既有“顏值”又具智慧，“才貌雙全”素來是人們追求的目標。事實上，新材料和人工智能始終是現代高科技的兩大“永恆的主題”。在第20屆中國國際工業博覽會現場，新民晚報記者在中國科學院展區深刻領略了神奇材料“家族”和聰明的機器“頭腦”的巨大魅力。
中科院向公眾集中展示了來自全國各地25支科研“國家隊”的100餘項參展項目，其中3項自主創新技術和產品獲得嘉獎。由上海航天技術研究院和中科院上海技術物理研究所等共同研製的中國首顆高光譜綜合觀測衛星“高分五號”，榮獲特別榮譽獎。其中，上海技物所承擔“高分五號”核心載荷——紅外地平儀和可見短波紅外高光譜相機研製工作。上海技物所的另一成果——“風雲四號”靜止軌道干涉式大氣垂直探測儀，榮獲本屆工博會創新銀獎。同樣榮獲創新銀獎的，是中科院上海微系統與信息技術研究所的“世界最快相變存儲材料與嵌入式相變存儲器”項目。
材料“家族”故事多
世界最快相變存儲材料，為何能如此神速地讀寫芯片？科研人員告訴記者，這是用晶體和非晶體兩種材料來“演繹”計算機“二進制”，再經過光刻機的精細刻畫，便可以將存儲芯片的讀寫速度顯著提升。採用上海微系統所發現的新相變材料鍺銻碲合金（Ge-Sb-Te）來打造芯片，不僅讀寫速度大幅提高，讀寫次數明顯增加，功耗大幅降低，而且即使意外斷電，存儲數據也不會丟失。這一新材料目前已被成功打磨成一系列芯片產品。其中，包括國際上第一款量產的嵌入式相變存儲器芯片產品，已應用於打印機墨盒，僅去年便已生產1600萬顆；世界上最小單位尺寸的只讀存儲器芯片，單元面積只有頭髮絲截面十八萬分之一左右，存儲容量卻可達到16兆字節，可讓存儲器的成本下降80%。
上海微系統所近20年在新型相變材料研發上可謂厚積薄發，後續發現的“世界上速度最快的鈧銻碲（Sc-Sb-Te）相變材料”，獲得世界著名學術期刊《科學》（Science）的高度肯定，後者的評論文章認為這一相變存儲技術的新發現預示著下一代存儲器的到來。如果在神經網絡計算中使用這種存儲器，功耗會進一步大大降低，速度也會再提升幾個數量級。記者在工博會現場瞭解到，用最新相變材料鈧銻碲製造芯片，目前正處於工程化驗證階段。而已成功開發的鍺銻碲芯片，則將努力擴大存儲能力。所有這些，未來很有可能在計算機存儲領域掀起一場革命。
讓“紙能包住火”成為現實的上海硅酸鹽所原創發明——生物相容性多用途耐火紙，城市環境研究所出品的“好清洗的膜”——在上海、北京、廣東、貴州、湖南和福建等地已成功應用的耐汙染平板膜組件……記者在本屆工博會中科院展區，還見識了各種各樣神奇的新材料。其中，尤其讓人印象深刻的關鍵詞是——金屬。
圖說：液態金屬打印機 董純蕾攝（下同）
金屬，大家習以為常的狀態是固態，其實液態金屬也好用。曾經在科幻電影裡才會出現的液態金屬，正經過科學家的研究，走入可穿戴設備、智能服飾、軟體機器人、醫療康復等領域。中科院理化技術研究所的“夢之墨”液態金屬電子電路打印機，能直接打印既精美又實用的電路圖，有效避免了傳統電路製作的工藝複雜、製作週期長、對環境有腐蝕等缺點，實現了低成本的電路板“DIY”。中宣液態金屬科技有限公司研製的“夢之墨”液態技術電子油墨，可打印電子標籤、集成電路、發光二極管、複雜大面積柔性電路、個性化電子電路。它長得和水銀頗有幾分相似，科研人員用它開發出液態金屬無汞體溫計，已獲多國藥監部門認證。
機器“頭腦”本領大
各式各樣的機械臂，是中科院展區的另一大吸睛之處。瀋陽自動化研究所，在本屆工博會上展示了多項智能傑作。雙臂機器人智能衝壓生產線，依據仿生原理，將雙臂機器人植入壓力機中，實現自動化衝壓。機器人能像人一樣用兩隻手協同工作，一手上料一手下料，動作協調，效率大增。另一種雙臂機器人，每個手臂均包含6個自由度，也就是說可模擬6個“關節”，動作更靈活，可勝任分揀、搬運、緊固、包裝等多種作業，目前已應用於餐飲拎手、裝配檢測、包裝碼垛等多個行業。
圖說：便攜式元素成分分析儀
不僅有靈活的雙手，還有火眼金睛，中科院瀋陽自動化研究所展示了機器自動化裝置的十八般武藝。廢舊金屬智能分選裝置，採用激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術，將上料、視覺定位、激光檢測、揀出、分析控制等功能集於一個機器中，只消幾分鐘便能實現廢舊金屬的全自動分類；便攜式元素成分分析儀同樣採用LIBS原理，通過一個輕巧的手持終端，便能準確識別分析金屬的元素成分。
圖說：智慧消防栓
值得一提的是，中科院展區的高科技成果，已經在本屆工博會的會場投入實際應用。來自陝西拓普索爾電子科技的智慧消防栓監控系統，已在國家會展中心多處安裝，可遠程智能監測消防設備的水壓，以有效避免“需要用無水可出”的消防隱患，且大量降低了人力巡檢成本。
新民晚報記者 董純蕾
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