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《科普讯息》第二十二期
2016-04-05 23:49 qx 

禽流感基因工程三联疫苗成功上市(国内)

科技日报讯 (记者乔地 通讯员郑世孝)河南洛阳普莱柯生物工程股份有限公司3月30日在海南博鳌宣布,他们联合国家禽流感参考实验室历时6年研制的中国首创鸡新支流(Re-9株)基因工程三联疫苗成功上市。我国H9亚型禽流感疫苗自此迈入基因工程时代。

禽流感是一种烈性传染病,其中的H9亚型禽流感严重影响家禽生产性能,蛋鸡产蛋率下降,肉鸡生长缓慢。它还具有直接感染人或者为高致病性禽流感病毒提供内部基因等潜在能力。此前,传统疫苗走过了组织毒和细胞毒时代,作为第三代的基因工程疫苗主要是利用DNA重组、基因缺失或蛋白表达等生物技术生产的疫苗制品。

普莱柯公司副总经理、国家兽用药品工程技术研究中心主任田克恭研究员介绍,他们将H9N2亚型禽流感流行毒株的两个表面基因,与另一个H1N1亚型的鸡胚高产流感毒株的6个内部基因进行重组,构建了疫苗株Re-9。Re-9株整合了两个亲本毒株的优势,增殖滴度高、免疫原性好。

国内多位兽医界权威专家认为,鸡新支流(Re-9)三联基因工程疫苗具有抗原保护谱广、抗体水平高、免疫保护期长的优势,实现基因重组技术引领禽流感H9亚型灭活苗进入基因工程时代,“863”科研成果复合型佐剂引爆抗体提升新革命,解决了H9亚型禽流感变异保护性差的问题,肉/仔鸡免疫应答弱、抗体上升慢、空白期长的问题,蛋/种鸡抗体高度低、维持时间短、免疫次数多的问题。

该产品已获国家新兽药证书,并被农业部批准上市,是目前市场上销售的鸡新支流(H9)三联灭活疫苗的升级换代产品。

日本计划在太空“种”肝脏(国外)

新华社东京讯 (记者华义)日本研究人员计划于2018年将初期肝脏组织“肝芽”送上国际空间站,希望利用太空微重力环境培育出能用于移植的肝脏组织。

据日本《读卖新闻》30日报道,横滨市立大学研究人员已成功利用人类诱导多能干细胞(iPS细胞)培育出了初期肝脏组织“肝芽”,但由于受到地球重力的影响,培育出的“肝芽”难以立体成型,很难得到大小可用于移植的肝脏组织。

研究人员把目光投向太空。他们与日本宇宙航空研究开发机构合作,计划于2018年将0.2毫米大小的“肝芽”送上国际空间站,在日本“希望”号实验舱中培养观察。如果“肝芽”能在微重力环境下长大成型,可能将其运回地球并进行动物移植实验。

研究人员希望利用太空微重力环境研发人工培育脏器的新技术,为将来在地面培育可用于移植的脏器提供参考。研究负责人谷口英树说,希望这项计划成为利用iPS细胞培育复杂脏器的第一步。

打造卫星发射“新引擎”——西昌卫星发射中心自主可控综合指挥系统成功应用

3月30日凌晨,中国西昌卫星发射中心成功发射我国第22颗北斗导航卫星。与以往不同,此次发射,该中心研制的国产自主可控一体化综合指挥显示系统首次投入实战任务,取得圆满成功。

几年前,中心测发、测控、通信、气象、勤务保障五大系统,分别建立了各自指挥显示系统,为卫星成功发射提供了有力支持。然而,2008年微软“黑屏”、2010年伊朗“震网”、2013年“棱镜门”、2014年互联网“心脏出血”……近年来频频爆发的安全事件,为该中心敲醒了信息安全的警钟。

经过几年不懈努力,该中心率先完成了自主可控的中心计算机系统建设,实现了国产操作系统、数据库、服务器、交换机及网络安全产品在航天发射核心领域的集成应用,有效确保航天发射核心技术安全。

