力量传感器 1分钟快速了解，神奇生物传感器的秘密！

1分钟快速了解，神奇生物传感器的秘密！

（本文出自《知识就是力量》杂志2016年9月刊，作者：刘昶，原创作品，转载请注明出自知识就是力量微信公众号。）

大部分生物的传感器是基于神经元末梢结构研制的

生物传感器为何如此神奇？它有哪些秘密？这些神奇功能的背后，有何还未被人类认知的机理秘密。一旦站在了大自然的面前，人类的知识往往就显得渺小了。譬如，人类目前对材料学的探究，就还无法成功复制出一个类似狗鼻子性能的嗅觉传感器。

但是，生物传感器本身的结构很简单，大部分是基于神经元末梢结构研制的。而神经元是用来处理信号的，但是末端的神经元是由各种化学物质和物理结构构成，它们可以让神经元感知环境。生物和人类的传感和思维是紧密相连的。生物体进化过程中，“思维”就是信号处理的延续，而“感知”本身就是某种计算。如纤毛神经细胞（haircell）就是生物体传感器的基本构成元素。

现代电子学器件一般靠输出电压或频率信号工作。即便人类还无法理解神经元单元的输出信号，但神经元信号的基本工作原理已被人类掌握。其实，神经元信号是一系列的脉冲信号，可在人体内不受干扰的传递很远，但这在电子学里是无法实现的。神经元组织按照复杂的三维结构排列，人类目前也无法使用现代电子器件对其内部信号进行监测，且当前的任何检测手段（如神经元探针）都有可能破坏其组织，也无法达到很高的密度。

新媒体编辑：郑楠

原文编辑：房宁

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走进市场主体丨“大块头”有“大智慧”，感受我国工业重器的“智造”力量

新华社太原6月16日电 题：“大块头”有“大智慧”，感受我国工业重器的“智造”力量

新华社记者梁晓飞、王劲玉、张磊

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说起挖掘机，大家并不陌生。但挖掘机技术到底哪家强？恐怕真正知道的人并不多。

从履带到顶部高23.5米，有8层楼那么高；自重2000吨，零部件全部拆卸后要装40节火车皮；用来挖东西的巨大铲斗，足以容纳300人。这台世界上独一无二的巨无霸，就是由太原重型机械集团公司自行研发和制造的。

紧抓工业数智化浪潮，“重”字起家的太重集团加快改革创新，正在给这些“大块头”安装“智慧大脑”和“火眼金睛”，贴上“聪明”新标签。记者近日走进太重集团，实地感受工业重器的“智造”力量。

“大块头”有了“大智慧”

不论是上千吨重的挖掘机、起重机，还是叶轮直径超过180米的风电机组、驰向世界的高铁轮对……作为我国基础工业的基础，重型机械的重要性不言而喻。

1950年民族工业百废待兴之际，中央投资七亿五千万斤小米，在山西太原设计建造了新中国第一个重型机械厂。70多年来，太重集团已创造出500多项中国和世界第一，是我国最大的起重设备生产基地、最大的挖掘设备生产基地、最大的航天发射装置生产基地等。

太重远程操作智能化挖掘机交付现场，基于5G网络，操作人员可以精准操控数十公里之外的挖掘机现场作业。

走进钢铁丛林般的装备厂房，工业重器的磅礴力量扑面而来。近两年来，越来越多的“大块头”，有了“大智慧”。

在位于内蒙古霍林郭勒的南露天煤矿，干净明亮的远程驾驶室内，6块高清屏幕上实时显示着煤矿开采场景，采掘司机王永胜缓缓推动手柄，数公里外的一台大型挖掘机挖煤、装车，半分钟就能完成一次采掘循环。20多米高的“巨无霸”，在屏幕里显得轻巧灵动。

远程“一键挖煤”，让露天煤矿采掘司机告别了尘土漫天的工作环境，从“黑领”变成“白领”。太重集团技术中心矿山所副所长岳海峰说，目前太重集团研发的5G智能挖掘机已在3座煤矿落地，手头的订单超过10台。

