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| 2008年世界科技发展回顾•信息科学 | ||||||||||
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| 美国：捷报频传，成果不断，证实记忆电阻器是电路世界中第四种基本元件，获得由半导体和有机分子组成的电阻，研制出RNA计算机，用光驱动纳米级集成电路，完成太空互联网测试。 毛黎(本报驻美国记者)2008年1月，美国加州大学成功研制出一种纳米激光器，可将功率超过200纳瓦的光束聚焦成直径35纳米的光点，从而使每平方厘米面积上的数据存储量达到1.55太比特。此成果将给磁存储产业带来重大影响，有可能导致另一种新型数据存储技术———蛋白基内存的出现。 芬兰与美国科学家联手研制出单电子晶体管(SET)器件，能将振荡电压转换成非常精确的电流，将十几个SET并联可把电流增至足以测量的100皮安，从而有望更精确地重新定义电流的基本单位安培。 2月，美国布法罗大学虚拟现实实验室成功研制出全球首个虚拟青蛙解剖软件，逼真度令人咂舌，只需点击鼠标，就可“拿起手术刀”，剖开青蛙皮肤看到其内部器官，并可随时通过内视镜观察青蛙的消化道或细致地研究神经和血管。这被视为教育领域的新里程碑，并有助于生态系统的维护和生物物种的保护。 另外，IBM公司耗时5年、耗资15亿美元打造的高效节能新一代大型计算机主机SystemZ10正式上市，其安全可靠性高，支持多种工作环境，具有授权管理、运行管理、应急处理、虚拟隔离等功能，在处理大量医疗图像信息、金融系统交易和移动通信数据方面优势显著。 3月，美国国家标准和技术研究院成功地将有机分子单层结构组装到普通微电子硅基底上，获得由半导体和有机分子组成的电阻。该技术与工业标准互补型金属氧化物半导体晶体管(CMOS)生产技术相兼容，为未来CMOS/分子混合器件电路的制造铺平了道路，将是继CMOS之后即将出现的全分子技术的基础或前身。 美国惠普公司实验室5月1日宣称证实电路世界中存在第四种基本元件———记忆电阻器，并成功设计出一个能工作的忆阻器实物模型，即使在被关闭的情况下仍然具备记忆自身历史电路的功能。这项重大发现将有可能用来制造非易失性存储设备、即开型PC和更高能效的计算机，并为开发类似人脑的模拟式计算机铺平了道路，未来甚至可能会通过大大提高晶体管所能达到的功能密度，对电子科学的发展历程产生重大影响。 5月，美国多所高校研究人员通过对埃希氏菌属大肠杆菌添加基因，成功创造出细菌计算机，具备解决传统数学问题“翻煎饼难题”(这是计算机领域的一个基本算法问题，题为一堆不同大小的煎饼，每个煎饼都有金黄色面和烤焦面，要求将最大的煎饼放在最底下并使得每个煎饼的金黄色面朝上，以步骤最少的路径为最佳解)的能力。美国匹兹堡大学则成功地让两只短尾猴凭借“意念”操纵机械臂抓取了食物，成功率分别为61%和78%。这是人类首次利用这一技术让猴子完成功能性动作———自己抓取食物。这一技术将来有望帮助残障人士用大脑操纵机械臂完成吃饭、喝水等日常活动。 6月，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和IBM公司展示了世界首台运算性能达到每秒1000万亿次的超级计算机Roadrunner，其运算能力相当于10万台能力最强大的笔记本电脑，比之前的“世界首快”———“蓝色基因/L”快约2倍，可应用于军事、民用工程和医药等诸多领域，在2008超级计算机500强排行榜上排名首位，宣告高性能计算领域进入每秒千万亿次时代。美国普渡大学电机与计算机工程院创造出一种混合形态分子，其量子态可人为操纵。这一突破性成果使得半导体领域量子计算机的大门自此敞开。 7月，美国加州大学发现在铁磁/半导体结构中，简单修改氧化镁界面的厚度，便可控制自旋电子穿过的类型。该研究有可能改变计算 机传送和存储信息的方式，有助于半导体自旋电子技术的发展，推动新型超高速计算机的产生，为计算机领域带来巨大突破。美国宾夕法尼亚大学则研制出一种以纳米线为基础的新型信息存储器件，可以存储“0”、“1”和“2”三位数值。这一成果可能催生新一代高性能信息存储器。 10月，美国加州理工学院研制出RNA计算机，能在活酵母细胞中进行计算处理，这是合成生物学和活生物分子计算机领域向前迈进的重要一步。 