安全问题得到了有效解决,一体化、通用化的难题又拦在眼前。位于大山沟里的测试发射大厅,使用的是测发指挥显示系统,而在几十公里外的指挥控制中心,使用的却是测控指挥显示系统,各系统界面不一致、信息不完整、要素不齐全,给决策指挥人员全面掌握任务信息带来了不便。架构一种国产自主可控的一体化指挥显示平台,让各级指挥员在任何时候任何地点都能“随遇接入”,成为当务之急。

“核心技术是买不来的,必须通过自主创新掌握主动,才能打造发展的新引擎,确保发射安全圆满。”该中心张振中态度坚定。

2015年9月,该中心启动一体化综合指挥显示系统研制项目。据项目负责人、中心总体技术部数据处理室工程师贾东介绍,该系统融合了中心五大系统数据,无论是在发射阵地、测控机房,还是指挥控制中心,都能让任务指挥长和各分系统指挥员掌握同样的数据信息,使用同样的指挥平台,为指挥和决策提供实时全面信息支撑。

创新并非一蹴而就。记者了解到,数年来该中心实施“年千万元科技推动计划”,打造航天发射场可靠性技术重点实验室,推进试验任务大数据中心建设,培养11个科技创新团队,构建创新型科技人才方阵……正因坚持以创新为“引擎”,中心在2015年超高密度发射任务中,创造了71天成功执行5次发射、8次过路星跟踪测量的历史纪录,取得了自1997年以来卫星发射全战全胜的辉煌业绩。

高性能锰基锂离子电池材料制备成功(国内)

科技日报讯 (周慧 记者吴长锋)日前,合肥工业大学化学与化工学院张卫新教授课题组与香港科技大学杨世和教授等合作,成功地在乙醇/水体系中制备了锂离子电池富锂、三元、高电位镍锰等锰基正极材料和过渡金属氧化物负极材料等一系列具有均匀形貌的一维微纳结构电极材料。相关研究成果发表在国际化学领域的顶级刊物《德国应用化学》上。

该课题组将均匀一维微纳结构材料的优势与锂离子电池在高能量密度、高功率密度方面的应用需求相结合,基于简单的乙醇/水体系,深入研究了多元金属离子共沉淀反应成核动力学过程,实现了对材料组成、结构与形貌的有效调控,成功制备出一系列具有均匀形貌的富锂、三元、高电位镍锰等一维微纳结构锰基锂离子电池电极材料。所制备的一维微纳结构电极材料表现出优异的电化学性能。

这种组成、结构、形貌尺寸均匀一致的电极材料在锂离子电池充放电过程中能够较好地保持一致的充放电状态,而且一维微纳结构电极材料有利于缩短锂离子扩散和电子传输路径、缓冲锂离子在嵌入和脱出过程中引起的结构应变,从而使锂离子电池具有优异的电化学性能。实验结果表明,该项目所制备的均匀一维微纳结构富锂材料在10小时的缓慢放电和6分钟的快速放电测试中,放电容量均得到大幅提升。

该方法工艺简单,操作方便,反应的溶剂可以回收再利用,绿色环保,易于实现产业化。该项研究工作得到了国家自然科学基金重大研究计划培育项目资助,具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

国际顶级GIS刊物迎来首位中国本科生论文(国内)

科技日报讯 (记者张晔 通讯员徐翎)在地形复杂的崇山峻岭中,如何布最少的点就能实现无线基站、视频监控等全覆盖?这个问题看似技术障碍,实际背后却隐藏着地理信息科学理论的难解之谜。

南京师范大学本科生于天星等同学,创新性提出用区域评定法进行关键点筛选获得成功,该论文《基于对多点可视域中过滤候选观察点做区域划分的一种新理论》,发表在最新一期的国际顶级GIS刊物《国际地理信息科学》上。该研究成果创造性地解决了多点可视域中候选观察点冗余处理的理论与技术难题,在该学科领域引起重要反响。于天星也成为国内在该刊物上以第一作者发表研究论文的首位本科生。

