产业观察

科普园地丨远古石松植物如何“挺过”大灭绝

科普园地丨远古石松植物如何“挺过”大灭绝

地球曾像一个巨大高压锅,温度飙升、空气污浊,绝大多数生命惨遭灭顶之灾。约2.52亿年前,二叠纪—三叠纪之交,地球就经历了这样一场大灭绝。当时,大规模的火山喷发引发全球灾难性变暖、二氧化碳浓度急剧上升、海洋缺氧与酸化,导致陆地植被面貌彻底改变:曾经郁郁葱葱的森林大片消失,取而代之的是一片片结构简单、种类贫乏的植物群落,其中以石松类植物为主导。研究图示。图片来源:《自然·生态与演化》这些不起眼的远古植物,如何在如此严酷的环境中存活下来?最近,《自然·生态与演化》上发表的一项研究,为我们揭开了它们的生存秘密。英国利兹大学地球与环境学院和中国地质大学科学家仔细分析了中国西南部地区的285件石松类植物化石,并结合文献记载的200件化石资料,将它们与现存及化石近亲进行对比。结果发现,这些二叠纪—三叠纪的石松类植物,与今天一种非常小巧、常生活在水边或湿地的植物——水韭,有着密切的亲缘关系。这些远古石松的碳同位素特征显示,它们与周围其他植物不同,碳元素组成相对“富集”。这种模式与现代水韭的观测结果相似,暗示它们很可能采用了一种特殊的生存策略:在环境压力下,转而进行一种更为灵活、节水能力更强的光合作用途径——景天酸代谢(CAM)。CAM就像植物在极端环境下的节能生存模式,白天关闭气孔减少水分流失,夜晚再吸收二氧化碳进行转化。这种“机智”的代谢调整,很可能帮助它们在早三叠世的严酷环境中挺了过来。气候模拟结果显示,这些石松类植物生活的地区,日间最高气温经常突破40℃,某些局部地表温度甚至可能飙升至惊人的65℃。这项研究提示我们,依靠CAM光合作用的能力,可能是这些石松类植物耐受极端高温与高二氧化碳浓度的关键秘籍。如今,CAM途径在多种被子植物中仍十分常见,且在演化历史上曾多次独立出现,凸显了它是植物应对极端环境的一项重要“柔性适应机制”。当然,科学家也谨慎指出,由于该时期的化石记录并不完整,并非所有植物类群都便于直接比较,因此结论仍存在一定的不确定性。但这项研究无疑打开了一扇窗:透过2.5亿年前的植物生存智慧,我们或许能获得启发,进一步理解在当今全球变暖的背景下,陆地生态系统可能经历的变迁与未来的适应潜力。
科普园地丨远古石松植物如何“挺过”大灭绝

科普园地丨远古石松植物如何“挺过”大灭绝

地球曾像一个巨大高压锅,温度飙升、空气污浊,绝大多数生命惨遭灭顶之灾。约2.52亿年前,二叠纪—三叠纪之交,地球就经历了这样一场大灭绝。当时,大规模的火山喷发引发全球灾难性变暖、二氧化碳浓度急剧上升、海洋缺氧与酸化,导致陆地植被面貌彻底改变:曾经郁郁葱葱的森林大片消失,取而代之的是一片片结构简单、种类贫乏的植物群落,其中以石松类植物为主导。研究图示。图片来源:《自然·生态与演化》这些不起眼的远古植物,如何在如此严酷的环境中存活下来?最近,《自然·生态与演化》上发表的一项研究,为我们揭开了它们的生存秘密。英国利兹大学地球与环境学院和中国地质大学科学家仔细分析了中国西南部地区的285件石松类植物化石,并结合文献记载的200件化石资料,将它们与现存及化石近亲进行对比。结果发现,这些二叠纪—三叠纪的石松类植物,与今天一种非常小巧、常生活在水边或湿地的植物——水韭,有着密切的亲缘关系。这些远古石松的碳同位素特征显示,它们与周围其他植物不同,碳元素组成相对“富集”。这种模式与现代水韭的观测结果相似,暗示它们很可能采用了一种特殊的生存策略:在环境压力下,转而进行一种更为灵活、节水能力更强的光合作用途径——景天酸代谢(CAM)。CAM就像植物在极端环境下的节能生存模式,白天关闭气孔减少水分流失,夜晚再吸收二氧化碳进行转化。这种“机智”的代谢调整,很可能帮助它们在早三叠世的严酷环境中挺了过来。气候模拟结果显示,这些石松类植物生活的地区,日间最高气温经常突破40℃,某些局部地表温度甚至可能飙升至惊人的65℃。这项研究提示我们,依靠CAM光合作用的能力,可能是这些石松类植物耐受极端高温与高二氧化碳浓度的关键秘籍。如今,CAM途径在多种被子植物中仍十分常见,且在演化历史上曾多次独立出现,凸显了它是植物应对极端环境的一项重要“柔性适应机制”。当然,科学家也谨慎指出,由于该时期的化石记录并不完整,并非所有植物类群都便于直接比较,因此结论仍存在一定的不确定性。但这项研究无疑打开了一扇窗:透过2.5亿年前的植物生存智慧,我们或许能获得启发,进一步理解在当今全球变暖的背景下,陆地生态系统可能经历的变迁与未来的适应潜力。
新引擎发力:一季度高技术产业投资增长7.4%,AI算力成增长主动力

