《浅析超导技术在军事领域4大应用!》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-04-03
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    推进系统
    超导推进系统可以分为超导电磁推进和超导电力推进。超导电磁推进技术是在船体上安装超导磁体,通电后海水中会产生磁力线,同时也会产生方向与磁力线相垂直的电流。在磁场与电流的双重作用下,舰艇与海水之间便会产生大小相等且方向相反的相互作用力,因此舰艇可以获得向前的推动力。
    超导电力推进是将超导电机作为推进动力的一种推进方式。超导电机能通过强大的电流,因而较小尺寸的电机便可产生强大的功率。超导电机不仅具备一般电力推进系统的优点,而且还有单机容量大、效率高、噪音低、重量轻以及尺寸小等优点。
    02
    储能装置
    超导储能装置是利用超导线圈将电磁能直接进行存储,当应用时再将电磁能返回电网或其它负载中的一种电力设施。该装置一般由超导线圈、低温容器、制冷装置、交流装置和测控系统几部分组成。其中超导线圈是超导储能装置的核心部件,它可以是一个螺旋管线圈,也可以是环形线圈。将超导线圈绕制的储能线圈维持在超导态,便可保证线圈中所储存的能量可以无损耗地永久存储。在军事领域,超导储能装置可应用于激光、粒子束和电磁武器发射器的储能。超导武器的威力非常之大,可视为未来战争的新型战略武器。
    03
    消磁系统
    舰船消磁是一种采用现代电磁方法和控制技术将舰船磁场消除或补偿到一定范围内的技术,用于防御敌方侦察设备的探测和水中武器的攻击,从而保障舰船航行的安全。
    目前消磁系统主要采用的是铜质电缆,随着海军任务的变化以及高灵敏度磁传感器在水雷中的应用,舰船消磁技术的发展变得越来越迫切。超导电缆具有重量轻、损耗低、电流运载能力强等特点。在舰船的消磁系统中,超导电缆的应用可以大大提高舰船的消磁能力,从而增强舰船的战斗力。
    04
    军事通信、侦察与指挥
    滤波器是电子、通信系统中的关键器件,作用是对电信号进行提取、分离或抑制。常规滤波器由于金属电阻会产生一定衰耗,所以无法达到理想的滤波性能。超导滤波器在军事装备领域是一个重要的元器件,若将其应用于现代信息战武器装备,如预警飞机、雷达、电子战设备、导弹制导部件等,将可大幅提高接收机的灵敏度和选择性、增强抗干扰能力、加长预警时间、减小发射机功率、提高制导精确度、增加末端制导距离等。高温超导滤波器全面应用于雷达、军事通信和导弹制导等方面后,将会使现代武器装备的性能提高到一个全新水平。
    超导陀螺仪是大型舰船、核潜艇、现代飞机、惯性导航及制导关键核心部件,具有精度高、结构简单、稳定性好、抗故障能力强等优点。超导陀螺仪则是将球形超导转子放入高真空的球腔内,利用超导体的抗磁性,使超导转子悬浮在空中与支撑装置脱离接触,成为真正的自由转子,消除了因机械摩擦而引起的陀螺漂移,从而实现了理想的惯性导航功能。
    超导红外探测器也是超导在军事领域的一个重要应用。高温超导材料具有低功耗和对磁场、电磁辐射敏感等特性,所以超导红外探测器具备高集成密度、低功耗、高探测灵敏度和作用距离远等优点,是军事遥感侦察的理想设备。
    现代军事指挥和武器控制需要高速地处理大量信息。超导计算机应用于军队指挥自动化技术系统后,可使作战指挥能力迅速得到改善和提高,同时改善武器制导系统的性能。

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  • 《2020,改变世界的12大领域》

    • 来源专题:科技大数据监测服务平台
    • 编译者:zhoujie
    • 发布时间:2020-02-19
