2022年1月,生態環境部、國家發改委、自然資源部、交通運輸部、農業農村部、中國海警局聯合印發《“十四五”海洋生態環境保護規劃》,對“十四五”期間海洋生態環境保護工作作出了統籌謀劃和具體部署。
隨著科學技術的進步,在光學、電學、機械學、材料學飛速進步的帶動下,我國海洋環境監測技術不斷更新完善,海洋環境監測儀器不斷發展,已成為守護藍色家園的“利器”。其中,海洋監測浮標是一種錨定于海上的長期、連續、全天候、自動化海洋觀測裝備,主要用于海洋業務化環境觀測與預報,以及臺風、海嘯、風暴潮、赤潮等自然災害的實時監測,是構成海洋環境立體監測網的重要裝備。
隨著國家加快建設海洋強國,對海洋監測提出了更高的要求。浮標的需求數量越來越多,種類越來越廣。青島海儀所浮標團隊除了精益求精,提高常規業務化浮標的性能之外,還拓展研發了激光雷達剖面觀測浮標、極地通量觀測浮標、海洋酸化二氧化碳觀測浮標等一系列新型功能型浮標。
同時,海儀所在智能化感知和信息挖掘、傳感器標準化、浮標新型材料、低成本深海浮標、極地海冰浮標、錨泊剖面觀測浮標、浮標數據質量控制、浮標數據共享等方面進一步開展研究,使浮標更好地滿足海洋氣象預警預報、海洋防災減災、海洋生態保護、海洋衛星遙感數據檢驗、海洋科學研究等的需要。
此外,在微電子、微型傳感器、計算機技術、新材料技術、遙感衛星技術及各種高新技術的推動和應用下,海洋環境監測儀器的設計發生了根本性改變,很多儀器正在向小型化、微型化、多參數化的方向發展。如色譜儀、分光光度儀、X射線熒光光譜儀、熱分析儀等儀器的體積大大縮小,并應用到海洋環境監測中。
2022年1月13日,市場監管總局、科技部、工業和信息化部、國務院國資委、國家知識產權局聯合印發《關于加強國家現代先進測量體系建設的指導意見》(以下簡稱《指導意見》),提出一個出發點、十一項重點任務和六項保障措施。
《指導意見》提出一個出發點,鼓勵和引導社會各方資源和力量,構建國家現代先進測量體系,提升國家整體測量能力和水平,服務經濟社會高質量發展。
十一項重點任務主要包括建立先進量傳溯源體系、優化計量基準標準和標準物質建設、加快先進測量技術研究、推動先進測量儀器設備的研發和應用、建設國家先進測量實驗室、提升企業測量能力和水平、推進測量數據積累和應用、完善先進測量技術規范、優化先進測量技術服務、發揮質量基礎設施協同推動作用、培養先進測量人才隊伍等內容。
六項保障措施包括加強組織領導、完善制度保障、加大財政支持、強化知識產權戰略、普及先進測量理念、加強國際測量合作等。
近年來,我國計量事業得到快速發展,國家整體測量能力和水平不斷提升,獲得國際互認的國家校準與測量能力達1,779項,位居世界前列。
慕尼黑工業大學的一支科研團隊與8個歐洲機構合作開發了一個能夠收集水下垃圾的機器人系統——“SeaClear”。
“SeaClear”由4個自主機器人組成,能通過深度學習算法和聲學傳感器將垃圾與海洋動植物區分開來。首先,一個自主水面運載器對海底進行初始掃描,并定位大型垃圾袋;然后,將一個觀察機器人放入水中,以檢測海底垃圾,并向計算機傳輸額外的信息,如海底的特寫圖像。2021年10月,“SeaClear”系統雛形機在克羅地亞進行了初步試驗,進一步試驗計劃于2022年5月在德國漢堡港進行。
德國慕尼黑工業大學為機器人提供人工智能算法,教水下機器人何時以及在何種條件下以何種方式移動,一旦發現并定位了垃圾,即便遇到強大的潮流,機器人也會堅持圍繞它移動。同時,算法力求用盡可能少的數據作出最好的預測。“SeaClear”項目的目標是以80%的預測率對水下垃圾進行分類,并成功收集其中的90%,大致與潛水員的工作效果相當。

圍繞“冬奧”賽前、賽時、賽后全階段,在北京市科委、中關村管委會部署下,中關村智連安全科學研究院面向冬奧場地特殊地理條件及基礎設施,在延慶冬奧場館周邊重要交通要道等區域安裝微芯智能傳感,部署實時監測預警系統,通過專業的安全預警模型綜合判斷安全穩定程度,能夠提前發現安全薄弱環節,進行預警提示,指導相關部門安全加固工作,保障場館建設的順利進行。
通過航空航天遙感、遠程激光測振、微芯智能傳感等技術,基于風險隱患區域早期識別、遠程定期檢測、現場實時監測技術路線,開展天空地一體化安全監測預警服務,搭建安全態勢感知網平臺,基于專業模型、人工智能技術實現多源信息融合分析,大幅提升風險預測精度、預警有效性及信息送達精準度,實現科技冬奧、安全冬奧的目標。2021年10月,相關技術獲得中國測繪學會頒發的測繪科學技術獎二等獎。
針對災害風險較高的區域,科研人員布設微芯智能傳感,采集振動、傾斜、傾向等信息,把握巖土構筑物動態特征和發展的規律,通過動力學指標與運動學指標的實時監測與分析,確定巖土構筑物的穩定性狀態及發展趨勢,進行災害失穩早期預警判斷;險情通過手機App傳至相關管理人員,為冬奧場地及周邊設施安全提供遠程監控服務。
2021年12月24日,北京理工大學宇航學院副院長霍波教授介紹了北理工承擔科技部“科技冬奧”專項“國家科學化訓練基地建設關鍵技術研究與示范”項目。該項目歷時3年,通過多學科交叉融合,突破領域間壁壘,打通“學—研—用”全鏈條,進行冰雪運動生物力學研究和研制相關運動裝備,建設冬季項目國家科學化訓練基地。
圍繞具體的研究目標,霍波帶領團隊研發先進的技術,探索訓練中解決問題的“最優解”——基于三維動作捕捉和自動識別技術、空氣動力學實驗和模擬技術、生理傳感器技術、肌骨動力學分析技術等,研發“冬季項目智能訓練管理系統”,為運動員提供個性化、智能化訓練方案,實時可以采集不同運動項目下運動員的三維姿態參數,以及該動作下所產生的地面反作用力、空氣阻力等,形成該運動員的動力學數據庫,為后續的運動生物力學分析及訓練方案的制定提供支持。
通過“冬季項目智能訓練管理系統”,教練員與運動員可以更直觀、更科學地深入了解運動員全過程運動狀態,對比每次生成的分析報告,持續調整運動姿勢和發力方式等,助力運動員不斷提升訓練成績,力爭冬奧奪金。