【巧夺天工“编织”科技外衣,让#冬奥会# 火炬“飞扬”起来】北京2022年冬奥会开幕在即,激动人心的火炬接力仪式正在进行。旋转上升,犹如丝带舞动飘逸,化作顶端的熊熊火焰……

作为历届奥运会中备受关注的元素之一,此次冬奥火炬“飞扬”一亮相就吸睛无数。东华大学机械学院教授、纺织科技创新中心主任孙以泽团队作为火炬重要部分外飘带(外壳)的关键制造技术提供方,将为我们揭开“小”火炬背后蕴藏的“大”学问。

为火炬“织外衣”

“这是一次艺术设计与科技创新的完美碰撞。”孙以泽对《中国科学报》说,“小小的火炬背后的‘黑科技’可以用‘高新材料’‘高新装备’‘高端制造’来概括。”

2020年8月,冬奥火炬总体承担方上海石化找到孙以泽,并抛出一道难题——如何用碳纤维复合材料,将天马行空的火炬外飘带艺术造型高精度呈现出来。

火炬“飞扬”的外飘带造型非常特殊,是一个高维曲面体,对工程化制造来说是种极复杂的异性结构件。孙以泽最初看到的“飞扬”是个泥塑作品,那是来源于艺术家的灵感、手工塑造的精品,要完成数字化制造、工业化生产,并且用高科技碳纤维复合材料编织成型,要突破的第一道难关就是数学建模,只有数学建模才能高精度还原和复现美轮美奂的艺术设计作品,使自动化数字制造成为可能。

图:三维球面立体编织机。受访者供图

为打好“地基”,孙以泽团队数次北上,与中央美院火炬外形设计师团队、冬奥会组委相关工作人员等反复探讨、修改、打磨。去年春节期间,课题组成员还在紧锣密鼓地做测试、改方案,从白天忙到黑夜。功夫不负有心人,在孙以泽的带领下,团队攻坚克难,最终用多维曲面拟合智能算法完成数学建模。

让火炬“活”起来

在合作团队位于淮安的生产车间里,一台直径8米的环形“大家伙”正在高速运转,成千上百根黑色丝束在交织穿梭,乍一看就像是在“织毛衣”。只需数分钟,便能“织”出一件精确到克的火炬“外衣”。

孙以泽说,火炬外飘带灵动且优美,但由于它是变径、变曲率的,上下不一样粗,曲面厚薄也不一致,传统制造工艺无法实现,而眼前的这个“大家伙”就是“织”火炬外衣的“秘密武器”,由东华大学独家研制、世界首创的大尺寸异性结构件三维高精度球面立体编织机。

这台编织机总有576个编织锭子,可编织最大截面500*500毫米,是目前世界上功能最强、编制尺寸最大的三维球面立体编织机。备工作时,在环形球面轨道内,576个高速运动锭子不断变轨飞速交叉、穿梭。该系列编织机可编织大飞机、高铁等大尺寸结构承力件,也可编织螺旋桨、无人机、火炬外飘带等精密异形结构件。

“这个编织过程可以说是‘险象环生’,每个运动锭子时刻都会面临14种碰撞的可能。”孙以泽形象地说,“这就好比在四车道高速公路上,有几百甚至上千辆车快速交叉穿梭通行,不仅是高速跑,还要不断交叉、里外穿透变道跑,我们通过智能运算、精准变轨控制,才能避免出现‘交通事故’。”

为了让这些碳纤维复合材料在编织过程中“乖乖听话”,同时在工业生产中立体还原外飘带柔美飘逸的感觉,该团队研究控制算法、奇妙机构、变轨技术等,从理论推导到实验验证再到生产实践,反复调试。发明“偏心”编织的方法,解决了大曲率、变密度编织难题;原创了双机器人协同夹持芯模控制算法,保证大尺寸异形结构件编织在复杂受力状态下的动力学性能最优;研发了单纱张力全流程数字化调控技术,实现了恒张力精确编织;研发了高维曲面自动打磨的技能作业机器人系统。实现了火炬外飘带的三维自动化立体编织和自动化打磨,项目技术不仅填补了国内空白,在国际上也处于领先地位。

最终,孙以泽教授团队让火炬“活”了起来,真正呈现出最好的“飞扬”状态。

最美的科学誓言是爱国

“小火炬承载大能量,中国有能力、有技术编织成型高精度的碳纤维复合材料!”看着电视上火炬成功传递的画面,孙以泽激动地说,“我们会用科技创新撑起大国重器的脊梁!”