    • CB Insights日前评选出了2020年将改变世界“游戏规则”的36家科技创业公司,涉及12大领域:光芯片、量子加密、AI透明度、CRISPR 2.0、基于AI的蛋白质预测、电子脉冲治疗、微生物医疗、改变精神的药物、DNA数据集市、二氧化碳捕捉、下一代核技术、可持续物流。 根据CB Insights的统计,这36家“游戏规则改变者”中有23家位于美国或已经迁至美国,其余的则位于其它五个国家:加拿大、以色列、瑞典、新加坡和英国。而这36家科创公司总共有超过200家投资机构或投资者,排在榜首的是Khosla Ventures和Lux Capital,其中Khosla Ventures由Sun微系统公司的联合创始人之一Vinod Khosla创办、Lux Capital是由多位联合创始人组成的风险投资机构,这两家投资机构每个都投资了4家“游戏规则改变者”,另有20多家投资机构“押注”了多个“游戏规则改变者”。 以下是12大领域、36家“游戏规则改变者”的介绍: 一、光芯片 这一领域主要关注下一代速度更快、处理能力更高的芯片,通过使用更高带宽的光子而非电子,能够以前所未有的速度、更高效处理人工智能AI计算。CB Insights认为,对比未来的光子CPU与今天的电子CPU:使用光子处理计算的速度是电子的1000余倍,而电子的计算速度则是有限的;光子的规模化扩展成本为固定的,而电子计算的规模化扩展成本高昂;光子计算可以同时处理多个运算,而电子计算只能一次处理一个运算。 是的,人工智能时代,计算已经到了一个拐点。CB Insights选出了三家光芯片领域的创业公司:Ayar Labs、Lightmatter和Luminous Computing。Ayar Labs位于美国加利福尼亚,到目前为止披露的融资总额为2950万美元,主要致力于用光连接来推进摩尔定律的下一个阶段,具体是通过使用光通信来解决集成电路芯片内数据移动的I/O和能耗瓶颈,在提高1000余倍集成电路芯片内数据通信的同时,降低了10余倍能耗,该技术一旦成功商业化,将颠覆当前的半导体和计算产业。 Lightmatter位于美国的马塞诸塞、迄今披露的融资总额为3320万美元,该公司主要为人工智能计算制造独特的芯片,其架构利用光子、电子和新的算法,专门实现人工智能计算的快速推理和训练引擎。Lightmatter在传统的计算机芯片制造中,在晶体管的边上放置了可编程光元器件阵列,可以加速深度神经网络中的关键运算速度。 Luminous Computing位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为900万美元,该公司致力于将今天最大规模的超级计算机缩小到一个芯片上以处理人工智能AI计算任务,主要使用光子来处理传统处理器的所有瓶颈。 二、量子加密 随着量子计算的兴起,也为密码学带来了挑战。今天所使用的密码学都是建立在数学问题的基础上,而这些数学问题都将在量子计算面前被破解。那么,把量子计算与密码学结合,就成为了解决量子加密的主要途径之一。 Crypto Quantique的总部位于英国、迄今披露的融资总额为800万美元,该公司将量子计算与现代密码学相结合,以硬件和软件的形成,开发量子网络安全产品,特别是针对IoT物联网安全。Crypto Quantique的技术主要为量子计算驱动的安全芯片,可产生多个独特的无法预测的密码钥匙,这些密码钥匙无需存储、可被多个应用按需独立使用。 ISARA的总部位于加拿大安大略省、迄今披露的融资总额为2690万美元,该公司致力于计算生态创建量子级安全的安全解决方案。ISARA的解决方案包括:ISARA Radiate Quantum-safe Toolkit,主要提供生产级完备、易于安装的量子安全算法,以实现量子安全的安全解决方案,还为开发者提供了集成工具;ISARA CATALYST敏捷系列则帮助用户向量子安全迁移。 SpeQtral的总部位于新加坡、迄今披露的融资总额为190万美元,该公司主要开发空间量子通信,使用卫星通信交付量子加密层以帮助建立安全的通信。