬“海斗一號”潛水器。 

　　這款“海斗一號全海深自主遙控潛水器”由中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研發(fā)，顏色鮮艷，外形呈一條“胖魚”形態(tài)，萌感十足。 

　　其刷新了我國潛水器“最深”下潛紀(jì)錄，最大下潛作業(yè)深度為10907米。 

　　中科院沈陽自動化所工程師王福利告訴《國際金融報》記者，“海斗一號”4次抵達(dá)深度超過萬米的全球最深海區(qū)深淵底部，完成高清視頻拍攝和機(jī)械手作業(yè)。目前，所研發(fā)潛水器下潛作業(yè)深度能達(dá)到一萬米的國家屈指可數(shù)，海斗一號更是填補(bǔ)了當(dāng)前國際上作業(yè)型無人潛水器的空白。 

　　同時，“海斗一號”是國際上首臺具備自主遙控功能的探測作業(yè)一體化、萬米無人潛水器，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。 

　　海斗一號首次實(shí)現(xiàn)我國潛水器萬米下潛作業(yè)，是我國海洋技術(shù)領(lǐng)域的一個里程碑，標(biāo)志著我國無人潛水器技術(shù)跨入了一個可覆蓋全海深探測與作業(yè)的新時代?！蓖醺＠榻B道。 

　　“海斗一號”的“嘴”部安裝有機(jī)械臂，可進(jìn)行水下無人作業(yè) 

　　目前，我國在科學(xué)考察方面圍繞“上天”“下?！边@兩大方向，在“萬米深淵”領(lǐng)域，由于之前受制于深潛技術(shù)裝備的限制，人類對萬米深淵的認(rèn)知甚至遠(yuǎn)不如月球。 

　　當(dāng)“海斗一號”出現(xiàn)后，情況變了，“海斗一號”具備全球所有海洋深度的覆蓋能力，憑借自身下潛深度優(yōu)勢就可以探索這未知的極限深度海底，為我國生物、地質(zhì)等研究領(lǐng)域提供一定高技術(shù)裝備。 

　　王福利對這款潛水器很有信心，他告訴記者，“我們的‘海斗一號’在馬里亞納海溝最深海區(qū)連續(xù)實(shí)現(xiàn)4次萬米下潛并作業(yè)，體現(xiàn)出很好的連續(xù)作業(yè)能力，這種高強(qiáng)度、密集型的萬米深潛作業(yè)，對技術(shù)成熟度要求是很高的?！?/span> 

　　“但目前也遇到了一些挑戰(zhàn)，比如在夜間或者海況不好的情況下，我們的設(shè)備效率會受到一定的影響。今后我們將在提高潛水器的穩(wěn)定性和可靠性方面繼續(xù)開拓?！蓖醺＠硎?。 

　　“人體肺部氣體磁共振成像系統(tǒng)”同樣參與了抗疫工作，新冠疫情暴發(fā)初期，該系統(tǒng)在武漢同濟(jì)醫(yī)院、武漢市金銀潭醫(yī)院等臨床一線進(jìn)行了應(yīng)用，對新冠肺炎患者開展了系列肺功能影像學(xué)評估。 

　　該系統(tǒng)外形雖然不搶眼，卻彌補(bǔ)了傳統(tǒng)磁共振成像的肺部“盲區(qū)”。 

“人體肺部氣體磁共振成像系統(tǒng)”，圖中儀器負(fù)責(zé)將氙氣超極化　　

“人體肺部氣體磁共振成像系統(tǒng)”，圖中的小馬甲供患者做檢查時穿著 

　　中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院研究員蔣濱向《國際金融報》記者解釋，“因?yàn)槿梭w內(nèi)含量最多的是水，過去我們一般采用水分子中的氫原子核來做成像，這樣做能得到最強(qiáng)的信號。但人體的肺部比較特殊，是個‘空腔’，含水量不夠，導(dǎo)致肺部做磁共振成像顯示的是一片黑?！?/span> 