新引擎发力:一季度高技术产业投资增长7.4%,AI算力成增长主动力

国家统计局日前发布的最新数据显示,今年一季度,全国固定资产投资同比增长1.7%,实现由负转正。其中,新兴产业投资表现亮眼,成为拉动增长的新引擎——高技术产业投资同比增长7.4%,增速比全部投资高出5.7个百分点,彰显出新质生产力的强劲动能。AI与算力:投资热潮引爆全产业链在政策引导、技术突破与市场需求的多重驱动下,以人工智能、算力基础设施为代表的新兴领域正成为资本聚焦的“高地”。不久前,广州移动、广州联通、云下科技、连云大数据等4个算力项目在广州市集体开工,总投资达48.39亿元,建成后将新增智算规模超4万P(1P约等于每秒1000万亿次浮点运算),标志着广州实现单体“万卡万P”智算中心建设零的突破。“今年是‘十五五’的开局之年,也是AI推理的爆发元年。”广东云下汇金科技有限公司董事长孙伟宏对《经济参考报》记者表示,云下科技正全面升级广州智能算力中心,并搭建国产算力平台,重点服务具身智能、低空经济、自动驾驶等新兴产业。这一趋势在资本层面得到印证。国家信息中心高频数据显示,一季度,与算力基础设施及软硬件开发相关的项目中标金额同比增长4.7%;人工智能、人形机器人等前沿领域的投资事件金额同比激增45.5%。大厂加码:运营商与科技巨头纷纷“押注”企业层面,三大运营商持续加码算力与AI投资。中国移动预计2026年在算力网络方面的资本开支达378亿元,同比增长62.4%;智能网络投资预计为89亿元,增长19.8%。中国电信计划2026年在算力基础设施投资255亿元,同比增长26%,占总投资比重升至35%。中国联通的算力投资占比也超过35%。科技巨头同样动作频频。孙伟宏透露,阿里、腾讯、字节跳动等国内大厂未来三年在AI算力领域的资本开支预计将达到数千亿元规模。这一判断背后,是AI大模型规模化落地、智能体应用普及带来的需求激增——字节跳动数据显示,Token(词元)日均调用量已突破140万亿,净增200%。市场供需两旺,产业链全面受益人工智能与算力投资的快速增长,正对全产业链形成显著拉动。以城地香江公司为例,其全资子公司近日中标中国移动呼和浩特数据中心项目,今年一季度已连续斩获多家运营商大单。“高技术产业市场供需两旺,内生投资动能强劲。”东方金诚首席宏观分析师王青指出,年初以来,芯片(集成电路)、工业机器人等产品产量保持两位数增长,价格坚挺甚至上涨,反映需求旺盛。1—2月,高技术制造业以不到20%的增加值占比,贡献了51.8%的规上工业企业利润,展现出强大的盈利与扩张能力。粤开证券首席经济学家罗志恒认为,新兴领域投资具有“链长、面广、乘数高”的特点,既能短期拉动设备采购与基建投资,又能在中长期持续释放应用红利,形成“投资-产能-应用”的循环放大效应。希鸥网观察认为,当前新兴领域投资的快速增长,是政策、技术、需求与资本共振的结果,正成为稳投资、稳增长的关键力量。展望未来:政策助力,增长空间可期随着8000亿元新型政策性金融工具等资金陆续投放,部分资金将定向支持新兴领域投资。希鸥网观察分析,后续高技术产业投资增速仍有上行空间,有望持续为经济高质量发展注入强劲动力。(本稿件整理自网络公开报道,将同步发布希鸥网、创新日报、锐CEO网、NasdaqLtd观察网、斯贝瑞品牌资讯、AI联播等网站,编辑:张多金,微信号:meisceo29,写稿、投稿咨询联系我。)
创新故事丨捕捉迁飞害虫魅影——高分辨率旋转极化垂直昆虫雷达研发记