SpeQtral技术的主要目标是基于现有通信网络渠道提供信息的安全流通,未来还可进一步成为量子互联网的主干网络。SpeQtral的愿景是为了量子变革而转型今天的世界网络。 三、AI透明度 自从AI人工智能在全球大热后,各国就在谈论如何增强AI算法的透明度,以建立人们对人工智能的信任和信心。AI透明技术,也称为可解释性AI,主要是从AI算法的输出反向追踪,以让人们可以理解AI算法内部究竟发生了什么。随着AI越来越多地用于跨行业决策,了解AI算法如何以及为什么做出其决策,可以缓解当今大多数AI系统内在的偏见。 DarwinAI的总部位于加拿大安大略、迄今披露的融资总额为300万美元,该公司希望用AI来理解深度神经网络算法,然后再产生一系列新的、高度优化的针对特定需求和需要的神经网络。DarwinAI的平台让开发者可以不必花费数周或数月的时间去理解深度神经网络模型,而是由平台基于用户定义需求在数天内产生优化的更小、更简洁的模型,例如在不牺牲功能性准确性的前提下更快的推理等,DarwinAI入选了2019年Gartner的Cool Vendors in Enterprise AI Governance and Ethical Response。 Fiddler Labs的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为1320万美元,该公司构建可解释AI引擎以帮助企业大规模地分析、管理和部署机器学习模型。Fiddler Labs也入选了2019年Gartner的Cool Vendors in Enterprise AI Governance and Ethical Response,其解决方案包括理解AI预测、分析AI行为、确认AI合规性、监测AI性能等四类。 Kyndi的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为3160万美元,该公司同样入选了2019年Gartner的Cool Vendors in Enterprise AI Governance and Ethical Response。Kyndi的专利AI技术和AI平台,目前为政府、金融和医药行业提供可解释、可审计的AI解决方案,其AI解决方案主要有医药风险及质量评估、智能流程自动化以及风险评估等。 四、基因编辑新纪元 今天已经是新的基因编辑CRISPR 2.0时代了,我们能够以前所未有的方式,在巨大的全新维度范围内操控基因组,而这在之前是完全不可能的,这也为解决以往无法治愈的毁灭性疾病的整个领域打开了大门。 Korro Bio的总部位于美国马萨诸塞、迄今披露的融资总额为400万美元,Korro Bio正使用基于核酸的疗法来锁定遗传密码中的序列,该公司的愿景是未来的基因医药——将自然RNA编辑转换为病患的新可能。Locana的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为5500万美元,这是一家以RNA为目标的基因治疗公司,旨在开发与RNA相关的疾病治疗。Shape Therapeutics的总部位于美国华盛顿、迄今披露的融资总额为3550万美元,该公司创建了RNA和蛋白质靶向平台,可以直接在生物体内修饰RNA。 五、基于AI的蛋白质预测 人工智能和计算技术的进步正在加强蛋白质的研究和设计,而基于AI的蛋白质预测可以重塑基因组学。了解蛋白质是如何折叠的,这是一个长期存在的基本科学问题,这可能成为解开一系列疾病新疗法的关键,从阿尔茨海默氏症和帕金森症到囊性纤维化和亨廷顿氏症,错误折叠的蛋白质被认为在这些疾病中起了作用。AI可以帮助预测蛋白质结构并克服“蛋白质折叠问题”,也可以克服预测蛋白质复杂3D结构的挑战,从而使科学家更好地了解蛋白质在体内的作用、更有效地诊断和治疗蛋白质错误折叠引起的疾病。 LabGenius的总部位于英国英格兰、迄今披露的融资总额为1370万美元,这是一家结合了AI、机器人自动化以及合成生物技术以开发下一代蛋白质医疗的全栈蛋白质工程公司。