这些“黑科技”,带你认识不一样的南京

2019年06月20日 10:18:16 | 来源:我苏网

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  将于今年6月26日开幕的“中国南京创新周”近日频频刷爆全球主流媒体“朋友圈”。这一被誉为打造升级版VIVA TECH,促进世界级科技成果汇聚落地的盛会将向世界展示顶级“黑科技”。

  大街上的扫地机器人、远程驾驶的汽车60s识别、创作的AI艺术家功能强大的人脸识别……在南京,“黑科技”还有哪些可能?小编带您抢鲜领略。

  不戴眼镜,医生看“3D”做手术


(医生利用3D裸眼技术做手术的场景。)

  去电影院看“3D”大片要佩戴“3D”眼镜,在手术室医生可裸眼看“3D”做手术!南京市建邺区高新区即将在2019南京创新周展出的“黑科技”——“裸眼3D”胸腔镜显示系统,让医生在手术时无需佩戴眼镜,“裸眼”就能完成胸腔镜手术。

  胸腔镜手术如何实现“裸眼”?“该技术的关键在于显示屏的‘呈像’算法和医生手术帽上的红外线跟踪器。”AME出版集团华东区负责人赵宝龙介绍,胸腔镜在人体内部采集图像后传输到显示器,显示设备通过优化算法呈现高精度的图像。更重要的是,医生的手术帽上安装了一枚一元硬币大小的红外线跟踪器,可以使显示设备“捕捉”到医生双眼的位置,从而拍摄医生所关注到的对象,再把图像传输到显示器。医生在距离显示器1.5米至2.5米范围内移动时,双眼都能接收到高精度的3D效果。

  “呈像”系统在胸腔镜手术中至关重要。上个世纪,2D腔镜被誉为外科界的重大突破,外科医生无需通过大切口开展手术,只需在人体表面作1-2厘米的小切口,通过放入患者胸腔的内窥镜,便可边看“电视”边完成手术;几年前,3D高清视频技术运用到胸腔镜手术后,医生佩戴辅助3D眼镜,就能在3D电视上看到立体效果的手术画面,如同在电影院看“3D电影”;现在,这套最新的“裸眼3D”胸腔镜显示系统,让医生无需戴眼镜,也能在手术室看“3D”大片。

  这项技术的“含金量”在哪儿?赵宝龙介绍,光线经过偏光镜后,亮度会衰减50%,术者佩戴3D眼镜会感觉视野偏暗,而一台胸腔镜手术往往会持续四五个小时,极易造成视觉疲劳,增加医生判断风险。“裸眼3D”技术避免了各种不适,外科医生做手术更加容易,也增进了精准度。临床数据显示,使用“裸眼3D”胸腔镜显示系统,可以使手术时间平均缩短40%。

  据介绍,“裸眼3D”胸腔镜显示系统为我国原创、世界首创技术,已申请发明专利17项,其中已通过9项,该技术已在广东数家医院开展临床应用,江苏省中医院也于近日引进,作为我省首台此类设备。AME出版集团已与建邺区达成初步协议,将把华东总部落在建邺区,立足南京向全省和长三角区域推广“裸眼3D”技术。截至目前,建邺区已确定的创新周参展黑科技项目32个。

  仿生壁虎机器人爬墙就像走平地


(壁虎机器人)

  这只壁虎机器人可以自由在墙上爬行。人不可能完成的任务可以让“壁虎”来完成。位于溧水区的南京溧航仿生产业研究院研发出的仿生壁虎机器人,未来可代替人类执行幕墙清洗、灾难搜救、探险、地下管道检测等“高难度”的任务。

  这个长得很像壁虎的机器人通体由白色铝合金组成,长150毫米(不连尾巴),宽50毫米左右,而且在不包含电池的状况下的重量只有半斤重。不光和真壁虎一样有“四肢”,还有一条同样为铝合金材质的长尾巴。“大壁虎”采用的是可充电的锂电池来提供电源,通过芯片进行控制。目前可以实现在垂直90度平面上爬行。

  为何这只“壁虎”能够吸附在墙上并且实现无障碍爬行?南航机电学院教授、江苏省仿生功能材料重点实验室主任、南航仿生结构与材料防护研究所所长戴振东进行了揭秘。原来,壁虎能牢牢吸附在墙壁上的本质是依据“范德华力”(分子间作用力,其实质是一种电性的吸引力)实现的。它的脚上有50万根细毛,粗细从几μ到几十纳米不等,只相当于头发直径的千分之一。