创新故事丨捕捉迁飞害虫魅影——高分辨率旋转极化垂直昆虫雷达研发记

9.3万亿!这是每年夜间穿越我国东部地区上空迁飞昆虫的数量。它们趁着夜色在高空悄悄迁移,像一支看不见的“空中军团”,来无影去无踪,却严重威胁着我国粮食安全。农业农村部公布的11种一类害虫中,有8种是迁飞害虫,其中6种是夜间高空风载迁飞害虫。稻飞虱、草地贪夜蛾、棉铃虫……这些看似微小的虫子,每年可造成我国粮食损失超2000万吨。要想防治这些害虫,就得先精准测报虫情。此前,世界上仅少数国家拥有自动运行的垂直昆虫雷达。我国夜间高空风载迁飞害虫的监测,长期处于“看不清、追不着、测不准”的被动局面。从2006年到2026年,河南省农业科学院植物保护研究所所长封洪强带领研发团队,历时20年,先后攻克盲区、识别、标定等一系列难关,研制出全球领先的高分辨率旋转极化垂直昆虫雷达。亚洲首个高分辨率旋转极化垂直昆虫雷达。受访者供图传统昆虫雷达是“远视眼”,天生有个“缺陷”——近距离盲区。“发射与接收共用一个天线,导致雷达系统必然存在盲区。就像人的眼睛看不清紧贴鼻尖的东西一样,雷达也无法探测离天线太近的目标。”封洪强告诉科技日报记者,这一盲区大约在150米。这意味着,所有在150米以下低空活动的昆虫,雷达都“看”不到。但封洪强在长期观测中发现,盲区的“边缘”并非一片死寂——那些被噪声淹没的微弱信号中,依然藏有昆虫的踪迹。他分析判断,如果能从噪声中“捞出”有效信号,盲区一定能大大压缩。解决问题的关键在于噪声阈值的设定。传统昆虫雷达采用“固定阈值法”——设置一个固定的噪声水平,高于它算目标,低于它当噪声丢掉。但昆虫有大有小,背景噪声也会随环境变化而变化。阈值设低了,噪声会被误判为目标,导致“草木皆兵”;阈值设高了,真实目标又会被过滤掉,致使“一叶障目”。如何科学地设定噪声阈值?封洪强一时没有找到答案。转机出现在一次国际合作交流中。在与瑞典隆德大学激光雷达专家交流时,封洪强发现对方采用一种“动态阈值”方法,消除了昆虫体形大小对振翅频率计算的影响。“激光雷达能这么做,昆虫雷达为什么不能?”一个大胆的设想在他脑中浮现。围绕这一设想,研发团队开始密集攻关。他们创造性设计出一套“动态噪声阈值”算法。这种算法不再用一个固定值“一刀切”,而是实时计算每1.875米高度层的独立噪声基线,再根据不同高度、不同时段的噪声水平动态调整阈值,精准过滤干扰,从“噪声海洋”中锁定每一只昆虫信号。原理看似简单,落地绝非易事。为了验证算法稳定性,团队在试验基地连续驻守3年,不分昼夜采集数据。盛夏的雷达站,白天温度高达40℃,仪器发烫,他们汗流浃背;夜晚蚊虫叮咬,他们浑身是包,刺痒难忍仍紧盯屏幕记录参数。无数次失败、无数次调试,终于迎来曙光——当70米低空迁飞昆虫信号第一次清晰呈现在屏幕上时,团队成员激动得彻夜未眠。“这意味着,那些危险的低空迁飞害虫,再也逃不过雷达的‘眼睛’!”封洪强说。这一突破,让我国昆虫雷达的低空监测能力跃居全球首位,为精准预警迁飞昆虫筑牢了第一道防线。盲区被成功压缩,但如何在高密度信号中精准分辨昆虫,又成为新的难点。传统垂直雷达的数字化精度仅为50米甚至75米,在这样的分辨率下,当多只昆虫同时出现在一个采样空间内,雷达只能“记录”回波最强的那个信号,其他目标则被忽略。为了提高分辨率,研发团队考虑将数字化精度同步提升至1.875米。这意味着雷达“视力”将更好,但也带来新的麻烦:一只昆虫穿过雷达波束时,会被反复测量十几次,产生大量重复数据。如何快速识别哪些数据来自同一只昆虫,成为数据处理的关键。处理不好,数据量会暴增十几倍,运算资源将被大量浪费,整个监测系统都有可能陷入瘫痪。“如果把每个昆虫回波信号比作平原上突起的一个个小山包,”封洪强向团队描述这个问题时,用了一个形象的比喻,“我们要做的,就是把这些小山包一个一个准确地找出来。”彼时,国际上还没有现成的方法可以借鉴。就在团队一筹莫展之际,刚从国外留学归来的科研助理田果带来了全新思路。曾做过从视频中提取汽车目标的他突发奇想:“能不能把雷达信号转换成图片,像提取汽车图像那样提取昆虫目标?”一个全新的方案由此诞生。团队反复研究后,将提取过程简化为“三步法”:首先确定噪声阈值;然后将信号转换为二值位图——高于噪声点显示为白色,反之显示为黑色;最后借助计算机视觉系统,快速、准确、完整地捕捉到每一只昆虫的信号。看似简单的三步,背后是数万次代码调试和数据验证。为了让算法适配不同昆虫、不同高度、不同天气的信号特征,团队把多年积累的数百万条雷达数据全部“喂”给算法,逐条比对、反复优化。“有时为了修正一个微小的识别误差,大家连续几天几夜泡在实验室,饿了吃泡面,困了在椅子上眯一会儿。”田果回忆。水滴石穿,终获突破。实测显示,三步识别法不仅将流程简化70%、处理效率提升超10倍,还能精准区分重叠昆虫、剔除重复数据,实现全目标识别。而此时,澳大利亚相关团队仍在使用繁琐的“十步法”。当他们得知中国研发出更高效的识别方法时,不禁惊叹:“没想到你们用如此简洁的方法,巧妙地解决了困扰我们多年的难题!”要让雷达测得准、测得稳,一套科学可靠的标定体系必不可少。“就像天平需要标准砝码来校准一样,每一部雷达投入使用前都须经过严格的标定。在国外,这项工作需要建设专门的标定设施,不仅造价高达上千万元,而且雷达每次维修后都需运回标定场地重新标定,成本高昂。”团队成员黄博告诉记者。面对这个难题,研发团队选择了一条完全不同的道路——用“自然”来校准雷达。“我们采用的方案是一套涵盖高度、质量、速率的‘组合拳’。”封洪强说。为了精准标定测量高度,团队使用多旋翼无人机悬停在雷达上方200米高空,同步启动雷达实时采集模式,通过比对雷达测量高度与激光测距仪测得的无人机实际高度,开发出适应不同硬件的高度校正算法,有效解决雷达的高度探测误差难题。
创新故事丨捕捉迁飞害虫魅影——高分辨率旋转极化垂直昆虫雷达研发记