ProteinQure的总部位于加拿大安大略、迄今披露的融资总额为400万美元,结合了分子模拟、机器学习和量子计算,这家公司的软件平台可用于计算蛋白质发现,从而协助基于结构的药物设计。Relay Therapeutics的总部位于美国马塞诸塞、迄今披露的融资总额为5.2亿美元,该公司正在寻求分析蛋白质的运动,以开发新的干预方法。 六、电子脉冲治疗 有没有想过,未来的慢性病治疗可能不需要任何药物。换句话说,就是用电子脉冲取代化学药物治疗疾病。电子脉冲治疗相信用电子脉冲刺激相关的神经,可以治疗特定疾病和症状而无需服用化学药物。电子药物是一种以神经回路为目标的装置,可以调节人体的器官和功能,而无需化学药物或其它药物。这些设备瞄准受影响的人体区域,精确度更高、副作用更少,可以治病包括炎症、自身免疫性疾病和偏头痛在内的多种疾病,例如用电子设备刺激人体的迷走神经就可以减少体内炎症。 Cala Health的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为8000万美元,这家生物电子医学公司致力于开发可穿戴的神经调节治疗方法,以提供个性化的周围神经刺激。SetPoint Medical的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为9330万美元,这家医疗公司正在开发生物电子植入物,通过电流调制迷走神经来治疗自身免疫性疾病,如克罗恩病和风湿性关节炎。Theranica的总部位于以色列、迄今披露的融资总额为4100万美元,这家医疗设备公司致力于结合高级神经调节疗法与无线技术,以解决偏头痛等医疗状况。 七、掌握人体微生物 理解生活于人体内的细菌,有助于治疗和发现疾病,例如肠道微生物就可以提供有力的洞察。人类肠道细菌可以提供关于人类整体健康的有价值的信息,因为人类微生物群与许多健康状况有关。以微生物群为目标的公司正在寻求重塑我们治疗癌症、阿尔茨海默病和帕金森病等神经疾病以及2型糖尿病等代谢疾病的方式。 Kallyope的总部位于美国纽约、迄今披露的融资总额为1.31亿美元,这家平台型生物技术公司致力于利用肠-脑轴的治疗性和营养潜力。Pendulum Therapeutics的总部位于美国纽约、迄今披露的融资总额为4550万美元,这家公司正在开发针对特定健康状况的医用益生菌。Viome的总部位于美国新墨西哥、迄今披露的融资总额为4550万美元,这家公司旨在综合血液、尿液、唾液和粪便样本的读数,提供个性化的营养建议,从而改善健康状况。 八、DNA数据集市 DNA数据集市旨在实现安全的遗传数据交换,以奖励消费者以及丰富医学研究。新的数据平台可以确保基因数据的安全交换,从而加速医学研究,并对个体贡献者进行补偿。当前的医学研究越来越依赖于DNA数据,患者应有权自行决定是否要共享以及与谁共享其医疗数据。赋予人们调整其医疗信息“命运”的努力,是朝着正确方向迈出的一步。 LunaPBC的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为860万美元,该公司开发了一个平台,可以让用户贡献自己的基因数据从而置换公司股份。Nebula Genomics的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为490万美元,该公司利用区块链技术消除了中间代理机构,从而让消费者更好的拥有自己的基因组数据。Sano Genetics的总部位于英国英格兰、迄今披露的融资总额为70万美元,该公司正在开发一个平台,使得研究员可以访问遗传数据集,从而加快对常见和罕见医学疾病的治疗。 九、捕捉碳 大气中的二氧化碳含量已经达到了惊人的程度。2019年5月,根据美国国家海洋和大气管理局的传感器监测数据,当时大气中的二氧化碳已经超过415ppm,创造了有史以来的最高纪录。