心怀“国之大者”,敢啃“硬骨头”,敢为科研创新“领头雁”,这已经成为了孙以泽团队的科研文化。

细数孙以泽团队科研道路上的每一项成果,无不用科技创新诠释着最炙热的爱国情怀。2018年,团队突破了特种编织物自动化编织技术,编织的特种救生、通信绳缆助力“蛟龙号”完成5000米级和7000米级深潜试验,助力综合科考船“科学号”成功完成热带西太平洋综合考察,破解深海观测数据实时传输的世界难题……该项成果曾获当年国家科技进步奖二等奖。

如今三维立体编织技术的突破,成功实现了碳纤维复合材料的大尺寸、高精度编织。该技术未来在无人机的结构件编织、多联装战术导弹的筒体快速成型等国防民生重要领域大有可为。

最美的科学誓言是爱国,孙以泽身体力行,带领团队以科技创新和解决国家急需为己任,围绕高端织造装备中的“卡脖子”和短板问题,开展基础理论研究,突破关键核心技术,推动产业化应用。在高端机织、针织和编织装备领域一次次取得突破,成为国内高端纺织装备研发最有影响力的“王牌军”。https://t.cn/A6io9QWa

北京累计确诊75例,双“毒王”袭城,这波疫情要跨春节了?

八点健闻
2022-01-27 09:22鲲鹏计划获奖作者,优质财经领域创作者
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截至今天凌晨,北京检出本土阳性感染者75例,病例外溢至4省7地。

这是一场突如其来的疫情,新毒王奥密克戎和老毒王德尔塔凑到了一起,同时在一个城市传播,且病毒源头至今仍有争议。

到1月26日,丰台区已开展了第三轮全员核酸,北京市的其他与感染者相关的地区也陆续开始了小规模的全员核酸,而在北京之外,不少省市正在紧急调整自京返乡的政策……

临近年关,在北京这座2000多万人口的城市里,这波疫情虽未现暴发之势,但持续爬坡的病例,让不少市民担心,春节前这场疫情,将成为一场持久战。

奥密克戎与德尔塔齐至的双线疫情
从传播链上来看,北京的本轮疫情是一场奥密克戎毒株和德尔塔毒株共同发起的双线疫情。

1月15日出现的奥密克戎毒株的病例,被视为本轮疫情的首发,幸而斩断及时,随后多日的新增病例基本来自管控人群,累积病例6例,自22号起已无新增病例。

1月18日,以一位朝阳寻亲大叔检出阳性为标志的另一条“德尔塔毒株冷库传播链”开始,并迅速成为是本轮疫情的主要扩散链。

这条德尔塔病毒引发的传播链围绕着3个冷库发展(“房山区北广阳城大街8号的冷库”、“丰台区玉泉营果品冷库”和“丰台区西南郊冷库”),集中特征是:已发病例直接或间接与冷链物品或相关从业人员有关,多点物传人,传播轨迹清晰。

从1月19日,房山冷库的两名冷库装卸工最先被测出阳性后;1月21日,玉泉营果品冷库与西南郊冷库的相关工作人员首次被检出阳性。其后,德尔塔病毒在冷库工作人员的邻居、同事与家人中逐步扩散。

值得关注的是,房山区北广阳城大街8号的冷库与另外2个冷库相距28公里左右,从目前公开的疫情通报看来,3家冷库人员唯一的交汇点是位于丰台区的华兴饭庄。截至目前,多名感染者曾有前往华兴饭庄的轨迹。

