作文素材科技盘点:科学的高度就是人类生存的高度!.docx
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1、作文素材科技盘点:科学的高度,就是人类生存的高度!作文素材科技盘点:科学的高度,就是人类生存的高度! 存算一体架构在手写数字集上的识别准确率达到 96.19% 截至 12 月 14 日 21 时,“天问一号”探测器已在轨飞行 144 天,飞行里程约 3.6 亿公 里,距离地球超过 1 亿公里 嫦娥五号经历了 11 个阶段、23 天的在轨工作,采集了约 1731 克月球样品返回地球 “奋斗者”号创造了 10909 米的中国载人深潜新纪录 计算“高斯玻色取样”问题,处理 100 亿个样本,“九章”只需 10 小时,超级计算机则 需要 1200 亿年 中国和尼泊尔联合公布珠峰“新身高”8848.86
2、 米 即将过去的即将过去的 2020 年,是极不平凡的一年。在这一年里,突如其来的新冠肺炎疫情打年,是极不平凡的一年。在这一年里,突如其来的新冠肺炎疫情打 乱了人们生活与工作的节奏,而科学界奋斗的脚步却不曾停歇,并在奋力拼搏的过程中越乱了人们生活与工作的节奏,而科学界奋斗的脚步却不曾停歇,并在奋力拼搏的过程中越 战越勇。战越勇。 “天问一号天问一号”开启人类探测火星的新旅程,嫦娥五号带回来自月球的馈赠,开启人类探测火星的新旅程,嫦娥五号带回来自月球的馈赠,“奋斗者奋斗者”号号 创造中国载人深潜新纪录创造中国载人深潜新纪录这一年,科学家们在上下求索的过程中点亮更广阔的世界,这一年,科学家们在上下
3、求索的过程中点亮更广阔的世界, 在追逐真理的道路上打开更崭新的天地。沧海横流显砥柱,随着科学的高度不断被刷新,在追逐真理的道路上打开更崭新的天地。沧海横流显砥柱,随着科学的高度不断被刷新, 一个更精彩的未来正展现在我们眼前。一个更精彩的未来正展现在我们眼前。 “天琴一号天琴一号”通过技术在轨验证通过技术在轨验证 每项技术指标均优于任务目标每项技术指标均优于任务目标 “天琴一号”卫星是我国“天琴”引力波探测计划的首颗技术验证卫星,其核心任务是验证 空间惯性基准技术,这是空间引力波探测技术体系中的核心技术之一,包括高精度惯性传 感、微牛级连续可调微推进和无拖曳控制三大关键技术,以及高精度激光干涉测
4、量技术、 高稳定度温度控制技术和高精度质心控制技术。 1 月 18 日,中国航天科技集团五院 502 所传来好消息,根据最新试验结果分析,“天 琴一号”卫星已成功完成无拖曳控制飞行验证。 据介绍,无拖曳控制是指抵消除引力外所有干扰卫星的力,包括太阳光压力、大气阻 力等,确保卫星处于“超静超稳”状态。无拖曳控制分为加速度模式与相对位移模式两类。由 于要时刻保证卫星不受到除引力之外的力的干扰,无拖曳控制从模型建立、算法设计到卫 星平台控制都面临较大挑战。 从飞行数据看,在加速度模式下,实施无拖曳控制后,“天琴一号”卫星外部干扰力对加 速度的影响降到了重力加速度的四亿分之一以下, 优于欧空局“GOC
5、E” (重力场与稳态海洋 环流探测)卫星的三亿分之一,比打哈欠给人带来的加速度还要小得多。“天琴一号”卫星无 拖曳控制技术在轨成功验证,表明我国向空间引力波探测迈出了坚实一步,但距离真正的 引力波探测应用还有一定距离。 5 月 21 日,我国空间引力波探测“天琴计划”首席科学家罗俊表示,经过多方评估,“天 琴一号”卫星六大技术在轨验证全部通过,每项技术指标均优于任务目标。 多阵列忆阻器存算一体系统问世多阵列忆阻器存算一体系统问世 打破算力瓶颈,满足复杂任务的高需求打破算力瓶颈,满足复杂任务的高需求 2 月,清华大学微电子所、北京未来芯片技术高精尖创新中心教授钱鹤、吴华强团队 与合作者宣布,成功