创新故事丨捕捉迁飞害虫魅影——高分辨率旋转极化垂直昆虫雷达研发记

9.3万亿!这是每年夜间穿越我国东部地区上空迁飞昆虫的数量。它们趁着夜色在高空悄悄迁移,像一支看不见的“空中军团”,来无影去无踪,却严重威胁着我国粮食安全。农业农村部公布的11种一类害虫中,有8种是迁飞害虫,其中6种是夜间高空风载迁飞害虫。稻飞虱、草地贪夜蛾、棉铃虫……这些看似微小的虫子,每年可造成我国粮食损失超2000万吨。要想防治这些害虫,就得先精准测报虫情。此前,世界上仅少数国家拥有自动运行的垂直昆虫雷达。我国夜间高空风载迁飞害虫的监测,长期处于“看不清、追不着、测不准”的被动局面。从2006年到2026年,河南省农业科学院植物保护研究所所长封洪强带领研发团队,历时20年,先后攻克盲区、识别、标定等一系列难关,研制出全球领先的高分辨率旋转极化垂直昆虫雷达。亚洲首个高分辨率旋转极化垂直昆虫雷达。受访者供图传统昆虫雷达是“远视眼”,天生有个“缺陷”——近距离盲区。“发射与接收共用一个天线,导致雷达系统必然存在盲区。就像人的眼睛看不清紧贴鼻尖的东西一样,雷达也无法探测离天线太近的目标。”封洪强告诉科技日报记者,这一盲区大约在150米。这意味着,所有在150米以下低空活动的昆虫,雷达都“看”不到。但封洪强在长期观测中发现,盲区的“边缘”并非一片死寂——那些被噪声淹没的微弱信号中,依然藏有昆虫的踪迹。他分析判断,如果能从噪声中“捞出”有效信号,盲区一定能大大压缩。解决问题的关键在于噪声阈值的设定。传统昆虫雷达采用“固定阈值法”——设置一个固定的噪声水平,高于它算目标,低于它当噪声丢掉。但昆虫有大有小,背景噪声也会随环境变化而变化。阈值设低了,噪声会被误判为目标,导致“草木皆兵”;阈值设高了,真实目标又会被过滤掉,致使“一叶障目”。如何科学地设定噪声阈值?封洪强一时没有找到答案。转机出现在一次国际合作交流中。在与瑞典隆德大学激光雷达专家交流时,封洪强发现对方采用一种“动态阈值”方法,消除了昆虫体形大小对振翅频率计算的影响。“激光雷达能这么做,昆虫雷达为什么不能?”一个大胆的设想在他脑中浮现。围绕这一设想,研发团队开始密集攻关。他们创造性设计出一套“动态噪声阈值”算法。这种算法不再用一个固定值“一刀切”,而是实时计算每1.875米高度层的独立噪声基线,再根据不同高度、不同时段的噪声水平动态调整阈值,精准过滤干扰,从“噪声海洋”中锁定每一只昆虫信号。原理看似简单,落地绝非易事。为了验证算法稳定性,团队在试验基地连续驻守3年,不分昼夜采集数据。盛夏的雷达站,白天温度高达40℃,仪器发烫,他们汗流浃背;夜晚蚊虫叮咬,他们浑身是包,刺痒难忍仍紧盯屏幕记录参数。无数次失败、无数次调试,终于迎来曙光——当70米低空迁飞昆虫信号第一次清晰呈现在屏幕上时,团队成员激动得彻夜未眠。“这意味着,那些危险的低空迁飞害虫,再也逃不过雷达的‘眼睛’!”封洪强说。这一突破,让我国昆虫雷达的低空监测能力跃居全球首位,为精准预警迁飞昆虫筑牢了第一道防线。盲区被成功压缩,但如何在高密度信号中精准分辨昆虫,又成为新的难点。传统垂直雷达的数字化精度仅为50米甚至75米,在这样的分辨率下,当多只昆虫同时出现在一个采样空间内,雷达只能“记录”回波最强的那个信号,其他目标则被忽略。为了提高分辨率,研发团队考虑将数字化精度同步提升至1.875米。这意味着雷达“视力”将更好,但也带来新的麻烦:一只昆虫穿过雷达波束时,会被反复测量十几次,产生大量重复数据。如何快速识别哪些数据来自同一只昆虫,成为数据处理的关键。处理不好,数据量会暴增十几倍,运算资源将被大量浪费,整个监测系统都有可能陷入瘫痪。“如果把每个昆虫回波信号比作平原上突起的一个个小山包,”封洪强向团队描述这个问题时,用了一个形象的比喻,“我们要做的,就是把这些小山包一个一个准确地找出来。”彼时,国际上还没有现成的方法可以借鉴。就在团队一筹莫展之际,刚从国外留学归来的科研助理田果带来了全新思路。曾做过从视频中提取汽车目标的他突发奇想:“能不能把雷达信号转换成图片,像提取汽车图像那样提取昆虫目标?”一个全新的方案由此诞生。团队反复研究后,将提取过程简化为“三步法”:首先确定噪声阈值;然后将信号转换为二值位图——高于噪声点显示为白色,反之显示为黑色;最后借助计算机视觉系统,快速、准确、完整地捕捉到每一只昆虫的信号。看似简单的三步,背后是数万次代码调试和数据验证。为了让算法适配不同昆虫、不同高度、不同天气的信号特征,团队把多年积累的数百万条雷达数据全部“喂”给算法,逐条比对、反复优化。“有时为了修正一个微小的识别误差,大家连续几天几夜泡在实验室,饿了吃泡面,困了在椅子上眯一会儿。”田果回忆。水滴石穿,终获突破。实测显示,三步识别法不仅将流程简化70%、处理效率提升超10倍,还能精准区分重叠昆虫、剔除重复数据,实现全目标识别。而此时,澳大利亚相关团队仍在使用繁琐的“十步法”。当他们得知中国研发出更高效的识别方法时,不禁惊叹:“没想到你们用如此简洁的方法,巧妙地解决了困扰我们多年的难题!”要让雷达测得准、测得稳,一套科学可靠的标定体系必不可少。“就像天平需要标准砝码来校准一样,每一部雷达投入使用前都须经过严格的标定。在国外,这项工作需要建设专门的标定设施,不仅造价高达上千万元,而且雷达每次维修后都需运回标定场地重新标定,成本高昂。”团队成员黄博告诉记者。面对这个难题,研发团队选择了一条完全不同的道路——用“自然”来校准雷达。“我们采用的方案是一套涵盖高度、质量、速率的‘组合拳’。”封洪强说。为了精准标定测量高度,团队使用多旋翼无人机悬停在雷达上方200米高空,同步启动雷达实时采集模式,通过比对雷达测量高度与激光测距仪测得的无人机实际高度,开发出适应不同硬件的高度校正算法,有效解决雷达的高度探测误差难题。
“十五五”开局·创新看点丨物理引擎推动AI从仿真走进现实

