科創(chuàng)中國·成果

全球首次！中國團隊獲得深海原位固體可燃冰樣品

9月29日，中國工程院院士謝和平團隊自主研制的全球首套深海沉積物（可燃冰）保壓保溫取樣/存儲裝備搭載“奮斗者”號萬米載人深潛器完成海試任務(wù)。本次海試實現(xiàn)了深海原位壓力溫度的固體可燃冰樣本主動保壓保溫獲取，實現(xiàn)全球零的突破，有望破解可燃冰資源原位勘探開發(fā)難題，同時也為深海原位保壓保溫科研與工程提供了全新的儀器裝備。

謝和平領(lǐng)銜的深圳大學(xué)、四川大學(xué)團隊與金石鉆探（唐山）有限公司團隊，基于國家重大科研儀器研制項目“深部巖石原位保真取心與保真測試分析系統(tǒng)”技術(shù)成果，自主拓展研制了全球首套深海沉積物（可燃冰）保壓保溫取樣/存儲裝備。該裝備采用深部原位自觸發(fā)保壓與主動-被動聯(lián)合保溫等技術(shù)手段，保持樣本在取心、轉(zhuǎn)移全過程溫度壓力與深海原位一致，設(shè)計保壓能力40兆帕、保溫范圍0～20℃。9月29日，依托海南省深海技術(shù)創(chuàng)新中心“深海深淵科考與裝備海試共享航次”（TS-36-2），經(jīng)8小時的深潛作業(yè)，研究團隊在1385米深海成功獲得保持14.5兆帕原位壓力3℃原位溫度的固體深海沉積物/可燃冰樣品，攻克了深海沉積物（可燃冰）保壓取樣技術(shù)難題。

我國首個可以實現(xiàn)數(shù)十種能源同時管理的智慧大腦

9月22日，國家電力投資集團有限公司“天樞一號”智慧能源系統(tǒng)在京正式發(fā)布。它是我國首個可以實現(xiàn)數(shù)十種能源同時協(xié)同管理的“智慧大腦”，集成了能源監(jiān)視、預(yù)測、調(diào)控、運維和服務(wù)等全功能于一體，為用戶提供智能、高效的“能源一站式”綜合服務(wù)。

“天樞一號”系統(tǒng)具備千萬級計算能力，擁有800多個核心智能算法。它通過大數(shù)據(jù)+大模型和AI技術(shù)，賦能綜合能源領(lǐng)域，助力企業(yè)提升能源效率、節(jié)能減排，屬于全國首創(chuàng)。

據(jù)了解，“天樞一號”系統(tǒng)應(yīng)用之后在諸多場景里實現(xiàn)了綜合能源的能耗降低超過15%，節(jié)能成本降低超過30%，綜合能源利用率提升到75%以上，對于構(gòu)建新型能源體系具有重要價值。

截至目前，“天樞一號”智慧系統(tǒng)已覆蓋全國30個省市自治區(qū)、1288個縣域，部署光伏場站24010座、戶用光伏近76萬戶，設(shè)備物聯(lián)測點1.7億個，鏈接源、儲、荷總裝機容量近27000兆瓦。到2023年底，天樞一號鏈接管理的綜合能源總規(guī)模將超過40000兆瓦，將成為全球最大的綜合智慧能源數(shù)字化平臺。

直徑8.61米！全球最大直徑盾構(gòu)機主軸承在長沙下線

10月12日，由中國鐵建重工集團自主研制的直徑8.61米盾構(gòu)機主軸承在長沙下線，這是迄今全球直徑最大、單體最重、承載最高的整體式盾構(gòu)機主軸承。它的成功研制，標志著國產(chǎn)超大直徑主軸承研制及產(chǎn)業(yè)化能力躋身世界領(lǐng)先水平，意味著盾構(gòu)機主軸承取得全面國產(chǎn)化，實現(xiàn)了國產(chǎn)盾構(gòu)機主軸承從中小直徑到超大直徑型譜的全覆蓋。

這套主軸承可用于驅(qū)動18米超大直徑盾構(gòu)機，產(chǎn)品重達62噸，三層樓高，能夠承受超萬噸級載荷；在直徑8米多的滾道平面內(nèi)，平面度小于20微米，制造難度不亞于在米粒上雕花。

據(jù)了解，盾構(gòu)機主軸承被列入制約我國工業(yè)發(fā)展的35項“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，是盾構(gòu)機全產(chǎn)業(yè)鏈自主化的“最后一環(huán)”。隨著8.61米國產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機主軸承順利下線，我國企業(yè)徹底攻克并自主掌握了盾構(gòu)機主軸承全系列產(chǎn)品從設(shè)計、材料到制造、試驗全過程關(guān)鍵核心技術(shù)，使國產(chǎn)盾構(gòu)機有了全系列的“中國心”。