11月，美国宇航局喷气推进实验室成功完成“太空互联网”的首轮测试，成功与距地球32万公里的一个太空探测器实现了数十张太空图像的往返传输，迈出了构建“星际间互联网”的第一步，有望成为第一个应用于太空的通信网络。这种深空通信网络采用“容断网”新型网络技术，具备超强容忍延迟、中断等异常的能力，数据包不会丢失。美国奥布朗工业公司则开发出抛开鼠标，用手控制的人机互动控制系统“G-Speak”，只需戴上特制手套，就可用双手实现人机互动。这一技术将从根本上改变人机互动方式，告别鼠标。 美国耶鲁大学发现，在纳米尺度上，光具有相当能量，足以驱动物质，并利用光成功驱动了纳米级光子集成电路。该成果首次证明了光的力量能被有效集合在极小区域内，以光取代电的新型芯片或将问世。 12月，美国物理学家将量子信息存储到极冷的原子缠结中，明显改进了量子记忆，朝量子网络的制造迈出重要一步。新的纪录———铷原子存储到偶极光学陷阱的时间为7毫秒，此前的存储时间纪录是32微秒，为长距离的量子网络服务提供了更长的存储时间。 以色列：注重研究先进防恐反恐技术，首次利用气体充当存储媒介，开发出防自杀式炸弹攻击的新型公共汽车。 郑晓春(本报驻以色列记者)以色列WeCU技术公司根据行为科学原理开发出可用于反恐的身份识别装置，由监视系统、显示系统和分析判断三部分组成。监测获得的数据由计算机进行分析、判断，在被监测者不知情的情况下，不到一分钟即可完成身份识别。 以色列魏兹曼研究院与一国际科学家小组正在研发一种有感知能力的机器人老鼠，其用胡须进行物体识别，可在黑暗条件下执行搜索和救援任务。 以色列“绿色道路”公司开发出一种驾驶监测装置，通过车载传感器及GPS对车辆的行驶速度、加速度、位置、行程等数据进行测量，然后通过驾驶状态软件判断出驾驶者在不同情况下所采取的驾驶动作，相关信息通过手机传输到驾驶状态数据库。可对驾驶者的开车状态和驾驶习惯进行实时监测，对减少交通事故和节省燃油很有帮助。 以色列军事工业公司开发出一种用卫星定位系统导航的迫击炮弹，这种120毫米迫击炮弹内置制导系统，射程为10公里，可准确打击目标，命中精度3米。 以色列军事工业公司开发出一种称为“铁拳”的装甲保护系统，由雷达和光学探测装置组成，可发现袭来的反坦克弹，并在被击中前发射爆炸物将其摧毁，主要用于坦克和装甲运兵车的保护，预计明年将装备以军梅卡瓦主战坦克。 在2008欧洲防务展上，以色列航空工业集团展示了一系列光电产品，包括可探测敌方射击时发出的红外线，迅速确定射击者的位置和方向并予以回击的TED全天候监测系统，还有可用来确定目标的TAL手持激光瞄准仪等。以色列艾尔比特系统公司则展出了配有自动巡航传感器、现场数据传输、语音沟通和武器系统的无人地面安全车，可在指定区域执行巡逻、监测任务，一旦发现威胁立即予以牵制，直至增援力量赶到。该公司展出的头戴式信息系统也很有特色，外形很像战斗机驾驶员的头盔，除可传递指令外，还与综合信息系统相连接，通 过其可全面了解战场形势。此外，以色列拉菲尔先进国防系统公司开发的防御简易火箭弹袭击的“铁穹”防御系统，以及哈特霍夫公司研制的重型装甲战车也首次在展览会上亮相。 以色列吉纽斯无人地面系统公司开发出名为“加迪尤姆”的机器人士兵，看上去很像无人驾驶战车，下面是4个轮子，车体上有摄像头、夜视仪、传感器和机枪等。其有人工和自动两种操控模式，操作员可在远离前线的控制室中通过显示屏和操控杆进行控制，也可在预先编制的程序驱动下自主行动，通过360度旋转摄像头识别路标、过马路和穿越交叉路口，一旦发现可疑物即发出警报，可用于侦察、排爆和攻击恐怖据点等。 以色列军方与以色列埃格达公交汽车公司、交通部等部门合作，开发出一种防自杀式炸弹攻击的新型公共汽车，除车身更坚固外，在上下车控制方面也采取了一些新的措施，包括只能下车时开启的车门单向控制系统，安装在入口处便于更好观察上车乘客的旋臂，及遇有紧急情况供司机与候车乘客沟通的扩音系统等。目前，一些西方国家已表示对这种车有兴趣。 以色列理工学院科学家成功地在原子蒸气上实现了图像存储，这是人类首次成功地利用气体充当存储媒介，尽管存储时间只有短短30微秒。气体存储图像技术在图像处理及相关领域将有广泛应用，有可能存储更为清晰的图像，包括即时图像或电影等数据。在未来量子信息发展中，光存储技术同样可以发挥重要作用，最直接的应用就是量子位数据的存储。 