此后,大兴区、朝阳区与西城区维持百日的零新增纪录,相继被打破。

截止发稿前,德尔塔病毒传播链累积病例达69例,其中位于西南郊冷库的相关病例最多。

传播疑似与冷链有关,使得人口超过2000万的北京本就严峻复杂的防控形势变得更为吃紧。

北京大学公共卫生学院教授王培玉告诉八点健闻,北京此次疫情,一个是被污染的国际邮件引起,另一条传播链是通过冷链引起的物传人,而且是多点传播给几个来过冷库的人,进而感染他们的家人和密接者。

冷链的影响也体现在了外溢方面。只用了10天时间,疫情已从北京外溢至山东的济南、聊城,山西的大同、辽宁的沈阳及河北雄安、保定、三河共4省7地,且这些地区发布的感染者轨迹显示,这些外溢大多与冷链或冷链从业者有关。

上海交通大学国际与公共事务学院教授、上海交通大学-耶鲁大学卫生政策联合研究中心执行主任赵大海对八点健闻表示,本轮北京疫情并不算出乎意料,无论在北京还是全国其他地区,冷库是防疫的薄弱环节,有可能成为疫情的“爆破窗口”。


正在核酸检测的人们 图片来源:视觉中国

屡屡破防的北方冷库
新发地之后,冷链引起的疫情屡屡上演,成为了与输入病例并列的本土传播之源。

病毒学专家常荣山分析,冷库的速冻及低温库在-22℃~-30℃以下,在这个温度条件下,有研究表明,新冠病毒可以在-20℃保存的鸡肉表面,20天后仍有活性,且阴冷潮湿的环境利于病毒保持活性,工人在冷库与过期肉食品丢弃的堆放点(被动物接触到)频繁往来,有被“物传人”的风险。

而且相比常温条件,冷库消毒效果也会打折,王培玉向八点健闻解释,冷冻物品很难彻底消杀,消毒剂只能作用于物品表面,冰层及被冰覆盖的地方很难触及。

2020年7月,大连暴发了118人疫情,疑似起源于某海鲜公司的加工车间。

11月,天津海联冷库出现关联2例感染者,天津市疾控中心副主任张颖在发布会上介绍,此次疫情感染来源为北美进口猪头。

12月,大连市发生了一起由冷链工人感染外溢引发社区传播的疫情,共造成83人感染。

屡屡破防后,大连要求冷链产品“批批检测、件件消毒”,从口岸到冷库转运全程闭环管理,对冷链企业冷库实行派驻制,挂牌负责,冷库一线人员固定、集中居住,人和环境每周至少做一次核酸检测,确保全覆盖、无遗漏。

“不让冷库工作人员回家集中居住,各地都在这么操作,原则上是这么要求,但很难实现,长时间全程闭环会给工人的日常生活造成困扰”,赵大海说。

2021年11月,大连再破防,首站定点冷库大连科强食品有限公司一名工人确诊后牵出了食品厂、大学城等多处聚集疫情,12月食品厂、检测门诊、消杀公司及相关职能部门的42名责任人被追责。

“尽管科学上很难证实具体传播路径,但这个现象是客观存在的”,常荣山告诉八点健闻,“冷链,特别是冷库感染的风险此前被低估了,此次北京冷库疫情也再度提醒,发生过类似疫情的北方城市,要将冷链工人作为高危人群重点监控”。

多位专家建议,要提高冷链工作者的核酸检测频率,由每周一次至少提升到3-4天一次。

一位流行病学专家还建议,常规检测也要注重对冷链垃圾的环境采样,因为不排除经冷库处理的过期冻肉、食品垃圾引来的猫、狗、老鼠及其他动物在传播中起到了一定作用。

“一旦发现冷库感染者,可快速启动对城市内相关从业者的全员核酸”,常荣山告诉八点健闻,冷库从业者工作、生活轨迹相对单一且集中,早发现快筛检或可避免外溢。

春节后结束?
本次北京疫情何时可以结束?