　　“我們利用新技術(shù)，將氙氣超極化使得磁共振信號增強(qiáng)幾萬倍，再讓人吸入肺部，即可以獲得肺部磁共振影像?！笔Y濱表示。 

　　“氣體信號比液體信號低很多，因?yàn)闅怏w密度一般只相當(dāng)于液體千分之一，但是超極化的技術(shù)在此處發(fā)揮重大作用，彌補(bǔ)了密度不足。”蔣濱強(qiáng)調(diào)。 

　　同時，“人體肺部氣體磁共振成像系統(tǒng)”可以對肺部通氣、微結(jié)構(gòu)和氣血交換功能進(jìn)行定量、可視化精確評估。這一點(diǎn)很重要，蔣濱舉例說，“假如有一名感染肺炎的患者，給他肺部CT拍片時看到影像已經(jīng)恢復(fù)正常，就是炎癥消失了，但這其實(shí)只能證明他的肺部結(jié)構(gòu)恢復(fù)正常，并不能說明肺部其他指標(biāo)沒有問題，所以他走路可能還在喘氣，這時候就需要更多指標(biāo)的精確評估?！?/span> 

　　此外，蔣濱繼續(xù)解釋，“氙氣是一種惰性氣體，不至于在進(jìn)入體內(nèi)后和和其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，也能確保人體健康安全?！?/span> 

　　該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化落地，已通過上海醫(yī)療器械檢測所注冊檢測，國家藥監(jiān)局“創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序”審評。 

　　“它不僅像傳統(tǒng)的原子力顯微鏡一樣可以進(jìn)行材料表面的三維形貌成像，通過結(jié)合光探測磁共振技術(shù)，利用量子精密測量原理，用鉆石中的氮空位缺陷做為探針，還可以做樣品表面磁場的成像，所以這臺儀器可以為磁性材料研究提供幫助。”國儀量子（合肥）技術(shù)有限公司應(yīng)用工程師代映秋正在向大家介紹這臺獲得“創(chuàng)新引領(lǐng)獎”的“量子鉆石原子力顯微鏡”。 

　　該顯微鏡是一臺基于NV色心和AFM掃描成像技術(shù)的量子精密測量儀器，是我國第一臺可以測量材料磁場的顯微鏡，也是研究材料磁學(xué)性質(zhì)的新利器。 

　　“量子鉆石原子力顯微鏡”通過對鉆石中氮-空位（NV）中心發(fā)光缺陷的自旋進(jìn)行量子操控與讀出，可實(shí)現(xiàn)磁學(xué)性質(zhì)的定量無損成像，具有納米級的高空間分辨率以及單個自旋的超高探測靈敏度，在磁疇成像、二維材料、拓?fù)浯沤Y(jié)構(gòu)、超導(dǎo)磁學(xué)、細(xì)胞成像等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。 

　　代映秋告訴《國際金融報》記者，“這臺儀器是第一次用量子技術(shù)和原子力顯微鏡結(jié)合，將原來只能測材料表面形貌的顯微鏡增加了一個測量磁結(jié)構(gòu)的表面磁場成像功能。” 

　　記者在現(xiàn)場看到，這臺顯微鏡比我們印象中的顯微鏡的體積大很多，但是它測量的材料其實(shí)非常小，小到肉眼無法看見；更讓人驚嘆的是，該儀器能測量磁結(jié)構(gòu)的表面磁場。　　

“量子鉆石原子力顯微鏡” 

　　此外，記者發(fā)現(xiàn)本屆工博會獲獎?wù)蛊分杏胁簧偈窃凇翱ú弊印奔夹g(shù)方面有所突破，這也正體現(xiàn)出我國科研在掌握核心技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)方面的決心。正如中科院院長白春禮所言，把“卡脖子”清單變成科研清單。 （來源：國際金融報 記者吳斯?jié)崳?/p>