英国：制出世界最小光开关，发布世界首款全球地质电子地图，制出全球首个受活脑组织控制机器人。 何屹(本报驻英国记者)苏格兰圣安德鲁大学制出世界最小光开关，它将光子晶体纳米结构直接蚀刻在开关上，具有集成入CMOS电子元件的潜力。如果用作光调制器，信息传输率将高达每秒100吉比特。 2008年7月，英国地理学专家发布世界首款全球地质情况电子地图，涵盖了全球70%%的地区，汇集了83个国家和地区地质中心的现有数据，标记了各地植被、地下水、土壤和人造建筑群等不同地质带，能指导寻找适合开采 矿产、石油和天然气以及掩埋温室气体的地点，提醒易发泥石流和地震等灾害的危险地带，还能显示地下水资源储藏地。 8月，英国雷丁大学研制出全球首个受活脑组织控制的机器人，其大脑由培育出来的30万个老鼠神经元聚合而成。目的是探索天然智能和人工智能之间逐渐趋于模糊的界限，解开记忆和学习的基本机制，可能有助于对抗 神经退化性疾病，包括早老性痴呆症和帕金森症等。 英国布里斯托尔机器人技术实验室11月宣布，发明出能实时模仿人脸表情的机器人“朱尔斯”，其面部皮肤由特制固体胶制成，富有弹性，可模仿喜悦、悲伤和焦虑等10种表情。这项技术将有助于研制新一代能够与人类互动的仿真机器人，如研制出陪护老年人或协助宇航员在太空作业的仿真机器人。 12月，英美多家计算机生产商共同的世界首台个人超级计算机“泰斯塔”(Tesla)上市，运算速度比普通电脑快250倍。它采用最新的Nvidia图像处理器，可以拥有与超级计算集群相当的同步计算性能。英国剑桥大学、牛津大学以及美国麻省理工学院的学生已经开始利用Tesla进行科学研究。它开启了个人高性能计算的新领域，个人超级计算机将有可能走向普及。 日本：开发出利用毫米波实现大容量数据传输的新技术，首次将人脑的直观活动图像化。 陈超(本报驻日本记者)2008年1月，日本一研究小组开发出一种利用毫米波实现大容量数据传输的新技术，可使无线局域网的数据传输速度达到每秒3吉比特，能够传输高清晰图像。日本北海道大学则在1.6微米波长的LED上增加超导电极，首次将超导和光通信技术结合起来，成功开发出了实现“量子通信”必不可少的超导发光 二极管。对比发现，新型超导技术LED的发光强度是目前最亮LED的20倍。 6月，东芝开发新布线流程技术，它使设计人员在软件帮助下，从设计阶段就能预测不同布局对芯片上晶体管性能的影响，进而帮助合理安排晶体管的排列位置和间隔，使单位面积内能放置更多的晶体管。这项新技术将把现有的晶体管集成度极限再次提高。 11月，日本研究人员通过在“缩环卟啉铜复合体”两侧分别导入亲水性侧链和疏水性侧链，开发出电子传递能力强、加工成形性能好的液晶性有机半导体，可用于生产有机薄膜太阳能电池和晶体管。 12月，日本国际电气通信基础技术研究所计算神经学实验室发明一种新软件，最终可能实现将梦境转化为电脑图像。在向受试者展示了“神经元”(neuron)6个字母后，通过跟踪其大脑活动，在电脑屏幕上成功再现了这6个字母。这是世界上首次将人脑的直观活动图像化，探究了电子信号被俘获和重建成图像的方式。 法国：构建液体光纤，为改进复杂微流控光器件提供巨大理论与技术支持。 李钊(本报驻法国记者)2008年6月，国际互联网名称和编号分配公司(ICANN)第23届年会在巴黎举行，根据新提议，企业几乎能以任何词汇作为顶级域名的后缀，而不限于当前的.com、.org或.co.uk，只要字符数不超过64个，就可以任意使用作为域名后缀。新域名有望于2009年投入使用，有助于降低对域名资源枯竭的担心。ICANN去年曾预测，最初的40亿个IP地址资源中仅剩下17%%可用，而新地址资源也将于未来5年内耗尽。 7月，法国国家科研中心用直径只有几微米、强度小于1瓦特的极窄激光束照射液体，构建了长度达100个光柱直径的液体光纤，为今后改进复杂微流控光器件提供了巨大理论与技术支持，对今后研制复杂形式的液体光柱、研究多液体光柱之间的相互作用，以及观测液体光柱在横向的表现具有重要意义。 俄罗斯：启动新超级计算机，软件外包产值位居世界第三。 张浩(本报驻俄罗斯记者)2008年2月，俄罗斯信息技术与通信部宣称，俄罗斯的软件外包产值达到15亿美元，继印度和中国之后位居世界第三。 3月，“SKIF”超级计算机在莫斯科大学启动。