类似的变化也发生在焦化、钢铁等行业。一个月前，太重集团研发生产的智能焦化设备在晋南钢铁集团正式投用，实现了“一键炼焦”。推焦车司机王芬芬说，原来的驾驶室温度接近40摄氏度，靠两台空调吹着才勉强坐得住。智能焦炉设备投运后，她坐在集控中心的操作室里，手指轻轻一点，就能自动完成装煤、推焦、拦焦、接焦、熄焦全部工序。

“从注重硬件到软硬兼修，通过集成最先进的传感器和智能决策系统，成百上千吨重的大型机械‘活’了起来，不仅能为用户提供更便利的服务，还能从海量数据中优化设备。”太重集团技术中心智能化所所长王鸿儒说。

把核心技术握在手里

太重集团担当着制造强国的历史使命，曾创造辉煌，也曾经历苦难。

“2004年以前，我们和一家国外公司合作生产20立方米以上的大型挖掘机，但在长达20年的合作期内，我们干了80%以上的活儿，只分到20%的钱，从最初的合作伙伴逐渐演变成了对方的打工仔，原因就是没有掌握核心技术。”岳海峰说。

从10立方米挖掘机问世到20立方米挖掘机诞生，太重人经历了漫长的24年时间。掌握超大型挖掘机的核心技术后，短短几年，太重挖掘机就完成了从20立方米到75立方米的跨越。如今，太重集团是全球仅有的三家大型挖掘机制造商之一，凭借设备耐用、出力大的特点，近两年国内市场占有率几乎100%。

图为太重集团轨道车轴产品，目前太重集团已具备生产全球任何标准的轮轴产品的能力。

五六年前，太重集团的火车轮对产品一度遭遇市场下滑。前几年管理上出现的一些问题，也曾将这家国有企业逼入急需脱困求生的境地。

低谷时期，太重集团刀刃向内，苦练内功，不断打破国外技术垄断，紧抓“一带一路”建设机遇，拿到了一张张高铁核心部件供应商的入场券。如今，太重集团不到一分钟生产一片车轮，产品远销全球60多个国家和地区，出口占比超过50%。今年以来，太重轮轴产品出口大幅增长，前5个月出口额同比增长2.5倍。

攻关核心技术，把发展的主动权牢牢掌握在自己手里，成为太重集团一次次转型新生、重回世界制造业舞台中央的制胜法宝。

在创新的赛道上不断超越

“挖掘机规模从小到大，绝不是简单放大。”岳海峰说，10立方米挖掘机重500吨，如果等比例放大，70立方米的挖掘机重量就将达到3500吨，这会导致设备过重，影响实用性。而实际产品比这一数值轻了2000吨，这意味着技术人员要对1万多个零部件逐一优化升级。

“以我们攻克的控制系统为例，改用交流变频技术后，挖一吨煤只消耗0.18度电，成本降至柴油挖掘机的七分之一。”岳海峰说，进入智能化时代，接下来要攻克智能重型装备的连续作业以及多设备协同问题。

在太重集团起重机分公司车间，550吨铸造起重机正在进行装配作业。

创新永远是企业的生命。太重集团党委书记、董事长韩珍堂说，要把创新当使命，视创新如生命，抓创新像拼命，在充分做好前端市场调研、技术可行性研究的制度规则下，有计划、颠覆性地创新。

聚焦“卡脖子”和上下游产业链等关键技术，太重集团依托国家重点实验室及产学研合作平台，实行“揭榜挂帅”、研发投入绩效评价、发明成果权益分享等机制制度，创新共享用工模式，推动企业研发投入强度稳步增长。

科技创新促进效益提升。尽管受到疫情影响，去年太重集团的经营业绩依然是近几年最好的一年；今年一季度营业收入较去年同期继续增长，利润总额增长接近两成，高质量发展稳步推进。

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