气象学家在《科学》杂志上撰文指出,这已经达到了300万年前的水平,而200万年前才刚出现了直立行走的人类。温室气体已经导致剧烈的大气波动,带来更加频繁的极端天气。 Carbon Engineering的总部位于加拿大不列颠哥伦比亚、迄今披露的融资总额为1.018亿美元,该公司正将直接从大气捕获二氧化碳的技术商业化。Kiverdi的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为70万美元,该公司使用生物反应器将二氧化碳转化为蛋白质、高价值的油、营养物质和可用于消费及工业应用的生物制品。Opus 12的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为120万美元,该公司收集二氧化碳,利用水和电对其循环利用,制成具有成本竞争力的化学器和燃料。 十、下一代核能 核能提供了一个可靠地生产低碳能源的途径,下一代核能解决方案可致零排放的核能生产。用于下一代核能的技术包括:熔融盐反应器,依靠液体燃料而不是传统核反应堆中使用的固体燃料棒,使用液体既安全又简单;小型模块化反应堆,是核裂变反应堆,不到传统反应堆的一半,由于体积小而可以位于大型核厂无法使用的地理位置并需要较少的资本投资,可以更轻松地根据需求进行制造和定制;聚变,核聚变通过轻质氢核的融合产生能量,该方法是传统核裂变的一种有前途的替代方法,因为传统核裂变依靠重放射性核的变质,而该方法提供了更安全的过程,也可以更高效地发电。 Commonwealth Fusion Systems的总部位于美国马塞诸塞、迄今披露的融资总额为1.65亿美元,该公司致力于聚变核能的商业化,正在开发高温超导磁体,以建造小型、低成本的聚变电站。NuScale Power的总部位于美国俄勒冈、迄今披露的融资总额为270万美元,该公司创造了一种新型的核裂变工厂——一种更小、可扩展的压水堆反应器技术,并且设计有内置的安全特性。Terrestrial Energy的总部位于加拿大安大略、迄今披露的融资总额为3920万美元,该公司使用熔融盐反应器技术来构建核能反应器。 十一、可持续的物流 可持续物流致力于降低那些重型物流对环境的影响,为了应对不断上升的运输成本,物流公司正在实现货物的自动化运输,并优化陆运、空运和海运的运输流程,以降低劳动力成本,提高能源效率,提高运营安全性。 Einride的总部位于瑞典斯特格尔摩、迄今披露的融资总额为3080万美元,该公司正在开发模块化的自动驾驶电动运输工具,可以适应各种运输负载。Nautilus Labs的总部位于美国纽约、迄今披露的融资总额为1310万美元,主要为商业运输提供基于云的大数据分析,以降低燃料成本并提高车队效率。Sabrewing Aircraft Company的总部位于美国加利福尼亚、迄今披露的融资总额为300万美元,该公司正在研发一个无人垂直起降货运无人机。 十二、治疗精神疾病药物 除了上述科创公司外,还有三家致力于改变治疗精神疾病药物,分别是Compass Pathways、Mindmed和Small Pharma,它们都在研究旨在改变精神健康状况包括抗抑郁的药物。 截止2019年12月4日的这一年中,这些甄选出来的2020年改变世界游戏规则的公司已经收获了30笔融资达6.28亿美元。此外根据CB Insights的统计,这些科创公司的整体融资健康水平比其它科创公司高2.6x倍。 进入2020年,将迎来30年甚至60年大变局的开端,将迎来万亿美元的新B2B和ToB商业模式及大市场。站在新旧经济动能转换之交,以上36家科创公司给了我们更多的思路,从医疗、健康、环保、能源、科技等多个维度勾勒了未来新方向,也让我们更加坚定看好未来30年的前景。
  • 《物联网的主要应用领域分析》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:shenxiang
    • 发布时间:2020-10-16