“十五五”开局·创新看点丨物理引擎推动AI从仿真走进现实

在飞捷科思智能科技(上海)有限公司的演示大厅,大屏幕上滚动播放着一个看似简单却意义非凡的视频:一个机器人不断尝试向篮筐中投送篮球,从最初毫无方向感地胡乱投篮,到逐渐调整姿态与力度,最终稳稳地将篮球送入篮筐中。对于人类篮球运动员来说,这是举手之劳;对于机器人而言,这曾是横亘在虚拟与现实之间的一道天堑。让机器人掌握“投篮”技能的硬核支撑,是我国首个可微分物理仿真引擎Fysics。该引擎的诞生,标志着我国实现物理AI底层核心技术的自主突破,在全球竞争中占据重要一席。“十五五”规划纲要明确强化战略前沿领域科技布局,提出实施人工智能等科技战略部署,加快突破基础理论和底层技术,促进转化应用。“AI下半场,是一场关于物理世界认知的竞赛。”复旦大学智能机器人与先进制造创新学院副院长、飞捷科思创始人张立华表示,未来3—5年,飞捷科思将打造“国产算力+自主引擎+开源生态”的完整链条,推动物理AI加速走向产业化。核心突破:从“只算结果”升级为“自主纠错”当AI学会看、写、生成之后,下一步要干什么?全球科技界给出的一致答案是:物理AI——让智能体真正理解重力、摩擦力、碰撞、形变等真实世界规则,实现自主推理、稳定交互、可靠决策。“物理AI是人工智能从虚拟走向现实、从感知走向自由交互的必经之路,”张立华告诉科技日报记者,“它已成为全球AI产业竞争的战略制高点。”在今年1月举行的国际消费电子展上,英伟达CEO黄仁勋在主旨演讲中17次提及物理AI这一概念。“从人形机器人、具身智能到工业数字孪生、自动驾驶,这些万亿级实体产业的智能化升级,都迫切需要能够与AI深度融合的物理仿真底层基座。”张立华说。作为全球首个实时物理仿真商用方案、英伟达PhysX物理引擎的主要奠基人之一,张立华决心推动中国在这一关键核心技术上实现自主可控。“传统物理引擎不可微分、仿真精度不足,是长期制约行业发展的核心痛点。全球范围内具备可微分物理仿真引擎自研能力的企业屈指可数。”他说,“国内市场长期依赖国外物理引擎及仿真平台,自主可控需求迫切。”在此前技术积累的基础上,张立华团队整合学校及企业的科研力量,成功研发出国内首款可微分物理引擎Fysics。什么是“可微分”?张立华解释说,传统物理引擎如同一条单行道,只能正向模拟物体运动,无法反馈误差来源;而可微分物理引擎构建了一条双向通道,能够通过梯度反向传播,直接告诉系统哪里错了、该怎么改。张立华以机器人投篮为例:如果没有投进,Fysics会通过可微分能力告诉机器人是力度大了还是角度偏了,让它自主调整策略。再加上精心设计的多物理材质统一求解框架及高精度接触解算,Fysics让机器人无需海量试错就能学会精准操作,真正实现仿真与现实无缝迁移,攻克了具身智能领域从仿真到现实的最棘手难题。“我们让物理引擎从‘只算结果’升级为‘自主纠错’,打通了AI从仿真到现实的最后一公里。”张立华说。
“十五五”开局·创新看点丨物理引擎推动AI从仿真走进现实