6、研发出全球首款多阵列忆阻器存算一体系统,其在处理卷积神经网络 时的能效比图形处理器芯片高两个数量级,在一定程度上突破了传统计算框架的限制,大 幅提升计算设备的算力,其功耗是传统芯片的 1%。相关成果发表于自然杂志上。 如何用计算存储一体化突破 AI 算力瓶颈,是近年来国内外的科研热点。寻找合适的硬 件,是提升算力的基础之一。该团队通过优化材料和器件结构,成功制备出高性能忆阻器 阵列。为解决器件非理想特性造成的系统识别准确率下降问题,他们提出一种新型的混合 训练算法,仅需用较少的图像样本训练神经网络,并通过微调最后一层网络的部分权重, 就可使存算一体架构在手写数字集上的识别准确率达到 96.19
7、%。 同时,团队还提出空间并行的机制,将相同卷积核编程到多组忆阻器阵列中,各组忆 阻器阵列可并行处理不同的卷积输入块,提高并行度来加速卷积计算。在此基础上,该团 队搭建了全硬件构成的完整存算一体系统,在系统里集成了多个忆阻器阵列,并在该系统 上高效运行了卷积神经网络算法,成功验证了图像识别功能,证明了存算一体架构全硬件 实现的可行性。 “基于忆阻器的新型存算一体架构,可以打破算力瓶颈,满足人工智能等复杂任务对计 算硬件的高需求。”团队成员、清华大学未来芯片技术高精尖创新中心教授吴华强说。 世界首个人类细胞图谱绘制成功世界首个人类细胞图谱绘制成功 实现人体细胞数字化实现人体细胞数字化 浙江大学医
8、学院郭国骥教授团队用自主研发的分析平台,绘制出人类首个细胞图谱。3 月 26 日,国际顶级期刊自然在线刊登了这项研究成果。 细胞是生命的基本单位。在过去,科学家主要利用显微镜和流式分析等技术,依靠若 干表型特征对自然界里不同物种的细胞进行分类和鉴定。单细胞测序技术的出现给这一传 统的细胞认知体系带来了革命性的变化。 研究团队对 60 种人体组织样品和 7 种细胞培养样品进行了高通量单细胞测序分析, 系 统性地绘制了跨越胚胎和成年两个时期、 涵盖八大系统的人类细胞图谱, 建立了 70 多万个 单细胞的转录组数据库,鉴定了人体 100 余种细胞大类和 800 余种细胞亚类,开发了单细 胞比对系统,
9、并搭建了人类细胞蓝图网站。 郭国骥介绍,这项工作概括地说就是人体细胞数字化。用数字矩阵描述每一个细胞的 特征,并对它们进行系统性分类。此外,还定义了许多以前未知的细胞种类,发现了一些 特殊的表达模式。通过人类细胞图谱,团队发现,多种成人的上皮、内皮和基质细胞也在 组织中扮演着免疫细胞的角色。 此外,通过跨时期、跨组织的细胞图谱分析,团队揭示了一个普适性的哺乳动物细胞 命运决定机制:干细胞和祖细胞的转录状态混杂且随机,而分化和成熟细胞的转录状态就 变得分明且稳定,也就是说,细胞分化经历了一个从混乱到有序的发展过程。 该研究首次从单细胞水平上全面分析了胚胎和成年时期的人体细胞种类,研究数据将 成为
10、探索细胞命运决定机制的资源宝库,也将对人体正常与疾病细胞状态的鉴定带来深远 影响。在未来,临床医生有望通过参照正常的细胞来鉴别异常的细胞状态和起源。 “天问一号天问一号”开启火星探测新征程开启火星探测新征程 一次完成一次完成“环绕、着陆、巡视探测环绕、着陆、巡视探测”三大目标三大目标 7 月 23 日,我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭成 功发射首次火星探测任务“天问一号”探测器, 火箭成功将探测器送入预定轨道, 开启火星探 测之旅,迈出了我国自主开展行星探测的第一步。 国际上对于火星的探测,起步于 20 世纪 60 年代。截至 2020 年 6 月底,人类已对火
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