  为了能让仿壁虎机器人也逐渐向这样的“无障碍”爬行目标“看齐”,戴振东和他的团队曾经尝试了不下十种方法来做“毛”,最终成功仿照刚毛吸附原理,通过特殊材质成功让仿壁虎机器人牢牢“吸”在了垂直墙面上。

  戴振东介绍,仿生壁虎机器人将来的推广范围非常广泛。“比方说像反恐侦查,人质被扣押在一个密闭的空间里,外人无法进去的时候,我们的仿壁虎机器人就能派上大用场。”“大壁虎”可以背着摄像机“潜”入密闭空间,拍摄下人质所在位置的画面,从而给狙击手提供第一手的及时信息,帮助狙击手准确找准位置。

  除此以外,仿生壁虎机器人在地震搜救的过程中也能发挥巨大作用。“像一些地震救援队无法找到的领域,仿壁虎机器人凭借着小巧的优势能轻易找到并及时通报。”戴振东对于壁虎机器人的未来充满期待。

  “我们将来最大的希望自然是仿壁虎机器人能实现倒挂180度爬行,并且成为真正的‘全方位无障碍’,当然,实现这个目标我们还有很长的路要走。”戴振东说。

  十年磨一剑,操作系统国产化


(搭载“翼辉SylixOS”操作系统的无人机。)

  如果把芯片比喻为电子工业设备的“心”,那么驱动芯片的嵌入式操作系统则被称为象征中枢神经的“魂”。南京企业翼辉信息开发的一款国产大型实时操作系统,打破了我国电子信息行业有“芯”无“魂”的历史。

  “嵌入式操作系统无处不在,各类工业设备的芯片上都会用到,它就好比个人电脑上的Windows系统或者手机上的安卓系统,可以让设备‘跑’起来。相对于后者,它的实时性要求更高。”近日,“2019南京创新周媒体行”来到位于雨花台高新区云密城的翼辉信息,公司研发总监李孝成用一个形象的比拟,对这个“无形”的操作系统进行了科普:嵌入式操作系统是为特定应用而设计的专用计算机系统,大到宇宙飞船,小到各种家电,其内部都“嵌入”了这样的底层软件系统。近年来,虽然我国国产芯片屡有突破,但是国产嵌入式操作系统一直发展滞后,很多国产操作系统也都是基于国外开源系统改造而来。

  翼辉SylixOS操作系统“十年磨一剑”,从源头改变了这一局面。2005年,创始人韩辉带领几位大学生爱好者开始研发这套系统,累计写下百万行内核源代码。

  2015年底,国家工信部出具源代码扫描评估报告,认证“翼辉SylixOS”操作系统内核自主率达到100%,为国内唯一一个内核完全自主原创的大型实时操作系统。这套系统还被写成普通高校“十三五”规划教材,成为大学生实践经典。

  “系统的特点是小而巧,可跨平台支持8种处理器架构。更重要的是,国产自主还意味着高度安全性。”李孝成介绍,使用国外操作系统的设备在面临病毒攻击时往往处于被动地位,自主操作系统则能及时发现漏洞并制止,确保网络安全,改变我国基础软件领域这一受制于人的“卡脖子”难题。

  据介绍,“翼辉SylixOS”早期应用在国防军工、航空航天等多个领域,比如公开报道中的中国航天科工“海鹰翼辉”国产导弹操作系统,部分商业卫星、舰船等。

  2016年,翼辉信息落户南京,定位于向多个民用行业融合发展的总部。目前,该公司合作企业已达数百家,涉及医疗、公交、电力、轨道交通、汽车制造等行业。“翼辉SylixOS”操作系统正在多个领域掀起一股国产替代潮:在列车运行控制方面,公司与中国通号集团已达成战略合作;国内工业机器人出货量最大的企业埃夫特,早在两年前已开始搭载这套系统;在电力方面,翼辉信息参与承担“核高基”国家科技重大专项“电力控制系统定制与应用”分课题任务,目前已取得关键性突破。

  “从早期的跟随者到并跑者,现在我们已经来到无人区,走出一条没人走过的道路。”李孝成说。去年,公司与倪光南院士、北京交通大学刘峰教授团队,中国(南京)软件谷等联合成立新型研发机构南京自主操作系统研究院,研究院依托南京软件产业基础和科教人才优势,重点研发高铁等轨道交通控制系统和设备的全国产业化平台,未来将联合芯片设计制造和行业应用等上下游企业,打造全新生态,在南京形成产业集群,填补国产操作系统及整个产业体系的空白。

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