“十五五”开局·创新看点丨物理引擎推动AI从仿真走进现实

在飞捷科思智能科技(上海)有限公司的演示大厅,大屏幕上滚动播放着一个看似简单却意义非凡的视频:一个机器人不断尝试向篮筐中投送篮球,从最初毫无方向感地胡乱投篮,到逐渐调整姿态与力度,最终稳稳地将篮球送入篮筐中。对于人类篮球运动员来说,这是举手之劳;对于机器人而言,这曾是横亘在虚拟与现实之间的一道天堑。让机器人掌握“投篮”技能的硬核支撑,是我国首个可微分物理仿真引擎Fysics。该引擎的诞生,标志着我国实现物理AI底层核心技术的自主突破,在全球竞争中占据重要一席。“十五五”规划纲要明确强化战略前沿领域科技布局,提出实施人工智能等科技战略部署,加快突破基础理论和底层技术,促进转化应用。“AI下半场,是一场关于物理世界认知的竞赛。”复旦大学智能机器人与先进制造创新学院副院长、飞捷科思创始人张立华表示,未来3—5年,飞捷科思将打造“国产算力+自主引擎+开源生态”的完整链条,推动物理AI加速走向产业化。核心突破:从“只算结果”升级为“自主纠错”当AI学会看、写、生成之后,下一步要干什么?全球科技界给出的一致答案是:物理AI——让智能体真正理解重力、摩擦力、碰撞、形变等真实世界规则,实现自主推理、稳定交互、可靠决策。“物理AI是人工智能从虚拟走向现实、从感知走向自由交互的必经之路,”张立华告诉科技日报记者,“它已成为全球AI产业竞争的战略制高点。”在今年1月举行的国际消费电子展上,英伟达CEO黄仁勋在主旨演讲中17次提及物理AI这一概念。“从人形机器人、具身智能到工业数字孪生、自动驾驶,这些万亿级实体产业的智能化升级,都迫切需要能够与AI深度融合的物理仿真底层基座。”张立华说。作为全球首个实时物理仿真商用方案、英伟达PhysX物理引擎的主要奠基人之一,张立华决心推动中国在这一关键核心技术上实现自主可控。“传统物理引擎不可微分、仿真精度不足,是长期制约行业发展的核心痛点。全球范围内具备可微分物理仿真引擎自研能力的企业屈指可数。”他说,“国内市场长期依赖国外物理引擎及仿真平台,自主可控需求迫切。”在此前技术积累的基础上,张立华团队整合学校及企业的科研力量,成功研发出国内首款可微分物理引擎Fysics。什么是“可微分”?张立华解释说,传统物理引擎如同一条单行道,只能正向模拟物体运动,无法反馈误差来源;而可微分物理引擎构建了一条双向通道,能够通过梯度反向传播,直接告诉系统哪里错了、该怎么改。张立华以机器人投篮为例:如果没有投进,Fysics会通过可微分能力告诉机器人是力度大了还是角度偏了,让它自主调整策略。再加上精心设计的多物理材质统一求解框架及高精度接触解算,Fysics让机器人无需海量试错就能学会精准操作,真正实现仿真与现实无缝迁移,攻克了具身智能领域从仿真到现实的最棘手难题。“我们让物理引擎从‘只算结果’升级为‘自主纠错’,打通了AI从仿真到现实的最后一公里。”张立华说。
聚焦科技自立自强·看招丨山西长治着力打通产学研用协同创新机制

聚焦科技自立自强·看招丨山西长治着力打通产学研用协同创新机制

近日,山西瑞君新材料科技有限公司传来喜讯,其与天津理工大学联合攻关的固态电池高性能硅基负极材料,技术指标跃居国内领先水平。该公司副总工程师苗艳丽介绍,企业依托长治市锂电池负极材料重点实验室,与高校合作搭建起从技术研发到产业化落地的全链条创新平台,彻底扭转了过去研发能力薄弱、成果转化迟缓的局面。山西瑞君新材料科技有限公司的发展正是长治市深入实施创新驱动发展战略的一个缩影。近年来,该市以平台聚智、以人才聚力,科技成果转化能力显著提升,一幅以创新为底色、产业为骨架的高质量发展画卷正徐徐展开。“此次研发的新型高性能硅基负极材料,比容量高达每克2000毫安时,首次充电效率不低于90%。”苗艳丽向记者介绍,凭借长治市锂电池负极材料重点实验室,企业研发效率大幅提升,基础研究与产品开发同步推进、相互支撑。如今,项目开发周期缩短三分之一,生产成本显著降低,企业市场竞争力与发展后劲明显增强。创新平台是集聚创新要素、承载科研活动、产出科技成果的关键载体。长治紧盯重点产业需求,加快建设层级多样、品类齐全的高端科技创新平台。该市科技局局长郭斌介绍,目前涵盖长治市锂电池负极材料重点实验室在内的一批创新平台,已成为集聚创新资源、引留科技人才的“主阵地”。同时,长治市还不断深化与高校创新团队的合作,将其作为科技项目攻关的重要路径,聚焦产业链需求,在山西省首创厅、市、企基础研究联合资助机制,落地21个能源领域基础研究项目,有力赋能该市能源转型。“2025年长治市共新增13家市级创新平台,涵盖重点实验室、技术创新中心、新型研发机构三大类,涉及固废利用、锂电新材料、氢能催化、中医药、农业育种育苗等多个关键领域。”郭斌表示,高能级平台矩阵的持续壮大,正成为长治破解产业关键技术、抢占未来发展先机的核心支撑。不久前,在山西振东制药股份有限公司研发中心内,一场经典名方二次开发的研讨会正热烈进行。山西中医药大学实验管理中心主任王颖莉如往常般带领团队梳理工艺参数、优化配方体系。“科技副总不是走过场,核心是要把高校的科研优势实打实转化为企业的发展优势,真正与企业同频共振、共谋发展。”作为山西省首批科技副总,王颖莉入驻企业以来,深度参与重点实验室申报、科研人才培养,牵头开展省级重大项目联合攻关,逐步完成从高校学者到“企业战略伙伴”的角色转变。她主持的院内制剂项目成功入选山西省中医药科技创新工程,还先后破解企业在中药研发、工艺优化等方面的多项核心技术难题。“科技副总来自不同高校,在基础研究、人才培养、产学研联合攻关等方面,为企业相关领域技术突破、研发能力提升发挥了重要作用。”山西振东健康产业集团研发项目经理张丽丽介绍。如今,山西振东健康产业集团已引进4名高校科技副总,分别精准对接四大核心业务板块,形成“一板块一专家”的精准服务模式。近年来,长治市坚持“走出去”与“请进来”相结合,推动人才与城市双向奔赴、相互成就。郭斌介绍,除了引进科技副总外,该市还聚焦重点产业发展需求,建立了科研项目常态化征集机制,让企业出题、人才答题成为常态。通过全面梳理,长治市科技创新重大技术需求达100项。此外,长治市依托“人到山西好风光”“智汇长治·才聚太行”等系列招才引智活动,组织企业带着项目奔赴上海、武汉、长春等地,诚邀高校英才深入企业“把脉问诊”,推动高校与长治市在科技协同创新、成果落地转化、科技资源供给等方面深度合作。2025年,累计引进落地合作项目19个,促成技术合同交易989项,技术成交额达81.43亿元,同比增长37%。“下一步,我们将进一步打通产学研用协同创新机制,持续建强创新平台,引育更多高端人才到长治发展,让科技创新成为驱动长治高质量发展的最强引擎。”郭斌说。
聚焦科技自立自强·看招丨山西长治着力打通产学研用协同创新机制