“应该大约1-2周,就能控制住”;

“可能还会持续10天左右”……

多位专家向八点健闻研判,本轮北京疫情已到中后期,传播链条较为清晰,尚未出现社区传播,预计不会再大规模传播,春节后几日能结束。

赵大海解释,所幸此次疫情以冷库传播为主,是链条相对较窄的传播,并非宽口径的社区暴发。

王培玉则告诉八点健闻:北京这波疫情目前的情况,一方面是北京控制传播链条比较迅速,并未扩散至社区;另一方面,此次冷库传播的链条上是德尔塔毒株,如果是奥密克戎毒株的话,可能传播范围会比目前更大。

当然,在春运人口大流动的当下,令公众和各地紧张的还有外溢风险。

已外溢至4省7地,这让不少省市紧急调整自京返乡的政策,地方的社区管控人员与返乡者交谈的电话中,最常听到的一句叮嘱往往是:“政策每天都在变,返乡前一定要再和我们确认一次。”

王培玉认为,目前北京疫情的传播链已经调查得比较清晰,密接与次密接都得到了相关管控,进一步外溢扩散的风险不大。

赵大海表示,北京在疫情早期监测与精准防控上仍有可提升的空间,但此次针对密接与次密接的管控、摸清源头与传播链的时间,也并不算晚,否则北京目前外溢的零星病例,早就成了“大暴发”。

北漂一整年的打工人们,也实时关注着北京疫情态势的变化,返乡者的希冀很简单,只希望自己工作与生活的一小片天地,不因出现新增病例被划至中高风险区域,自己能够安安稳稳地返乡过春节。

青州:红色引领 绿色发展 党支部领办合作社多彩纷呈
位于青州市庙子镇的北崔崖村,山清水秀,峭壁嶙峋,是远近闻名的旅游名村。北崔崖村党支部领办遇龙河旅游专业合作社,吸引了省内外四面八方的游客,家门口的好风景成为了村民奔小康的好“钱”景。这是青州市大力推行党支部领办合作社,实践绿色生态发展,实现群众和集体增收的一个缩影。

党支部领办合作社留住了青山绿水乡愁

庙子镇遇龙河旅游专业合作社,充分发挥生态环境优势,大力发展乡村旅游,年吸引游客20多万人次。北崔崖村党支部书记宋林明介绍,自从成立旅游专业合作社,每户村民都入股参与北崔崖景区建设开发,这好山好水就真正成为了村民增收致富的“钱袋子”,入股多的村民一年的分红就能有6万多元。短短几年的时间,北崔崖这个偏僻的小山村年旅游收入达到800余万元,村集体经济从年收入3万元增长到40余万元,村集体给全体村民都交上了合作医疗。像这样的党支部领办的农旅融合合作社,在青州西南山区就有36家,2021年已接待游客260万人次,实现旅游收入1.3亿元。

党支部领办合作社优化了农业产业结构

何官镇南小王晟丰土地股份专业合作社采取整村农户承包土地入股形式,把一家一户分散经营土地集中起来,统一规划、统一经营,大力发展绿色循环农业、智慧农业、品牌农业,开展农产品冷链物流和深加工,拓展农产品产业链,走出了一条三产融合发展的高效、特色、优质农业发展之路,有效提高了土地资源利用率,实现了农业增效、农民增收、农村发展。据村党支部书记孙国贞回顾,原来的时候村民主要种粮食,收入非常低,村党支部一班人就思考,能不能在增加老百姓收入上去突破,2008年开始成立土地股份合作社,并于2011年在山东省率先注册,探索“支部敢作为、群众得实惠、集体增收入”的新路子。2020年,合作社经营收入达3800余万元,社员每股分红从合作社成立之初的480元增加到现在的3200元,南小王村农民人均纯收入达到3万元。同时,村集体收入也逐年增加,从2008年的不足1万元,达到2020年的100余万元,其中2020年村集体从合作社分红81.2万元。合作社被评为国家级示范社,入选第二批全国农民合作社典型案例。

