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来源: 南方日报网络版     时间: 2018-12-15 13:47:56
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上海12月15日电 题:青年科学家杨军:以科研“护卫”城市水生态安全

作者 郑莹莹

随着中国经济的发展,这些年,水生态环境的健康越来越受到重视。

杨军是中国科学院城市环境研究所的一名研究员,他带领团队做的便是:为中国城市水生态环境的保护和管理提供对策。

杨军今年40岁,17年前,也就是2001年,他考上研究生,踏上科研路,一开始就与“水”结缘。在硕士、博士阶段,他就读于武汉的中国科学院水生生物研究所,主要做水生生物多样性方面的研究,经常对河流、湖泊、水库等水体进行采样和研究,曾发现并描述新物种――木兰砂壳虫。2006年,杨军赴加拿大达尔豪西大学地球科学系做了2年多的博士后,利用湖泊沉积物来研究一万多年来的环境和生物变化。

杨军在实验室
杨军在实验室 中科院 供图

这些年的求学路,不管是从专业深度,还是从时间维度,都拓宽了杨军的视野。2008年回国后,响应国家社会需求,他开始致力于淡水生态与城市水环境的研究。

杨军回忆,研究团队确定以水生态健康为方向,做起来其实不是那么容易。从2008年到2018年,十年弹指一挥间,杨军团队一直致力于浮游生物群落生态研究,同时思考怎样让城市水生态环境更加安全、健康,水更清洁。

杨军介绍,浮游生物作为水生态系统的重要组成部分,在水体自净和水质稳定方面发挥关键作用,其团队通过研究饮用水源地、景观水体等城市水环境微生态学问题,为城市水环境保护和生态管理提供对策与依据,其中一个重要研究对象便是水库。

杨军说,根据统计,中国有将近10万座水库,是全球水库数量最多的国家;中国是水库大国,目前水库水量约为自然湖泊的3倍。伴随着快速的城市化,加之地下水短缺和河流严重污染,越来越多水库被逐渐开发为饮用水水源地。杨军表示,水库作为水源地后,对水质就有了更加严格的要求,然而中国水库特别是亚热带地区的水库,普遍存在不同程度的富营养化问题,具有较高的藻类水华发生风险。

经过10年的努力,杨军团队这些年在水库型水源地保护与微型浮游生物生态过程方面有了一系列研究成果,其团队自2009年起在福建省建立水库长期定位生态观测站,重点对4座水库的水量、水质和浮游生物动态开展了系统研究,研究首次揭示了内陆水体浮游生物稀有种的时空分布和生态作用。

杨军表示,通过周年数据的分析发现,当水库水位波动高于2米/月时,可以有效降低蓝藻的优势度和生物量,进而预防和控制蓝藻水华的发生,该研究结果对未来中、小型水库如何通过水利调度,来进行蓝藻水华的防控、水质安全的保障等方面具有实践意义。

这些年,中国的水环境治理需求越来越强烈。中国官方在2015年颁布“水十条”,2016年推行“河长制”,而后2017年又推出“湖长制”,杨军指出,这些都是中国着力解决水环境、水生态问题的重要举措。

他的团队想做的便是提高工作的针对性,“水生态问题浅层次的原因大家都可以理解,但深层次的原因和过程并不是特别明白,如果盲目去做工程,可能成本高而且效果并不理想。”

他并表示,过去是水质出现严重问题了,科研人员才去研究解决方法,而现在团队希望利用微型浮游生物,对一些看似没有问题、或者处于“亚健康”的水生态系统进行研究,予以早期诊断、干预,提高水生态系统的弹性,降低水处理的成本与代价。

中国的生态学、环境科学等领域近10多年来发展突飞猛进,杨军未来的盼望是:继续研究水库型水源地微型浮游生物,尤其要将所学用于经济社会的可持续发展,“有那么一点贡献,我就知足了,并且希望能为水生态健康多培养一些人才。”(完)


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青年科学家张驰:与下一代机器人“共舞”