人类生活在地球空间中,对位置信息、周边环境等感知越来越重要。GIS是地理信息系统的简称,它主要包括GPS(卫星定位)、RS(卫星遥感)等,前者告诉我们在哪里,后者回答了是什么。

过去,GIS的应用局限于国土、资源、环境、国防等部门,随着云计算、大数据技术的快速发展应用,GIS也拓展到保险、银行、考古等领域,并开始与百姓生活紧密相关,手机中基于GPS的应用不胜枚举。

2年前,于天星跟随导师汤国安教授进行一项重大科研项目时,在多点可视域中候选观察点冗余处理上遇到障碍,而这一领域在国际上仍属空白,亟待理论突破创新。于天星在汤国安的鼓励与指导下,申报并主持了省级大学生创新实践项目《基于DEM的山区视频监控点布设研究》。

面对样点组合的高度复杂性等难题,于天星和组员们层层剖析,在正、逆向的交叉追溯过程中找到问题根源,创造性地提出了一种全新的分析思路,在区域划分思想的基础上成功设计出一种全新的迭代算法,实现了对候选观察点的快速处理。该算法较前人算法无论精度与效率都有大幅提高。有国外专家认为,该方法是一次重要的理论与方法创新,对GIS空间分析方法的发展具有积极意义。

茶树不打农药 真的可以吗

作为国人重要饮品的茶叶,其安全性备受关注。尽管茶叶农药残留危害性在学术届仍有不同声音,但“茶叶农残超标”的相关报道也让不少人疑惑。有没有不打农药的茶树?

3月27日,在江西虔心小镇生态农业万亩有机茶园里,中国科学院植物研究所“亚热带生态农业资源植物筛选与实验虔心小镇示范基地”揭牌,双方共同探寻科技解决之道。

   ——一线观察——

   茶园里为何种上山苍籽

虔心小镇位于“客家摇篮”的江西赣州龙南县,地属国家自然保护区九连山余脉,周围几十万亩原生态森林环绕。一场春雨过后,山间云雾缭绕,宛若仙境。

“今年茶叶长势很好,预计产量可达6万公斤。”虔心小镇虔茶基地负责人廖承龙介绍,“虔”是古赣州的称谓,“虔茶”已经有千年历史。“以前大家只知道脐橙是赣南老区的拳头农产品,如今通过我们的努力,虔茶有机茶正在成为赣南现代农业的新名片。”廖承龙说,去年,虔心小镇有机茶产量5万公斤,销售收入已过亿元。

走在万亩有机茶园里,物理粘虫板漫山遍野,太阳能灭虫灯矗立茶树中。廖承龙折下一种植物的小片茎叶拿给记者:“你闻一闻,是不是有股浓烈的姜香味。这是我们套种在茶树中的山苍籽,也是茶园植物驱虫的秘密武器,我们的茶树不打农药,不施化肥,整个茶园种了几十万株山苍籽。”

山苍籽对茶树的驱虫功效来自农艺师的偶然发现。“这种植物原本成片地长在两片山包上,茶园建设之初,为了保持茶苗喜阴的环境,它们被偶然保留下来。后来。我们的农艺师发现,山苍籽所在的片区茶苗虫害非常少,两年树龄的茶树长势与四年相当。”廖承龙说。

对于这次和中科院植物研究所的合作,廖承龙告诉记者:“我们看到的山苍籽对茶树病虫害的驱避只是一种现象,它到底是怎么起作用的?这个影响到底有多大?茶园里种植多少山苍籽更有效?我们希望科技人员能为我们解惑,为我们做绿色有机茶叶提供技术和研发方面的支持。”

   ——专家观点——

   柠檬醛能有效驱避虫害

今年年初,中国科学院植物研究所就在虔心小镇设立了研究示范基地,主要研究亚热带生态农业资源植物筛选及试验,为虔心小镇的建设以及我国亚热带区域生态环境建设、农业产业结构调整提供支撑。