聚焦科技自立自强·看招丨山西长治着力打通产学研用协同创新机制

近日,山西瑞君新材料科技有限公司传来喜讯,其与天津理工大学联合攻关的固态电池高性能硅基负极材料,技术指标跃居国内领先水平。该公司副总工程师苗艳丽介绍,企业依托长治市锂电池负极材料重点实验室,与高校合作搭建起从技术研发到产业化落地的全链条创新平台,彻底扭转了过去研发能力薄弱、成果转化迟缓的局面。山西瑞君新材料科技有限公司的发展正是长治市深入实施创新驱动发展战略的一个缩影。近年来,该市以平台聚智、以人才聚力,科技成果转化能力显著提升,一幅以创新为底色、产业为骨架的高质量发展画卷正徐徐展开。“此次研发的新型高性能硅基负极材料,比容量高达每克2000毫安时,首次充电效率不低于90%。”苗艳丽向记者介绍,凭借长治市锂电池负极材料重点实验室,企业研发效率大幅提升,基础研究与产品开发同步推进、相互支撑。如今,项目开发周期缩短三分之一,生产成本显著降低,企业市场竞争力与发展后劲明显增强。创新平台是集聚创新要素、承载科研活动、产出科技成果的关键载体。长治紧盯重点产业需求,加快建设层级多样、品类齐全的高端科技创新平台。该市科技局局长郭斌介绍,目前涵盖长治市锂电池负极材料重点实验室在内的一批创新平台,已成为集聚创新资源、引留科技人才的“主阵地”。同时,长治市还不断深化与高校创新团队的合作,将其作为科技项目攻关的重要路径,聚焦产业链需求,在山西省首创厅、市、企基础研究联合资助机制,落地21个能源领域基础研究项目,有力赋能该市能源转型。“2025年长治市共新增13家市级创新平台,涵盖重点实验室、技术创新中心、新型研发机构三大类,涉及固废利用、锂电新材料、氢能催化、中医药、农业育种育苗等多个关键领域。”郭斌表示,高能级平台矩阵的持续壮大,正成为长治破解产业关键技术、抢占未来发展先机的核心支撑。不久前,在山西振东制药股份有限公司研发中心内,一场经典名方二次开发的研讨会正热烈进行。山西中医药大学实验管理中心主任王颖莉如往常般带领团队梳理工艺参数、优化配方体系。“科技副总不是走过场,核心是要把高校的科研优势实打实转化为企业的发展优势,真正与企业同频共振、共谋发展。”作为山西省首批科技副总,王颖莉入驻企业以来,深度参与重点实验室申报、科研人才培养,牵头开展省级重大项目联合攻关,逐步完成从高校学者到“企业战略伙伴”的角色转变。她主持的院内制剂项目成功入选山西省中医药科技创新工程,还先后破解企业在中药研发、工艺优化等方面的多项核心技术难题。“科技副总来自不同高校,在基础研究、人才培养、产学研联合攻关等方面,为企业相关领域技术突破、研发能力提升发挥了重要作用。”山西振东健康产业集团研发项目经理张丽丽介绍。如今,山西振东健康产业集团已引进4名高校科技副总,分别精准对接四大核心业务板块,形成“一板块一专家”的精准服务模式。近年来,长治市坚持“走出去”与“请进来”相结合,推动人才与城市双向奔赴、相互成就。郭斌介绍,除了引进科技副总外,该市还聚焦重点产业发展需求,建立了科研项目常态化征集机制,让企业出题、人才答题成为常态。通过全面梳理,长治市科技创新重大技术需求达100项。此外,长治市依托“人到山西好风光”“智汇长治·才聚太行”等系列招才引智活动,组织企业带着项目奔赴上海、武汉、长春等地,诚邀高校英才深入企业“把脉问诊”,推动高校与长治市在科技协同创新、成果落地转化、科技资源供给等方面深度合作。2025年,累计引进落地合作项目19个,促成技术合同交易989项,技术成交额达81.43亿元,同比增长37%。“下一步,我们将进一步打通产学研用协同创新机制,持续建强创新平台,引育更多高端人才到长治发展,让科技创新成为驱动长治高质量发展的最强引擎。”郭斌说。
《自然》发表评论称 中国“绿色长城”为全球治沙工程提供样板