清華團隊在憶阻器存算一體芯片領(lǐng)域獲突破

近期，清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授吳華強、副教授高濱基于存算一體計算范式，研制出全球首顆全系統(tǒng)集成的、支持高效片上學(xué)習(xí)（機器學(xué)習(xí)能在硬件端直接完成）的憶阻器存算一體芯片，在支持片上學(xué)習(xí)的憶阻器存算一體芯片領(lǐng)域取得重大突破，有望促進人工智能、自動駕駛可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的發(fā)展。該研究成果日前發(fā)表在《科學(xué)》上。

記憶電阻器，是繼電阻、電容、電感之后的第四種電路基本元件。它可以在斷電之后，仍能“記憶”電阻狀態(tài)，被當作新型納米電子突觸器件。面向傳統(tǒng)存算分離架構(gòu)制約算力提升的重大挑戰(zhàn)，吳華強、高濱聚焦憶阻器存算一體技術(shù)研究，探索實現(xiàn)計算機系統(tǒng)新范式。憶阻器存算一體技術(shù)在底層器件、電路架構(gòu)和計算范式上全面顛覆了馮·諾依曼傳統(tǒng)計算架構(gòu)，可實現(xiàn)算力和能效的跨越式提升，同時，該技術(shù)還可利用底層器件的學(xué)習(xí)特性，支持實時片上學(xué)習(xí)，賦能基于本地學(xué)習(xí)的邊緣訓(xùn)練新場景。

課題組基于存算一體計算范式，創(chuàng)造性提出適配憶阻器存算一體實現(xiàn)高效片上學(xué)習(xí)的新型通用算法和架構(gòu)，通過算法、架構(gòu)、集成方式的全流程協(xié)同創(chuàng)新，研制出全球首顆全系統(tǒng)集成的、支持高效片上學(xué)習(xí)的憶阻器存算一體芯片。

我國科學(xué)家揭示生命體自我保護行為背后的分子機制

10月2日，《自然》雜志在線發(fā)表了我國科學(xué)家的一項關(guān)于免疫系統(tǒng)如何發(fā)揮作用的重要成果。通過海量的實驗與計算，來自中國科學(xué)院物理所、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院等單位的研究人員，成功解析與原核短Ago系統(tǒng)相關(guān)的高分辨率三維蛋白結(jié)構(gòu)，同時徹底弄清楚了原核短Ago系統(tǒng)在病毒入侵前后所發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化。

Argonaute（Ago）蛋白是一種能夠接受外源核酸誘導(dǎo)，并行使防御機制對抗入侵者的功能載體。在生命體健康的情況下，Ago蛋白會以個體的形式在生命體內(nèi)游弋。當檢測到病毒的核酸入侵時，它們會迅速組合成功能單位，迅速分解體內(nèi)的輔酶I。輔酶I參與生命體內(nèi)的糖酵解、呼吸鏈等生命活動，它的大量消耗意味著被病毒感染的生命體會迅速走向死亡。而隨著宿主的死去，入侵的病毒同樣無法繼續(xù)生存，從而不可能繼續(xù)復(fù)制再去侵染其他的生命體。早在20世紀50年代，科學(xué)家們就通過間接的手段檢測到了生命體內(nèi)存在著這種同歸于盡的自我保護行為，但受限于當時的軟硬件水平，這一過程的實現(xiàn)機制，一直是困擾科學(xué)家們的謎題。

該研究通過高分辨冷凍電鏡技術(shù)與自主研發(fā)的自動化結(jié)構(gòu)解析策略，在數(shù)百萬計的冷凍電鏡蛋白質(zhì)顆粒中，高效地篩選并重構(gòu)了與原核短Ago系統(tǒng)相關(guān)的高分辨率三維蛋白結(jié)構(gòu)，并以此結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)結(jié)合體外功能實驗，徹底揭示了原核短Ago系統(tǒng)在病毒入侵前后所發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化。

我國學(xué)者完成山刺番荔枝全基因組測序

近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院副教授唐光大與福建農(nóng)林大學(xué)教授劉仲健團隊合作完成了山刺番荔枝的全基因組測序。

該研究通過比較基因組學(xué)分析表明木蘭科植物是真雙子葉植物的姐妹，而基于串聯(lián)法（ASTRAL）的系統(tǒng)發(fā)育樹與并聯(lián)法的系統(tǒng)發(fā)育樹木蘭科系統(tǒng)發(fā)育位置不一致，這可能是由不完全譜系分類（ILS）引起。全基因組復(fù)制（WGD）分析表明，山刺番荔枝和鵝掌楸的共同祖先經(jīng)歷了一次WGD事件，而這次WGD事件發(fā)生在木蘭目和樟目分化之后。

該研究結(jié)果為探討被子植物基部類群的系統(tǒng)演化積累了新的數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)木蘭目與樟木分化之后，木蘭目內(nèi)的番荔枝和鵝掌楸兩個分支均發(fā)生過一次WGD，這可能與被子植物基部類群的地質(zhì)演化時間和地質(zhì)事件有關(guān)。