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来源：《发明与创新·大科技》 2019年第3期
创新,创新,再创新,湖南省推进创新型省份建设暨科技奖励大会上的获奖项目,记录了近年来湖南创新扎实的脚印,凝结着无数湖湘科技工作者的心血,代表着湖南省的科技实力与水平,彰显着湖湘智慧。
超高产杂交稻、超级计算机、超高速列车等世界级成果,已成为闪耀着自主创新光芒的“湖南名片”。在2月27日举行的湖南省推进创新型省份建设暨科技奖励大会上,湖南科技再添硕果。万步炎、刘飞香、吴义强、陈万权、赵中伟获得第十一届“湖南光召科技奖”;220个项目(团队)获得2018年度湖南省科学技术奖,其中,省自然科学奖项目48项,省技术发明奖项目22项,省科学技术进步奖148项,省科学技术创新团队奖2项。
获奖名单中,信息技术、高端制造、生物医药等领域百花齐放,既有补齐基础研究创新短板的全新成果,也有致力于服务经济社会发展、改善人民生活的科技创新。丰硕的科技成果像一面镜子,反映出湖南科技发展再攀高峰,创新力量不断增强。
本次湖南省科学技术奖是最新修订的《湖南省科学技术奖励办法》实施后的第一次评选,除奖励标准、奖项数量有调整外,奖励类别也有变化,如首次设立特等奖、增设省科学技术创新团队奖等,并呈现出基础研究成果显著、面向国家重大需求、企业创新主体地位明显等亮点。
最新修订的《湖南省科学技术奖励办法》规定,在省科学技术奖一、二、三等奖之上增设特等奖这一奖励等级,每年评审不超过1项。曾经连续6次位居国际高性能计算机TOP 500排行榜榜首的“天河二号超级计算机系统”,摘得了第一个省科学技术进步奖特等奖。
“天河二号超级计算机系统”由国防科技大学、中山大学、湖南大学和浪潮公司共同承担,综合技术水平处于国际领先行列。目前,“天河二号”作为国家超算广州中心业务主机,已支持2800多家重点用户单位、800多项国家课题,在大气海洋环境、天文地球物理、新材料新能源等领域取得了一系列应用成果,在保障国家安全、促进科技进步、推动经济发展方面发挥了不可替代的作用。如25分钟完成全球未来10天海洋模拟;帮助天籁计划和天琴计划寻暗物质、研究引力波,甚至寻地外生物;4小时完成人类基因组测序原本8个月的工作量;为C919做全机气动参数优化设计,6天完成过去2年工作量等。
同时,此次增设的省科学技术创新团队奖,颁给了两个在业界赫赫有名的团队。
湖南大学化学生物传感创新团队拥有谭蔚泓、俞汝勤、姚守拙3位中科院院士,历经多年努力,在功能核酸分子识别及生物传感方法学研究、纳米尺度和分子水平上生物信息获取的新原理与新方法、复杂体系成分分析及波谱结构解析的化学计量学研究等多个方面,获得了多项原创性成果和重要科学发现。
长沙理工大学广域电网故障监控与灾害防治创新团队则是高校与企业协同创新团队的典范,创造直接经济效益过百亿元。团队取得了多项成果,包括首创电网故障电压行波监测与定位技术、首创世界电网大范围冰冻灾害防治成套装备、发明配电网故障分层自愈控制技术及带电作业机器人、首创电网山火带电防治技术与装备等,广泛应用于33个国家。
基础研究是科技发展的源头供给,是所有技术问题的总机关。在获奖名单中,48项省自然科学奖项目创新成果“多点开花”,湖南在农业、矿冶、人工智能等领域取得了巨大进展。
氰化法是提金的主要方法,但有剧毒且易处理金矿资源日益枯竭,硫代硫酸盐法是最有前途的非氰方法。获得省自然科学奖一等奖的“复杂难处理金矿无毒催化提金基础研究”项目,围绕硫代硫酸盐浸金速率慢、试剂消耗高等问题,历时二十余年建立了完善的提金理论体系,推动了世界范围硫代硫酸盐浸金新技术的开发,为该方法的工业应用以及难处理金矿的高效清洁提取奠定了坚实的理论基础。
极化雷达成像是遥感测绘、防空反导、侦察监视等领域的前沿课题,复杂人造目标极化雷达精细成像识别是其中的重大基础性科学难题。由国防科技大学主持完成的“瞬态极化雷达精细化成像理论与应用”针对此难题,提出瞬态极化层析精细化三维成像方法,在国际上首次对车辆级“小目标”实现亚米级分辨率三维精确重建。该项目获得省自然科学奖一等奖。
从获奖项目看,湖南省科技创新取得积极进展,一大批面向国家重大需求的关键核心技术被突破,为经济社会发展、保障和改善民生、保障国防安全提供了强有力的科技支撑。
为解决无砟轨道结构关键水泥基部件的核心问题,支撑我国高速铁路的大规模建设,获得省科学技术进步奖一等奖的“高速铁路板式无砟轨道结构关键水泥基材料制备与应用成套技术”项目,开展了改性沥青水泥砂浆和高品质蒸养混凝土等关键水泥基材料制备与应用技术的系统研究,形成了材料组成原理、制备工艺、施工工法和质量控制等成套技术。该项目推动实现高铁无砟轨道的高平顺性、高安全性和长服役寿命,成果应用于京沪、京广、沪昆和哈大等15条高铁工程建设。
超燃冲压发动机是高超声速飞行器的核心动力装置,其燃烧室内气流速度在1000m/s量级,实现稳定高效燃烧,犹如“12级台风中划亮火柴”,难度极大,且机理复杂,被国际燃烧学界公认为科学难题。获得省自然科学奖一等奖的“超声速燃烧部分预混火焰稳定理论与方法”项目,提出的超声速火焰稳定理论已成为国际
