“将颠覆和超越进行到底”

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蒙华铁路白城隧道世界第一台马蹄形掘进机

采集新生儿足跟血检测遗传性耳聋

示意性地表示起搏器的结构

库普沙漠防治工程实施后的景观鸟瞰图

车载式低量送风高射程喷雾机的工作现场

2019年新年伊始，一年一度的科技界盛会——国家科技奖励大会如期举行。

年度获奖项目名单包括异形掘进机、林业病虫害防治、心脏起搏器、遗传性耳聋基因诊断芯片、风沙灾害防治……这些鲜为人知的科学技术，有的在处理世界性课题，有的填补了国内空空白 他们到最后都在卓越，改变着国计民生。

在异形掘进机狭窄的地下空之间钻孔的游刃有余

在日常生活中，对隧道建设稍有了解的人都知道挖掘隧道离不开掘进机，而圆形掘进机是最常见的隧道掘进设备。 在繁华街道下隧道、地铁出入口等浅观土、狭窄空之间的施工条件下，掘进设备需要变形、升级，这类设备被称为“异形掘进机”。

1月8日，在人民大会堂召开的年度国家科技奖励大会上，“异形全断面隧道掘进机设计制造关键技术与应用”项目获得年度国家科技进步奖二等奖。 该项目第一完成人、973项目首席科学家、铁工业总经理李建斌表示，该项目经过10多年的产学研用协同攻势，突破异形全断面掘进机的关键技术，一举处理了异形掘进机方面的世界难题，我国异形掘进机技术已处于国际领先地位

目前，钢铁工业实现了异形掘进机的产业化，自主研制的异形掘进机系列包括巨型断面矩形掘进机、马蹄形掘进机、u形掘进机等，形成了系统化的设计制造方法和技术。 中国机械工程学会鉴定，这一成果填补了国内外异形掘进机技术空小白，许多创新技术达到国际领先水平。 与普通圆形掘进机相比，异形掘进机适应浅观土、狭窄空之间的情况，断面利用率大，施工价格低，对地面干扰小，安全环保，隧道空之间的利用率达到20%，主 这不仅促进了地下空间开发新工艺和新设备的协同创新，而且对引领地下空间开发行业的技术进步，实现城市绿色建设具有重要意义。

年，中铁工业旗下的中铁装备研制成功了当时世界上最大断面的矩形掘进机，在郑州市中州大道下打通了隧道工程，开创了国内城市隧道建设的新模式，被业界誉为“治堵利器”。

无人烟的毛乌素沙漠、铁工业创新开发的世界第一台马蹄形掘进机实现了蒙华铁路白城隧道的正式贯通，在其掘进过程中，不仅创造了一系列世界施工记录，更带来了绿色环保、人性化施工的传说，隧道工人们在作业之余，坐在掘进机的休息室里，

“黑匣子”构想的魅力互通打破新闻孤岛

新闻技术20多年互联网化发展迅速，形成了数百万个新闻孤岛，其中蕴藏着大量有价值的数据，特别是政企内部的新闻系统，以数据融合分解为基础辅助决策主体。 打破新闻孤岛，实现其业务数据和功能与第三方系统的有效互通，已成为大数据快速发展的一大诉求，是制约大数据价值链上下游的瓶颈技术，也是世界性课题。

据中科院院士梅宏介绍，此前，互操作技术使用“白箱”的构想，在全面了解新闻孤岛内部细节的基础上进行手工改造，效率低、价格高、风险难以控制。 “云端融合系统资源反射机制和高效互通技术”项目提出了卓越互通技术途径——“黑匣子”的构想。 该技术将新闻系统视为黑匣子，通过系统客户端的外部监控和控制实现系统业务数据和功能的有效互通，是系统源、数据库表、后台权限、原开发团队等“白匣子” 发明了人机协作的互通接口自动生成方法，代码生成率超过95%，新闻孤岛的开放效率平均提高了两位数。 该项目获得了年度国家技术发明奖一等奖。

目前，由该项目的成果转化开发的燕云平台已经广泛应用于北京、贵阳、上海等多个智慧城市建设，如北京西城街道数字红墙系统，浙江省最多一次商事证照登记联合处理为燕云平台支持的便民 在工业大数据行业应用于能源、纺织、食品等多个领域，成为大数据行业共性的关键技术。

准确的杀虫能有效扑灭“无烟森林火灾”