2018-12-15 13:48:01

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上海12月14日电 题:青年科学家张驰:与下一代机器人“共舞”

作者 郑莹莹

40岁的张驰,是一个与未来机器人和智能制造装备“共舞”的人,他是中国科学院宁波材料技术与工程研究所精密运动与先进机器人技术团队的负责人。

他的团队正在做两类机器人:全向移动机器人和协作机器人。

张驰解释说,“现在的机器人有几个缺点:不安全,不能和人一起工作;笨重,人机交互程度比较低;而未来的机器人要成为人的工友,和人肩并肩工作。”

他介绍,下一代机器人是可以灵活移动的,可以像人一样边走边工作,称为“全向移动机器人”,可以横着走,也可以原地转向,对地面的摩擦很小,比较适合在狭窄空间内作业,适用于老人看护等服务机器人。

其次,下一代机器人是柔顺的。张驰介绍,因为人的手臂是柔顺的,人抓取轻的物品,无需太用力,抱块大石头,肌肉会绷紧,而传统机器人不具备这种阻抗变化,“以往机器人主要是用于汽车制造等重工业,而今更多迈入电子产品装配、食品包装等门类,这就要求机器人轻量化,有更加柔顺的机械臂。”

张驰指导学生
张驰指导学生 中科院 供图

目前中国机器人市场需求很大,张驰认为,这两类机器人是未来发展趋势,团队突破了核心部件,有自主知识产权技术,希望能尽快实现产业化,“毕竟技术产业化有‘窗口期’,放在实验室里,过几年就过时了,产生不了效益。”张驰说,团队现在的压力很大,时间紧迫,目前市场逐渐起来了,可能过两年就不是最佳切入期,团队希望近期至少能将其中一类机器人的技术产业化。

张驰出生于1978年,他上大学那会儿是上世纪90年代。张驰回忆,那时候电气工程在中国比较热门,他觉得以后应用领域会比较宽,就报考了西安交通大学的电气工程学院,并在该校继续攻读了硕士研究生。2002年的时候,他又去了新加坡南洋理工大学继续攻读电气工程的博士。

回望来路,张驰觉得自己还是选择了非常重要的学科,因为电气驱动与控制是高端装备的核心技术之一,而想把技术产业化,则是他多年的追求。在来科研院所就职之前,张驰曾在多家知名跨国公司工作过,包括世界知名的半导体封装设备公司ASM、数据存储制造商希捷等。

张驰2012年来到了中国科学院宁波材料技术与工程研究所。在这里,他感觉自己真正找到了“舞台”,“到现在6年多,这个平台实现了我当时的愿望:把技术进行产业化应用。”新近,他主持的项目“面向智能制造装备的精密驱动与控制关键技术研发及产业化”获得2018年中国产学研合作创新成果一等奖,团队和20多家企业开展了产学研合作,将研发的高效精密永磁电机和高速高精度运动控制技术应用于数控机床、注塑成型装备、纺织机械、机器人等领域。

在张驰的身上,有两种思维,科学家思维和工程师思维。

企业的这段经历,让他有了工程师思维,不会为了复杂而复杂。他说,工程师考虑是用最简单、可靠、容易实现的方法,来达到性能要求,“有些方法可以发表文章,但在工程上可能难以实现,不够实用,不能带来效益;而我要做这个产品,就不会把简单问题复杂化,特意找一些很复杂的方法。”

张驰团队目前主要选择一些可以产业化的课题,在他看来,如果课题没有应用前景,做的意义就不大,国家也需要将科研成果快速产业化,所以偏向工程的科研人员也要用好精力,有所取舍。

不创新,难生存。张驰说,中国的企业如果再不创新,以后生存空间会越来越校他举例,一些小家电企业,因为人工成本上涨、缺乏核心技术等原因,利润越来越薄;但有的企业,因为推出了几款非常实用的智能化产品,就发展得很好。

中国目前鼓励以技术创新提升经济质量,企业的创新意识也在增强,科研院所也感受到了这种迫切需求。“你不抓紧时间创新,就落伍了”,张驰说。(完)


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