中国科学院植物研究所高级实验师白红彤告诉记者,他们这次在虔心小镇建立示范基地,其中的一项重要研究就是搞清楚山苍籽和茶树套种,对后者的驱虫害作用、对当地土壤团粒结构的影响等。

其实,山苍籽是客家先民很早以前用来驱虫的一种植物,果实熬的油具有很好的驱蚊效果,而树枝、树叶本身又是很好的绿肥。“山苍籽中80%左右都是柠檬醛,对虫害有较好的驱避作用。它在我国香料出口中位居第一位。但是山苍籽对茶树趋避虫害的具体作用还没有进行过专门的科学研究。”白红彤说。

对于基地的科研工作如何开展,白红彤告诉记者,他们在虔茶园里主要是做试验田,按照实验设计摆放装置,通过植物群的构建,研究虫害的变化,测试土壤的团粒结构、PH值,氮磷钾等元素的变化等。

   套种模式提高茶叶质量

在虔茶园里,很容易看到发现茶树中还套种着另一种植物——红豆杉。廖承龙解释说,离茶园仅几十公里远的九连山国家森林公园,是南方红豆杉最大的自然群落。虔茶园利用天时地利之便,首创了茶树与红豆杉套种模式,实现了二者的同生同息,以提高茶叶质量。

被称为“天然造氧机”的红豆杉,含有珍稀抗癌物质“紫杉醇”。“这种套种对土壤的团粒结构肯定有影响,但是影响力有多大、会产生什么样的影响,都有待进一步的科学实验。”白红彤说。

这也是示范基地的另一项重要任务。白红彤说:“除了对虔茶园的研究,我们还要在当地建立引种资源谱,初步集中一两百种具有芳香、观赏、或经济价值的亚热带植物。比如说迷迭香,它是一种香料植物,产业链非常长。从中提取的抗氧化剂,是全世界公认的、天然抗氧化作用最好的。引种完之后,希望可以在多个地方开展实验。看能否实现产业化之路,构建新型生态农业,给当地农民带来更多的经济效益。”

白红彤所在的团队,在全国科技支疆计划中,曾经和六十九团一起合作,为后者引进先进技术,建立工厂化育苗和快繁体系,制定有利于提高香料植物产量和优化目标品质的栽培技术规范,使之逐步形成了集繁育、生产、加工、销售为一体的薰衣草香料产业链。

   ——行业思考——

   要高端有机,必须依靠科技

在虔心小镇采访时,能明显感受到当地居民对科技的期盼。正如廖承龙所说:“搞好现代农业还得依靠科技!我们在不断发展中,越发地感觉到,要做高端的有机茶叶,必须依靠科技。就像白教授说的,用生态的办法,构建一个生物群落。”

 虔茶园对科技的期盼正是现代农业对科技需求的一个缩影。从当前和未来发展看,生态环境保护的压力越来越大,公众对绿色、有机农产品的需求越来越旺盛。发展现代农业,就要依靠科技支撑和创新驱动,努力走出一条产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路。

 中科院植物研究所和虔心小镇的“联姻”最终目的是为我国亚热带区域生态环境建设、农业产业结构调整提供技术支撑。当前,我国正处在促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展和全面建成小康社会的关键时期,要推进农业现代化,就要创新政产学研用协同创新机制,健全企业技术创新的市场导向机制,使企业成为技术创新的决策、投入、组织和成果应用的主体。完善成果转化激励机制,促进科技成果转移转化,解决科研和生产“两张皮”以及科技服务“最后一公里”的问题。

北京市脑科学研究专项:构建下一代智能科学体系(国内)

在北京市脑科学研究专项引领下,中科院自动化所类脑智能研究中心在类脑人工智能的研究方面,已取得初步进展。

一个小小的机器人,从它的视角望出去的正前方,摆放着一个摇铃。机器人问:“这是什么?”一个声音告诉它:“这是摇铃。”机器人先进行了缓慢地观察,之后伸手握起摇铃晃动,然后放回。当再次向机器人展示摇铃时,机器人便能识别出摇铃,并回忆起摇铃发出的声音。

