工业黑科技_工业黑科技小说

工业黑科技_工业黑科技小说

       非常欢迎大家参与这个工业黑科技问题集合的探讨。我将以开放的心态回答每个问题，并尽量给出多样化的观点和角度，以期能够启发大家的思考。

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2.看懂黑科技，3分钟让你读懂ZigBee无线通讯技术

3.特斯拉上海超级工厂为什么有80多个门？里面都有什么黑科技？

4.建设在沙漠里的 “黑科技”水泥厂即将投产

5.茶树病虫害识别黑科技-人工智能识别技术的应用与展望

6.如何看待黑科技？有新的黑科技面世时，你会去尝试吗？

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        看过科幻小说《三体》系列的读者，一定会对太阳帆的情节记忆深刻。

        当时就有读者说，如果太阳帆可以随意折叠和展开，将成为人类 探索 宇宙的“黑 科技 ”。

        就在近日，这项“黑 科技 ”被哈尔滨工业大学航天学院的冷劲松教授课题组 突破，其研制的“基于形状记忆聚合物智能复合材料结构的可展开柔性太阳能电池系统”，在国际上首次实现了基于形状记忆聚合物复合材料结构的柔性太阳能电池的在轨可控展开， 解决了柔性太阳能电池的地面卷曲锁紧-在轨可控展开-展开后高刚度可承载的难题。

        而基于形状记忆聚合物复合材料的智能结构，还将应用于我国首次火星探测任务“天问-1号”。

        太阳能电池作为航天飞行器的关键部件之一，通常需要经历“地面制造-折叠收拢-发射至太空-空间展开” 四个步骤之后，才能实现在轨工作。

        未来下一代大型或超大型空间结构对能源系统提出了极高的要求，柔性太阳能电池作为太阳能电池发展的新趋势之一，具有质量轻、柔韧性好、收纳比高等优点，但在航天应用过程中也存在收拢锁紧、驱动展开和展开后刚度较低等难题。

        在杜善义院士、韩杰才院士 的带领下，我校复合材料与结构研究所于20世纪90年代初就在国内较早地确立了智能材料与结构的研究方向 。

        在其“理工结合，服务航天”发展理念的指导下，冷劲松教授课题组从事智能材料结构力学及其在航天、航空、生物医学等领域的应用研究。

        2006年开始， 课题组开展形状记忆聚合物及其复合材料结构的研究，自主研发了适用于航天环境的多种类、不同系列的形状记忆聚合物材料， 这些材料能满足高低轨道等不同极端空间环境的需求。

        与形状记忆合金不同，形状记忆聚合物是一种激励响应聚合物材料（图1），具有主动可控大变形（20%-500%）、驱动方式多样、刚度可变等特性，可被设计成集驱动与承载功能一体化的部件，结构简单，可靠性高，未来有望部分替代复杂的机电驱动系统。

        在中国空间技术研究院通信卫星事业部 的大力支持和帮助下，课题组研制的“基于形状记忆聚合物智能复合材料结构的可展开柔性太阳能电池系统”，2019年12月27日搭载中国空间技术研究院研制的实践二十号卫星在海南文昌随长征五号火箭成功飞天，并在2020年1月5日成功在轨验证 。

        这是继2016年哈工大在国际上首次实现地球同步轨道环境下形状记忆聚合物复合材料的在轨验证 之后，在国际上首次实现了基于形状记忆聚合物复合材料结构的柔性太阳能电池系统的在轨可控展开。两次在轨任务的成功，标志着我国智能材料及其航天器结构的研究处于国际前列。

        本次搭载的“基于形状记忆聚合物智能复合材料结构的可展开柔性太阳能电池系统”主要包括哈工大研制的形状记忆复合材料锁紧释放机构、形状记忆聚合物复合材料可展开梁和上海空间电源研究所研制的柔性太阳能薄膜电池。