我国人工林病虫害发生面积约占林业有害生物总发生面积的80%。 林业病虫害是“无烟森林火灾”，不仅危害严重、损失巨大，而且防治工作具有艰巨性和长时间性，直接威胁生态安全。 长期以来，中国林业病虫害防治药物专用装备空已趋于白色。

南京林业大学、南通市广益机电有限责任企业完成的“林业病虫害防治高效施药关键技术与装备创制及产业化”项目比较了植株大、冠层浓密、病虫害突发性强、蔓延快等林业病虫害重大防治课题，提出了“高射程”“强贯通”“高附加值” 这个成果获得了年度国家科学技术进步奖二等奖。

该项目负责人南京林业大学教授、江苏省重点学科“机械工程”学科组长周宏平指出，项目组建立了射程高、通透性强、沉积效果好的施药技术体系，从地面到空中、矮苗木到高背林木病虫害的快速 首次提出了林木冠形特征获取和实时分解的方法，构建多源新闻融合技术，创制了实现准确投放靶变量的多样性、系列化、自动化及多功能集成的林用施药装备，实现了产业化和宣传应用。

编制了“地面与空防治结合、车载与便携结合、机械化与自动化结合7种、18种系列化、多功能集成的立体式林用高效给药装备。 其最大垂直射程45米，最大喷烟量420升/小时，生物农药活性90%以上，农药有效利用率50%以上，地面最高喷雾作业效率30%。 首次制定了本项目成果的林业领域标准，保证了项目的技术规范和顺利实施。 形成了林用药装备的规模化生产能力和广泛的宣传应用，覆盖全国各地，出口14个国家和地区，累计产值10.77亿元。 ”。 周宏平说。

幸运的是，近三年来，地面病虫害防治机械产值4.1亿元，利润增长4135.2万元。 十年来，地面和空中防治装备累计防治面积达5.4亿亩，比较有效地控制了病虫害的快速发展和蔓延。

防止沙漠中漂浮“绿色方舟”

中国风沙灾害主要发生在干旱、半干旱和部分半湿润地区约167万平方公里的区域，影响范围广，发生频率高，严重影响国家生态安全和社会经济的可持续快速发展，威胁区域人类的生存和快速发展。

中科院寒区旱区环境与工程研究所、亿利资源集团有限企业、中铁西北科学研究院有限企业、青藏铁路企业、敦煌研究院完成的“风沙灾害防治理论与关键技术应用”项目面向国家风沙灾害与荒漠化防治的迫切诉求，系统开展了一系列理论创新与技术集成创新成果。 这个成果获得了年度国家科学技术进步奖二等奖。

中科院寒区干旱区环境与工程研究所所长王涛介绍说，在创新性理论方面，项目系统识别了我国风沙危害的类型、程度和原因，建立了风沙危害的判断方法，并提供了当时空结构的量化结果。 总结了形成了明确风沙危害物理学和生物学结合机理的防砂恢复生态学理论的防砂理论体系，迅速发展了中国风沙防治工程。

“在创新技术方面，项目小组开发了半干燥沙区裸露创面快速稳定的恢复技术体系。 创新旱沙区植被稳定建设的流沙固定技术和模式开发出极端干旱区自然文化遗产保护修复管理的关键技术体系开发出了高寒干旱区铁路风沙灾害防治的关键技术体系创新出了风沙产业化防治技术体系和模式政府支持、企业广告主导、科技支持、 创新农牧民参与的“政产学研用”一体化的防砂新机制，形成了防砂产业化技术体系和“库布其模式”。 ”。 王涛说。

青藏铁路综合风沙防治系统建成后，消除风沙危害停车事故，保证线路安全运营的敦煌莫高窟风沙危害综合防护系统建成后，窟前积沙减少了80%以上，风沙灾害得到了较为有效的治理，保护了莫高窟的世界文化遗产。 鸣山月牙泉风沙流场的恢复和防沙害措施，保护月牙泉免受沙埋，促使国家5a级风景名胜区和世界地质公园申报该景区的成功。 项目完成单位在风沙灾害防治实践中实现农牧民就业扶贫，使库布沙漠、科尔沁沙地、腾格里沙漠周边人群脱贫超过5万人。 迄今为止，该项目通过示范宣传新技术和新模式100多万公顷，直接经济效益超过300亿元。