这是笔者在中国科学院自动化研究所类脑智能研究中心看到的一幕。

“让机器人真正在与环境的交互过程当中去学习新的概念,以促使机器人对客观世界产生深度理解。”中科院自动化所类脑智能研究中心研究人员表示,在北京市科委脑科学研究专项的支持下,该中心在类脑人工智能研究方面已取得初步进展。

类脑智能闪现“曙光”

工智能是计算机科学的一个分支,它的目标是了解智能的本质,并生产出一种新的能以与人类智能相似的方式解决问题的智能机器。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。

然而,发轫于1956年的人工智能至今仍未成功赋予计算机更多的类人智能,更谈不上具有自主学习、想象创造等人类智能的高级特征。让机器人产生类人智能的道路依然漫长,但这条蜿蜒曲折了几十年的长路前方似乎已依稀让人瞥见一缕曙光。

中科院自动化研究所类脑智能研究中心副主任曾毅研究员介绍说:“与原来的机器人非常不一样的是,类脑智能不是给机器人灌输大量的概念和海量的相关图片,而是让机器人真正在与环境的交互过程中去学习新的概念,从而促使机器人掌握更多的现实世界知识,并运用这些知识解决问题。”

同时,它的学习方式是通过视觉、听觉、触觉等多感知通路来采集相关信息,实现真正的多模态概念学习。“通过多模态的感知,采用自主学习的方式探索式地学习客观事物和对象,其背后的机制正如人的学习模式一样,多脑区协同,甚至是几十个脑区协同起来完成这样一个认知功能。”曾毅解释道。

机器人通过与环境交互和多感知通路融合学习客观事物,是中科院自动化所在北京脑科学研究专项规划中承担的研究课题“基于多脑区协同的认知计算研究与验证”的部分研究内容和取得的最新进展,而同时开展的研究还有中科院自动化所与北京大学、中国传媒大学一起承担的“大脑初级视觉系统解析仿真平台研究与应用验证”课题。曾毅介绍,在该课题中,自动化所主要研究模仿大脑视觉相关脑区如何协同工作,并在无人机上进行最终验证应用。

“现在的无人机避障技术往往只是简单的规则设定,而我们的研究是将通过感知—决策环路建模,使无人机可以进行自主决策、自主选择路线躲避障碍。”曾毅说。

受人脑启发的“机器大脑”

许多人会产生疑问,大脑奥秘尚未揭示,我们还不了解智能背后的基本原理,怎么能制造出具有“大脑智能”的类脑系统?

北京大学计算机科学技术系主任黄铁军介绍,人脑虽然是迄今已知的最为复杂的结构,规模庞大,但仍然是一个复杂度有限的物理结构:拥有约一千亿个神经元,每个神经元通过数千甚至上万个神经突触和其他神经元相连接。采用神经科学实验手段,从分子生物学和细胞生物学层次解析大脑神经元和突触的物理化学特性,理解神经元、突触的信号加工和信息处理特性,并无突破不了的技术障碍。

随着探测手段的不断改进,大脑解析日益精细,而神经元和突触作为信息处理单元为解析精度设定了下界,因此“大脑解析长远来看是一个能够实现的工程技术问题”。

中科院自动化所在大脑的解析建模上也做了大量的前期工作。曾毅介绍,人的绝大多数高级认知功能都与大脑皮层密切相关,从类脑智能计算建模的角度讲,可以粗略地认为我们的初步工作是把人的智能信息处理模型进行抽象,表示成一个可以用计算表达的类皮质柱模型,让它作为机器进行智能信息处理的基本组件,基于它来实现脑皮层相关的不同的类脑认知功能。