《自然》发表评论称 中国“绿色长城”为全球治沙工程提供样板

全球陆地表面约40%被归类为干旱地区,包括沙漠以及水资源匮乏的草原、灌丛和稀树草原。在气候变化的推动下,干旱地区正在不断扩展。预计到2100年,地球一半的陆地将成为干旱地区。如何遏制沙漠等干旱地区扩张,成为各国必须面对的长期命题。4月15日,英国《自然》杂志发表社论与评论文章指出,在全球多项治沙工程进展缓慢甚至受挫之际,中国持续推进近半个世纪的“绿色长城”,即“三北”防护林工程,正在提供一条少见的、被实践验证的路径。这一经验的意义,不仅在于“种树”,更在于如何以长期治理思维应对复杂的生态与社会问题。一名学生在库布其沙漠工作,库布其沙漠是中国内蒙古“绿色长城”项目的一部分。图片来源:英国《自然》杂志网站全球“绿色长城”为何屡屡受挫大多数“绿色长城”项目始于一个简单设想:以大规模植树阻挡沙漠蔓延。然而,早期绿化往往难以维持,因为幼树很容易因干旱、放牧和缺乏管理而死亡。以非洲为例,其横跨大陆的造林计划自2007年启动以来至2020年间,仅恢复约400万公顷退化土地,远低于到2030年修复1亿公顷的目标。在萨赫勒地区,树木两年内存活率甚至从60%降至10%至40%。在塞内加尔的几十个造林点中,只有一两个地区的木本植物密度超过自然水平。相比之下,中国过去40年种植区域中约有67%仍保持着生机盎然。问题并不只在自然条件。树木需要水和多年的养护,但短期资金无法提供持续支持。同时,项目往往缺乏对适宜树种、水资源限制以及对当地生计影响的充分考虑。比如,对当地农牧民而言,树木有时反而意味着与牲畜争夺有限资源,缺乏参与和维护的动力。这些因素叠加,使“种下去”容易,“活下来”却异常困难。相比之下,中国“三北”防护林工程提供了一个长期演进的样本。该工程自1978年启动,计划持续至2050年。从当前的进展看,这一工程已取得阶段性成效。相关区域森林覆盖率从1978年的约5%提升至2023年的接近14%,水土流失面积减少了约三分之二,沙尘暴的强度和频率也有所下降,下风向城市的空气质量也得到改善。但更关键的变化发生在治理方式上。早期,中国同样经历过单一树种、大规模快速造林带来的失败,树木难以适应环境、成片死亡、需要反复补种。此后,工程逐步转向更加精细化的策略,例如减少“一刀切”的造林模式,根据不同地区的水资源和气候条件,选择更适宜的植被类型。同时,将造林目标从单纯“扩大面积”,转向兼顾防沙效果、基础设施保护以及改善居民生计。以新疆塔克拉玛干沙漠公路为例,这条穿越沙海的重要通道两侧建有约440公里耐旱灌木防护带,用于减缓风沙、阻挡流沙侵袭。早期该防护体系依赖柴油滴灌系统维持,成本和排放压力较大,后通过引入太阳能灌溉逐步替代,到2022年已成为一条“零碳”沙漠公路。近年来,中国还在沙漠边缘建设大型风电和光伏基地。光伏板不仅为植被提供遮阴和保湿条件,还带动农村产业发展,为当地提供就业和收入来源。《自然》杂志指出,治沙实践应当学习中国因地制宜、分类施策。例如在非洲萨赫勒,应优先恢复灌丛和草地;而在海湾国家,则需考虑水资源成本与收益。从“种多少树”到“系统治理”的转变《自然》评论认为,中国取得治沙成功的关键,不仅在于具体做法本身,还在于其长期战略、可预测且持续的资金投入,以及不断从历史和失败中汲取经验教训。过去,治沙工程往往以种植面积或树木数量作为主要指标,而中国近年来开始关注更具实质意义的结果,例如沙尘暴是否减弱、沙丘是否停止推进、当地居民收入是否改善。与依赖国际捐助的项目不同,中国通过持续的财政投入和制度安排,将防沙治沙纳入长期发展规划,从而保证了后期维护和技术迭代的连续性。此外,中国通过长期试验,积累了大量有效技术。例如,草方格固沙技术通过增加地表粗糙度,减缓风速、固定流沙,为植被恢复创造条件。在内蒙古库布其沙漠,大型光伏基地每年发电41亿千瓦时,同时恢复约6700公顷土地,并减少黄河输沙量约200万吨。与此同时,数字化激励也可发挥作用。例如支付宝“蚂蚁森林”项目,已有超过5亿用户参与,累计支持种植超过6亿株耐旱植物。更为关键的一点还在于,中国通过持续监测评估项目效果,自1994年以来已完成六次全国荒漠化调查,结合卫星、无人机和实地数据,实现量化评估。《自然》指出,中国“绿色长城”的实践表明,大规模生态修复并非不可实现,但其成效有赖于政府持续投入,以及生态与社会之间的长期协调。对其他国家而言,可借鉴其经验,吸取其教训,否则既有治理成果仍可能难以持续。