其每秒能完成60万亿次浮点计算，是目前俄罗斯、东欧乃至独联体运算能力最强大的超级计算机，在全世界教育领域现有计算机中位居第七。 南非：大规模建设信息通讯基础设施，电信成为增长最快的产业。 李学华(本报驻南非记者)南非是非洲大陆信息通讯技术开发的领头羊，其信息通讯产品和服务位列世界第20位。南非政府重视信息通讯技术在经济发展中的作用，电信业是南非经济增长最快的产业。南非的移动电话用户在2008年达到3500万，预计到2013年将超过4200万。 南非电信部推出的《2007年—2010年战略计划》规划了未来几年的发展重点，如争取在电信领域的最大投资；确保南非的电信基础设施强健可靠，以提供多层次的应用服务；通过与商业机构和社会团体合作，增加民众对信息通讯技术的接触、理解和使用，从而促进南非社会经济发展等等。 为顺利举办2010年世界杯足球赛，南非正在大规模建设信息通讯基础设施。其中包括南起南非、北至苏丹，连接23个非洲国家，总长度9900公里，带宽达1.4TB每秒的东部非洲海底通讯系统；以及连接埃塞俄比亚、坦桑尼亚、肯尼亚、南非、莫桑比克、马达加斯加六国和印度、欧洲，带宽为1.28TB/秒，长达1.5万公里的海底光纤通讯光缆系统。这两个项目都将在2010年6月前完成，并为2010年足球世界杯提供宽带 服务。项目建成后，将大大提高包括南非在内的非洲国家与外部世界的互连速度，并会显著降低这些国家的宽带连接费用。 此外，南非还在加紧研究便携式数字视频广播技术的商业化应用，以用于2010年世界杯的转播。根据南非政府的《数字广播迁移战略》，从2008年11月1日起，南非开始数字信号播出业务，用户通过安装机顶盒可以收看到数字电视节目，到2011年11月1日，南非将停止模拟信号播出，在此期间两种模式将共存。 根据WorldWideWorx12月4日发表的最新统计报告，截止到2008年底，南非的固定因特网用户数量达到450万，比2007年增加12.5%，是2001年以来增长最快的一年。在接入方式方面，拨号上网用户数从2004年的108万 下降至2008年的70万；宽带用户数量则从2007年的81.8万上升至2008年的130.8万，增加了60%，其中75万采用无线方式上网，55.8万则通过ADSL上网。另外，3G用户数量也增加了50%。这些增长意味着南非的因特网服务正面临一个大的转折，即将进入高速增长期。预计南非因特网用户2009年将增加13.3%，2010年将增加17.6%，到2013年，因特网用户将达到840万。而且，随着海底光缆Seacom开通，南非的因特网带宽将扩展40倍，从而摆脱网络带宽紧张的困扰，一个新的产业将在南非兴起。 在信息技术研究方面，南非夸祖鲁－纳塔尔大学量子技术中心在光子加密技术应用研究方面取得重大进展，并成功地将该技术应用到南非德班市的一个由两个诊所、一个市政中心和一个消防站组成的小型网络中，从而使德班成为南非第一个拥有量子网络的城市。 2008年10月，IBM公司捐赠的超级计算机“蓝色基因4”(BG4A)在开普敦南非高性能计算中心落户，这台超级计算机每秒可进行14万亿次运算，使南非拥有了非洲大陆目前最强大的计算处理能力。 韩国：信息社会基本建设日趋完善，光纤普及率居经合组织成员国之首。 邰举(本报驻韩国记者)信息社会基本建设日趋完善，光纤普及率居经合组织成员国之首。而韩国行政安全部年内计划将韩国宽带网覆盖率提高至99.8%。韩国电子政府服务在美国布鲁金斯研究所的全球电子政府评比中第三年蝉联冠军。韩国主导的WiBro(移动WiMax)技术正 在走向世界。美国、乌兹别克斯坦、俄罗斯、沙特阿拉伯、巴西、委内瑞拉等国已开通移动WiMax商用服务，年内日本和立陶宛也将开通同样服务。韩国开发的移动通信技术WiBEEM已被确定为国际标准，可望在数字化城市中发挥核心作用。韩国制式地面波数字多媒体广播有望进入欧洲等市场。 在半导体领域，韩国研发出软物质材料分子组合技术，有望更快实现半导体、太阳能电池、燃料电池等器件的纳米化。 韩国科学家阐明了制造分子级存储器所必须的自组装单分子元件的切换原理，成功开发出比LED耗电量更低、发光速度更快的硅激芄庠矗约笆褂锰寄擅坠艿缂男乱淮玖闲捅∧ぬ裟艿绯亍?BR> 文章出处：科技日报 |
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