燃烧学界主流观点,成果应用于国家重大专项,被评价为“解决了超声速燃烧室设计的一个关键难题,是我国超燃冲压发动机自主设计方法的重要组成”,为发动机研制提供了重要理论支撑。
获奖项目中,企业创新主体表现突出。220个获奖项目(团队)中,企业牵头或产学研合作完成的项目124项,占比56%;22个技术发明奖和科技进步奖的特等奖、一等奖项目中,企业牵头完成或产学研合作完成的项目有17项,占比77%。
针对国家航空等领域图形处理与显示自主可控的迫切需求,长沙景嘉微电子股份有限公司完成的“高可靠嵌入式JM5400图形处理器系统”项目,应用于国内多款新研军机、坦克、装甲车等装备中,填补了国内该领域的空白,解决了我军武器装备系统上嵌入式GPU完全受制于人的问题,实现了国产化替代和自主可控。
传统汽车车身开发存在周期长、投入高、风险大的行业难题。湖南大学和湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司联合完成的“基于力学模型驱动多元材料超轻量化车身快速设计快速制造快速检测”项目,重塑了车身设计的方法和理论,再造了车身生产流程,设计周期缩短30%,制造周期与成本均降低60%~80%,焊点定位精度提高3倍以上。该成果近三年的直接销售额超过47亿元,新增利润4.8亿余元。项目开发的多个汽车品牌技术反许可到美国通用汽车公司,许可费超1亿美元。
薄壁构件制造、智能感知与学习控制、炎症性皮肤病发病机制……这些获得2018年度湖南省科学技术
奖的项目,有的解决了世界性难题,有的填补了国内空白,还有的达到了国际领先水平。它们将颠覆和超越进行到底,改变着人们的生活。
中南大学与中国航天科技集团一院联合攻关,创新性地采用“大型构件蠕变时效形性一体化制造关键技术及应用”技术,研制出世界上最大的火箭贮箱瓜瓣。该瓜瓣直径达10米级,强度提升10%,且成形精度达毫米级。项目获得省技术发明奖一等奖。
瓜瓣是火箭贮箱的重要结构件,其成形精度和性能直接影响贮箱结构的装配焊接质量和火箭的结构效率。与此前国内最大的直径5米的贮箱瓜瓣相比,10米级瓜瓣的直径和厚度均增大了近1倍,现阶段传统瓜瓣成形所采用的拉深和拉形方式均难以满足其性能和精度要求。
因此,研究人员创新性地采用“蠕变成形技术”,实现了瓜瓣的高性能精确成形。项目团队突破了3项关键技术,使贮箱瓜瓣的力学性能提高了近10%,成形精度达到了毫米级,厚度均匀性也显著提高。同时,由于大幅缩减工序,瓜瓣成形效率得到提高,成本也有所降低。
10米级贮箱瓜瓣成形技术的突破,为我国重型运载火箭10米级贮箱原理样件的研制奠定了坚实基础,也为火箭结构轻质化做出突出贡献。未来,该技术可推广应用于其他型号结构件的研制生产。
自主系统是指各种机器人系统,在无人干预下,具备类似人一样的感知、决策和控制能力,完成预定目标。单一环境下的机器人如工业机器人发展日趋成熟,但复杂场景如非结构化道路、水下作业等需要移动机器人面临外界的千变万化,智能感知与学习控制难度陡增,亟需从基础研究寻求突破。
国防科技大学“复杂场景中自主系统的智能感知与学习控制”项目负责人徐昕教授介绍,机器人智能感知的一个重要方面就是类似人的视觉,复杂场景下从图像中很快到自己关注的目标,也就是具备注意力选择机制;学习控制则是机器人通过强化学习或者迭代学习优化行为操控能力。在复杂场景中,这两个步骤都需研究突破机器人智能感知与学习控制的新理论和新算法来实现。
对此,“复杂场景中自主系统的智能感知与学习控制”项目组经过近二十年的潜心研究,以自主驾驶车辆和水下仿生机器人两类典型的自主系统为应用对象,在复杂场景视觉显著性检测的多尺度频域分析方法、基于稀疏核特征的自评价学习控制理论和方法、水下自主系统的仿生流场感知机理与预测型学习控制方法等方面取得重要创新,研究成果推广应用于汽车自主驾驶系统、仿生波动长鳍样机等自主无人系统。该成果获得省自然科学奖一等奖。
银屑病、特应性皮炎、湿疹是一组常见的慢性炎症性皮肤病,据不完全统计,发病率在20%以上。由于确切的病因及发病机制尚未完全阐明,缺乏彻底治愈的临床药物,迁延难愈且复发率高。由中南大学湘雅二医院牵头的“炎症性皮肤病发病机制及诊治技术的创新与应用”项目,历经近二十年研究,揭示了发病机制中的关键环节与靶点,创新了诊疗技术及策略,从整体上提高了炎症性皮肤病的诊疗水平。该项目获得省科技进步奖一等奖。
项目组负责人陆前进教授介绍,已发现了银屑病、特应性皮炎发病的关键环节与基因,为这些疾病的提供潜在新靶点及途径。如针对银屑病,项目组在国际上首次发现表观遗传学机制调控的miR-210表达异常升高介导了银屑病中免疫失衡及皮损的形成,率先建立了我国银屑病角质形成细胞发病机制的细胞分子模型及动物模型,建立了表皮 VEGF-VEGFR 等银屑病靶向模式。
此外,研究还初步揭示了特应性皮炎患者FCERIG基因高表达的分子机制,并成功制备用于修复特应性皮炎皮肤屏障功能的保湿外用制剂,获得国家发明专利。(本刊综合)※
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