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党支部领办合作社提升了乡村善治水平

王坟镇孝美侯王乡村旅游合作社依托“青山绿水”,将“以孝治村”的乡村治理理念与丰富的旅游资源相结合,以有机果蔬采摘、生态旅游观光、农家休闲娱乐、孝文化体验、亲子教育“五位一体”为重点,打造乡村旅游产业兴村的“侯王样板”。合作社倡导孝敬老人,尊老爱幼,户户争创“幸福之家”,以孝美文化带动合作社快速发展,以合作社的发展做强孝美文化品牌,物质文明与精神文明在乡村振兴的实践中得到了有机融合发展。“以孝治村不仅让村里风气好了,人心齐了,还能以孝兴村,让村民富起来,乡村兴旺起来。”侯王村党支部书记冯先家说。目前,合作社入社社员106户,注册了“孝美猴王”商标,合作社从事农家乐饭店经营的有63人,果蔬种植的148人,农家乐旅馆17家,年接待游客20万人次,年收入达830万元。侯王村连续10年位列青州市经济百强村,先后被授予全国文明村、全国民主法治示范村、中国新农村建设示范村、中国乡村旅游模范村等国字号荣誉称号,入选2020年度山东省乡村治理典型案例。

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党支部领办合作社推动了生态环境治理

高柳镇西水渠村农业发展农民专业合作社创新机制,以农业收益为正向激励,带动乡村废弃物的持续利用。作为瓜菜种植大镇,以秸秆秧蔓为主的农业生产废弃物处理,长期困扰着当地群众。西水渠村党支部书记闫良国多次到北京、天津和寿光、诸城等地考察,吸取外地经验教训,决心带领村民走循环发展之路。合作社回收秸秆秧蔓废料,制成有机肥向社员免费发放;社员采用绿色种植产出健康农产品,由合作社以高于市场价格收购统一对外营销;社员根据蔬菜收购需求合理安排种植品类,由合作社提供技术指导,实现了集体增收、农业提质、群众致富的多赢局面。合作社年回收农作物秸秆、人畜粪污13万吨,免费给社员发放有机肥1.5万吨,瓜菜销售收入达到1亿元。

党支部领办合作社拓展了脱贫攻坚成果

每到丰收季节,红彤彤的苹果装点着大山深处的王坟镇胡宅村,映红了村民的笑脸。漫山的硕果不仅让金岭南乡村旅游专业合作社的社员们腰包更鼓,底气更足,更承载着他们对未来的美好憧憬与向往。村党支部书记张成岭介绍,合作社以产业扶贫实现共同富裕,借助山东省扶贫开发55.7万元专项资金,又自筹18万元,打造了金岭南一果(水果)和金岭南猪哥(巴马香猪)两个金字招牌,带动了周边前黄马村、后黄马村、东乖场村、井峪村、侯王村等5村34户贫困户实现稳定脱贫。胡宅村探索“种养结合、农牧户循环”模式,将旱厕改造与香猪养殖相结合,建设发酵蓄肥项目,收集粪便进行厌氧发酵,沼渣、沼液作为有机肥循环利用,农作物产品及副产品作为畜禽饲料,实现了畜禽养殖与农林种植的直接对接,提高了资源利用效率。扶贫项目已结出累累硕果,产量和品质实现了双丰收,合作社经营总收入达到210万元,社员分红20万元,村集体增加收入5.3万元。

“下一步,我们将充分发挥村党组织政治引领作用,继续强化政策扶持,注重规范提升,推动村党支部领办合作社提质增效,建立起集体经济收入稳定增长机制,为推动乡村振兴、实现农业农村现代化奠定坚实基础。”青州市农经中心工作人员史中武说。


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