    • 物联网应用涉及国民经济和人类社会生活的方方面面,因此,“物联网”被称为是继 计算机 和互联网之后的第三次信息技术革命。信息时代,物联网无处不在。 标准化是行业发展的指引和标杆,而制定符合国情并与国际接轨的行业标准又是重中之重。物联网之前在我国一直没有大发展,主要原因就是没有制定统一的行业标准。 我国物联网标准制定的方向,就是要把国家标准成为国际标准的一部分。我国在2009年开始着手物联网标准的制定,当年全国信息技术标准化技术委员会成立了国家 传感器 网络标准工作组,并专门设立了国际标准化研究组,进一步加强并统筹安排国际标准化的相关工作。2010年3月23日,由我国提交给IS0/IEC信息技术委员会(IS0/IECJTCI)的一项关于传感器网络信息处理服务和 接口 规范的国际标准提案已经通过新工作项目(NP)投票,这是我国在参与国际物联网标准制定上的一次重大突破。由此,物联网产业得以迅猛发展。 各国政府对物联网的发展和应用十分重视,纷纷出台战略指导规划。2009年,我国第—个“物联网城市”在无锡启动。总的来说,物联网在国外已有较多的成熟应用,国内目前还处于应用起步阶段。 由于物联网具有实时性和交互性的特点,因此,物联网的应用领域主要有如下。 城市管理 智能交通(公路、桥梁、公交、停车场等)物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状况”,还可以避免过载的车辆经过桥梁,也能够根据光线强度对路灯进行自动 开关 控制 智能建筑(绿色照明、安全检测等) 通过感应技术,建筑物内照明灯能自动调节光亮度,实现节能环保,建筑物的运作状况也能通过物联网及时发送给管理者。同时,建筑物与 GPs 系统实时相连接,在电子地图上准确、及时反映出建筑物空间地理位置、安全状况、人流量等信息。 文物保护和数字博物馆 数字博物馆采用物联网技术,通过对文物保存环境的温度、湿度、光照、降尘和有害气体等进行长期监测和控制,建立长期的藏品环境参数数据库,创造最佳的文物保存环境,实现对文物蜕变损坏的有效控制。 古迹、古树实时监测 通过物联网采集古迹状态信息。及时作出数据分析和保护措施。在古迹保护上实时监测能有选择地将有代表性的景点图像传递到互联网上,让景区对全世界做现场直播,达到扩大知名度和广泛吸引游客的目的。另外,还可以实时建立景区内部的电子导游系统。 数字图书馆和数字档案馆 应用物联网技术的自助图书馆,借书和还书都是自助的。借书时只要把身份证或借书卡插进渎卡器里,再把要借的书在扫描器上放一下就可以了。还书过程更简单,只要把书投进还书口,传送设备就自动把书送到书库。 现代物流管理 通过在物流商品中植入传感芯片(节点),供应链上的购买、生产制造、 包装 /装卸、堆栈、运输、配送/分销、出售、服务每—个环节都能无误地被感知和掌握。这些感知信息与后台的GIS/GPS 数据库 无缝结合,成为强大的物流信息嘲络。 食品安全控制 食品安全是国计民生的重中之重。通过标签识别和物联网技术,可以随时随地对食品生产过程进行实时 监控 ,对食品质量进行联动跟踪,对食品安全事故进行有效预防,极大地提高食品安全的管理水平。 零售 RFID 取代零售业的传统条码系统,使物品识别的穿透性(主要指穿透金属和液体)、远距离以及商品的防盗和跟踪有了极大改进。 数字医疗 以 RF ID为代表的自动识别技术可以帮助医院实现界范围。RFID技术与医院信息系统(HIS)及药品物流系统的融合,是医疗信息化的必然趋势。 防入侵系统 通过成千上万个覆盖地面、栅栏和低空探测的传感节点,防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海机场和上海世界博览会已成功采用了该技术。 据预测,到2035年前后。中国的物联网终端将达到数千亿个。随着物联网的应用普及,形成我国的物联网标准规范和核心技术,成为业界发展的重要举措。解决好信息安全技术,是物联网发展面临的迫切问题。