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2018年国内十大技术突破:22纳米光刻机、大型航天器回收


  来源: 科技日报 时间:2018-12-28 编辑:思杨
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盘点这一年的核心技术:22纳米光刻机、450公斤人造蓝宝石、0.12毫米玻璃、大型航天器回收、盾构机“弃壳返回”、远距离虹膜识别……哪一个不夺人眼球!


1 智能水刀削铁断金



10月份的第四届军民融合发展高技术装备成果展上,一把神奇的水刀吸引观众驻足。它以水为刀刃切割各种材料,分离海绵、凿穿岩石、削断钢铁,完胜激光切割。其全名五轴五联动智能水刀,由上海狮迈科技有限公司(以下简称狮迈科技)研发生产,完全具备自主知识产权。

水刀原理和孩子们玩的水枪很像。给普通自来水加压到4000个大气压以上,迫使加压后的水从一个小喷嘴喷射出来,形成高速射流,在这股高速射流里加入锋利破碎的小颗粒,形成高速磨料射流。

水刀能量巨大,高压水高速射流以3倍音速打向切割对象,实现切割。相比“前辈”激光切割,水刀切割过程是一个高速磨削加快速冷却的过程,没有热损伤和热变形,没有烟雾和粉尘,绿色环保。简单说,激光能切不能切的,水刀都能切。波音公司、空客公司都大量使用智能水刀进行机械加工。

水刀、激光和等离子切割实现精密切割是难点。狮迈科技经3年研发了一套独特高品质控制系统。通过采用数学模型精准预测射流行走路径上每一点的误差,实现对射流每一步行走的速度、加速度、切割头的偏摆角度以及射流的特性参数精确的控制,在切割效率最大化的情况下达到自动消除误差的高精度目标。


2 虹膜识别1.2米远两秒搞定

虹膜识别是除DNA以外最可靠的生物识别技术,唯一、防伪。最开始虹膜识别要像用望远镜一样把眼睛贴在设备上,后来扩大到设备半米内识别。11月份,虹星科技正式投产“驾驶员生物特征识别一体机”,将虹膜识别距离拓展到1.2米,扫一眼即可,无需过多配合。

每个人的虹膜都独一无二。红外光条件下,可呈现丰富纹理特性,稳定特征点200多个,刷眼后仪器提取出具备高区分力的特征码,与数据库进行比对,这一过程称为虹膜识别。虹膜识别的优势主要体现在庞大数据库中精准找人。在监控视频中准确找一个人,1万的人群基数用人脸识别,10万人以下用指纹识别,100万个人应当用虹膜识别。

虹膜仅约1平方厘米,人脸是300平方厘米,识别难度相差300倍。距离稍远,难以采集到清晰的虹膜纹理;而且人本身的晃动和眨眼,会让成像存在运动模糊、眼皮遮挡等一系列问题。

虹星科技成像阶段使用千万像素以上的图像传感器,保证足够的虹膜分辨率;精心计算近红外光源的角度和强度,在不伤害人眼的前提下照亮虹膜纹理;将智能算法移到成像设备内,使成像与计算协同作业;快速图像质量判断算法,丢弃低质量图像,专注识别高质量虹膜图像;优化算法,一秒处理上百张千万像素的虹膜图像。最终做到了1.2米距离内2秒虹膜识别。


3 海底盾构机实现“功成身退”

打海底隧道的盾构机,只能掘进不能后退,价值几千万元的设备往往“一去不复返”。8月20日,厦门地铁3号线海底隧道中,伴随着最后一块刀盘被拆下,海底的盾构机在世界上第一次成功实现倒退返回。

盾构机是打洞能手,它的头是一块布满“牙齿”的圆盘,不停旋转,啃掉泥土和石头,长100多米、重约800吨的长筒身子里,有马达和泥浆循环管道。它身后的新空间拼贴上弧形的水泥管片,隧道就此成型。但是,盾构法施工使身后洞径变小,所以盾构机无法后退,通常永久封存在隧道旁的死胡同里。

然而厦门地铁3号线海底隧道施工方中铁一局城轨公司想出了一个办法,将盾构机拆掉运出来。他们请专家研究出在不转动刀盘的情况下,调整割除角度的倾斜法,攻克了刀盘拆除的难题。

关键词:核心技术 智能 激光    浏览量:3847

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