量子激光雷达水下获取3D图像
有望应用于安全和防御等领域
科技日报北京5月7日电 (记者刘霞)英国科学家首次展示了一种新型激光雷达系统,其使用量子探测技术在水下获取3D图像。该系统拥有极高的灵敏度,即便在水下极低的光线条件下也能捕获详细信息,可用于检查水下风电场电缆和涡轮机等设备的水下结构,也可用于监测或勘测水下考古遗址,以及用于安全和防御等领域。相关研究论文刊发于4日出版的《光学快报》杂志。
在水下实时获取物体的3D图像极具挑战性,因为水中的任何粒子都会散射光并使图像失真。基于量子的单光子探测技术具有极高的穿透力,即使在弱光条件下也能工作。在最新研究中,研究人员设计了一个激光雷达系统,该系统使用绿色脉冲激光源来照亮目标场景。反射的脉冲照明由单光子探测器阵列检测,这一方法使超快的低光检测成为可能,并在光子匮乏的环境(如高度衰减的水)中大幅减少测量时间。
激光雷达系统通过测量飞行时间(激光从目标物体反射并返回系统接收器所需的时间)来创建图像。通过皮秒计时分辨率测量飞行时间,研究人员可以解析目标的毫米细节。最新方法还能区分目标反射的光子和水中颗粒反射的光子,使其特别适合在高度浑浊的水中进行3D成像。他们还开发了专门用于在高散射条件下成像的算法,并将其与图形处理单元硬件结合使用。在3种不同浊度水平下的实验表明,在3米距离的受控高散射场景中,3D成像取得了成功。
量子检测技术在陆地上的应用,较多见诸报道。其实这种技术在水下的应用,同样空间广阔。例如,利用它进行海底地形勘测、水下考古、海底设备检测等等。不过,将这种技术应用于水下,绝对不意味着将其直接“照搬”。以在海洋中的应用为例,需要考虑海水的腐蚀性、洋流的运动、海底光照条件等多种特殊因素。因此需要使用特殊的耐腐蚀材料,进行特殊的设计,以更加适应水下环境的应用。
科技日报北京5月7日电 (记者张梦然)加拿大多伦多大学研究人员开发了一种人工智能系统,可以使用生成扩散来创建自然界中不存在的蛋白质。该系统有望使治疗蛋白的设计和测试更加高效和灵活,从而加速人类药物开发。研究发表在最新一期《自然·计算科学》杂志上。
蛋白质由氨基酸链组成,氨基酸链折叠成的三维形状反过来又决定了蛋白质的功能。这些折叠的三维形状经过数十亿年的发展,多种多样且复杂,但数量是有限的。因此研究人员开始尝试设计非自然界产生的折叠模式。
这一研究的主要难题是对折叠的“想象”,因为很难预测哪种折叠是真实的,并在蛋白质结构中起作用。通过将基于生物物理学的蛋白质结构表示与图像生成空间的扩散方法相结合,科学家找到了解决这个问题的途径,创建了被称为ProteinSGM的新系统。
该模型从图像表示(图像信息在计算机中的表示和存储方式)中学习,并以非常高的速度生成全新的蛋白质。研究人员表示,除了优化图像生成过程存在挑战外,对系统产生的蛋白质进行验证也很困难,因为该系统产生的许多结构与自然界中发现的任何结构都不同。
根据指标,几乎所有产生的结构看起来都合理,但研究人员需要进一步的证据。他们转向求助于人工智能“欧米伽折叠”(深度思维公司“阿尔法折叠2”的改进版本),测试后确认,几乎所有的新序列都折叠成了所需的新蛋白质结构。再辅以实验室的物理测试,研究人员最终确信这些都是正确的蛋白质折叠。
日前,市工业和信息化局赴广州港集团有限公司开展产业发展调研服务,市工业和信息化产业发展中心有关同志参加。调研组先后参观港口中心展厅、国企党建学院,并与广州港集团有限公司负责同志座谈交流,深入了解广州港集团在发展经营、科技创新和人才培养等方面的情况。
张宏伟副局长指出,广州港集团是广州港的核心龙头企业,肩负着打造广州国际综合交通枢纽的重要战略任务,要不断夯实高质量发展基础,努力把广州港建设成世界一流港口。市工信局将继续加强服务,协同广州港集团发挥好平台优势,汇聚资源要素,全力推进我市港口经济高质量发展。
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