“当然,不光是脑皮层,很多分布于脑皮层之下的脑区在认知功能的实现过程中也发挥着重要作用,例如基底神经节和丘脑。”曾毅解释道,“因此我们的建模工作立足全脑多脑区的协同和不同认知功能的协同。”

在认知脑计算模型的构建方面,类脑智能研究中心展开了不同尺度的脑认知计算建模的工作。曾毅介绍,在微观尺度,构建了超过30类不同类型神经元的放电与突触计算模型;在介观尺度,实现了由不同类型神经元构成的,完成不同基本单元级别认知任务(如方向选择)的微环路和皮质柱计算模型。在宏观尺度,已构建了由213个脑区、约7100万神经元组成的哺乳动物多脑区协同计算模拟系统。

在此基础上实现的类脑计算模型已经具备初步的多模态感知、自主学习、记忆、归纳推理、决策、动作模仿等认知能力,并初步应用于无人机和机器人平台。

“以前是在行为尺度观测人如何处理信息,然后构造人工智能系统,现在通过大科学仪器的帮助,我们可以初步地、部分地观察脑如何工作,如观察单个神经元的活动,再如在大脑进行学习活动时可观察有哪些脑区参与该认知过程,由此分析脑区之间的协同机制,然后在这个基础上构建更接近人脑工作原理的智能系统。”曾毅说,受这些脑研究的启发,通过计算建模构造出一个机器大脑,而这个机器大脑则有望广泛应用于未来的智能机器人。

深度协同进行类脑研究

如何把大脑不同的认知功能协同起来,是智能科学要回答的问题。而要构建受人脑启发的“机器大脑”,完成类脑认知功能的计算建模,这需要各个科研团队间明确和协同的分工配合。

“在北京市科委的类脑计算专项合作方面,我们推动了中科院自动化所、北京大学、中国传媒大学等相关单位协同合作,相关各方通过定期召开项目讨论会等形式,落实具体科研项目的协作。”北京市科委主任闫傲霜介绍。

中国科学院自动化研究所从2009年开始规划类脑研究和前期探索,到2014年整体性启动类脑智能研究,2015年4月正式成立类脑智能研究中心。目前类脑智能已成为该研究所的重大战略,研究所协同所内相关优势力量,包括模式识别国家重点实验室、复杂系统管理与控制国家重点实验室、国家专用集成电路设计工程技术中心、智能感知与计算研究中心,全面启动类脑研究。

不久前,中国科学院揭牌成立“脑科学与智能技术卓越创新中心”。中科院神经所、中科院自动化所等20余个脑科学、认知科学、人工智能、计算科学相关的研究单位将协同开展深度交叉融合研究。

据了解,来自不同研究所的脑神经科研人员和类脑智能科研人员将采取定期互访、共同指导青年科研人员及学生、共同开设脑科学与智能技术系列课程等方式促进深度交流和深度融合。

龙岩市科技局科技创业园成功获批国家级科技企业孵化器(省内)

3月23日,国家科技部下发了《关于公布2015年度国家级科技企业孵化器的通知》,龙岩市科技局科技创业园成为2015年度福建省唯一一家获批的国家级科技企业孵化器。
  龙岩市科技创业园作为省、市共建科技企业孵化器,是政府投资的公益性综合性科技企业孵化器,也是龙岩市推进大众创业、万众创新的重要公共服务平台。目前,创业园一期已建成24000平方米的孵化大楼、厂房和配套设施,入驻创业企业82家,毕业企业27家,解决就业岗位2323个,预计到2016年底,二期建设将顺利完工,孵化器总面积达4万平方米,产业涉及智能制造、电子信息、生物医药、文化创意、环保科技等领域,初步形成了众创空间—孵化器—加速器三位一体的创业创新基地。
  此次获批国家级称号,将有利于龙岩市争取国家、省各类孵化平台扶持政策,同时,凭借国家级品牌优势,吸引集聚更多的科技项目、成果、人才和团队来岩创新创业,引领带动经济转型和产业创新升级。(龙岩市科技局)

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