起搏器让帕金森病患者“重新开始”健康的人生

心脏起搏器我想大家都听说过，关于心脏起搏器，大概不知道吧。 起搏器有什么作用，大脑也需要“起搏”吗？

“脑起搏器也被称为脑深部刺激器，是直接作用于神经中枢的装置，主要用于帕金森病等神经系统疾病的治疗。 ”。 清华大学航天空学院航空空航天工程系教授、神经控制技术国家工程实验室主任李路明说。

帕金森病等神经系统疾病严重危害患者的健康，也给患者的家庭、社会带来很大的负担。 据估计，到2030年，我国帕金森病患者人数将占全球患者人数的一半。 植入电极可以直接刺激大脑，起搏器可以明显改善患者的生活质量，是高端医疗器械的典型代表。

起搏器的技术难度很大，一直被美国垄断。 李路明领导的“大脑起搏器关键技术、系统和临床应用”项目历经17年，通过医生融合自主突破核心技术，打破垄断，并通过原创的理论、做法和技术，实现了世界领先。 原始的变频刺激疗法和变频脑起搏器处理了帕金森晚期步态障碍治疗的世界性课题实现体外无线充电的“零烧伤”，革新了世界首台脑起搏器实现10年以上质量保证寿命的电极技术和手术方法，解决了头颈运动导致电极断裂的临床课题。

“特别值得一提的是，产品疗效显著，平均每个患者可节约10万元。 的国内市场同比增长60%，出口到英国等4个国家。 ”。 李路明说。 为此，该项目获得了年度国家科学技术进步奖一等奖。

肺癌微创治疗的部分手术可以全天候住院

肺癌是癌症中的头号杀手，我国肺癌年死亡病例为61万人，近30年发病率上升了465%。 “外科切除是根治早中期肺癌的关键，但手术技术亟待提高，在手术规范、围手术期治疗等方面必须完整。 ”。 广州医科大学附属第一医院院长何建行说。

应该如何制定手术方案，实现精确切除？ 这是什么建行经常思考的问题？ 其带动的“肺癌微创治疗系统及关键技术的研究与宣传”项目获得了年度国家科技进步奖二等奖。 为了实现微创治疗，课题组首先通过建立4种高选择自主呼吸麻醉模型，减少肌肉松弛药和机械通气的副作用，然后通过建立7种微创手术切口、6种精确微创切除―重建手术模型，实现肿瘤、人合适的精确手术体系，从而提高上述手术技术的 将微创手术的适用范围提高到95%以上，长期生存率减少6%，并发症率减少60%，减少了极其革命性的部分。

“并首次在国际上规范和细化了早期肺癌3种切除方法的选择标准，确定了早期肺癌手术淋巴结清扫数量，为手术质量控制提供了重要的量化标准，指导了我国早期肺癌微创手术的临床路径和精确切除。 显着提高了中国早中期肺癌的治疗效果。 ”。 什么建行说。

耳聋诊断芯片不会上演人类的无声悲剧

有数据显示听力障碍已成为我国第二大出生缺陷疾病。 我国现有听力障碍者2054万人，其中0-6岁儿童超过80万人，且每年新增听力障碍者3万人。 在治疗方面，除了昂贵的人工内耳植入外，重度耳聋还无法治疗。

“因此，尽早诊断耳聋、防止耳聋是很重要的。 研究表明，约60%的重度耳聋是由遗传因素造成的。 正常人约5%的耳聋基因携带率是成人后天性耳聋和新一代耳聋儿童出生的主要原因。 但是，以前流传的耳聋筛查和诊断技术操作繁杂，通量低，难以发现迟发性耳聋和药物所致的耳聋患者。 ”。 中国工程院院士、清华大学医学部教授程京说。 因此，为了实现规模化防治耳聋，迫切需要高精度、高灵敏度、高吞吐量、低价格的新型基因突变检测技术和辅助设备。

清华大学、中国人民解放军总医院和博奥生物集团有限企业联合开发的“遗传性耳聋基因诊断芯片系统研制及其应用”项目，发明了多重等位基因特异性扩增和通用芯片技术，并在此基础上开发了世界上首个耳聋基因诊断芯片，而且是4个最

该项目目前正在向全国包括台湾在内的30多个省市和越南等地进行宣传，20个省市纳入政府民生工程。 截至年底，全国接受遗传性耳聋基因筛查的新生儿人数超过300万人，检出总变异率为4.4%，其中药物致聋基因携带者8000多人，直接受试者和家属约8万多人因药物不当而耳聋。 该项目获得了年度国家技术发明奖二等奖。 (记者马爱平支付莉莉)

来源：人民视窗网