        基于复合材料力学理论和结构精细化设计，形状记忆聚合物复合材料结构可以实现柔性太阳能电池的锁紧、释放和展开，及展开后高刚度可承载等功能。

        在卫星发射过程中，形状记忆复合材料锁紧释放机构可以提供并实现高刚度锁紧；入轨后，完成在轨稳定、无冲击的解锁；展开过程中，通过形状记忆聚合物复合材料可展开梁的可控伸展，驱动柔性太阳能薄膜电池展开（图2）；展开后，形状记忆聚合物复合材料梁结构的刚度回复到与常规复合材料结构相当的水平。

        本次搭载的可展开柔性太阳能电池系统，通过形状记忆聚合物复合材料结构实现了锁紧、释放和结构展开的功能， 没有采用传统的火工分离装置、铰链及电机驱动等方法，结构简单，解锁和展开过程几乎无冲击，展开时间和过程可控，展开后结构的刚度较高。

        未来，课题组相关技术也有望应用于深空探测、空间站、探月工程、卫星等 不同航天器平台中的空间可展开结构、锁紧释放机构及柔性太阳能电池系统（图3），在航天、航空、 汽车 、高端装备、智能制造、机器人及生物医疗等领域具有广泛的应用前景。

        来源 | 哈工大新闻网

        中国大学生微信公号（ID:dxszzcn）

        投稿：chinaun@126.com

看懂黑科技，3分钟让你读懂ZigBee无线通讯技术

       航天、世界最大射电望远镜、歼20、激光武器、重型燃气轮机、WS-15发动机、超高音速载具、风洞、高铁、大飞机、超级计算机、申威芯片、量子通讯、可控核聚变、重离子加速器、同步辐射装置、3D打印、5G工业机器人、超导、超大推力电动振动平台、ZE3000E型履带式液压挖掘机、石化装备：百万吨乙烯装置（乙烯关键装置：大型裂解炉、裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯冷箱）、12000米特深井石油钻机、大型盾构机、高强度有机纤维、子午工程、散裂中子源、新一代全数字化双丝窄间隙埋弧自动装备、液态金属、激光烧结快速制造装备、特高压、大型核电转子、大型等离子旋转雾化制粉设备、海斗号无人潜海器、海马号遥控潜水器、蛟龙号、微晶钢、世界最大12000吨起重船、世界第一的8万吨级的大型模油压锻造机、全氮类阴离子盐（N2炸弹）、二氧化碳加氢变汽油等等太多了。

特斯拉上海超级工厂为什么有80多个门？里面都有什么黑科技？

       

        全球通信产业技术的发展呈现三大趋势：无线化、宽带化和IP化。在众多的宽带技术中，无线化尤其是移动通信技术成为近年来通信技术市场的最大亮点，是构成未来通信技术的重要组成部分。

        Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

        ZigBee的技术原理

        ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个ZigBee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信;每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里;另外整个ZigBee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如，你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个ZigBee控制网络。

        ZigBee网络主要是为自动化控制数据传输而建立，而移动通信网主要是为语音通信而建立;每个移动基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee"基站"却不到1000元人民币;每个ZigBee 网络节点不仅本身可以与监控对对象，例如传感器连接直接进行数据采集和监控，它还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料;除此之外，每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。

        每个ZigBee网络节点(FFD和RFD)可以可支持多到31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。

        ZigBee技术的特点

        ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

        自从马可尼发明无线电以来，无线通信技术一直向着不断提高数据速率和传输距离的方向发展。例如：广域网范围内的第三代移动通信网络(3G)目的在于提供多媒体无线服务，局域网范围内的标准从IEEE802.11的1Mbit/s到IEEE802.11g的54Mbit/s的数据速率。而ZigBee技术则致力于提供一种廉价的固定、便携或者移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。

        这种无线通信技术具有如下特点：

        1、功耗低

        工作模式情况下，ZigBee技术传输速率低，传输数据量很小，因此信号的收发时间很短，其次在非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式。设备搜索时延一般为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式，使得ZigBee节点非常省电，ZigBee节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。同时，由于电池时间取决于很多因素，例如：电池种类、容量和应用场合，ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。对于典型应用，碱性电池可以使用数年，对于某些工作时间和总时间(工作时间+休眠时间)之比小于1%的情况，电池的寿命甚至可以超过10年。

        2、数据传输可靠

        ZigBee的媒体接入控制层(MAC层)采用talk-when-ready的碰撞避免机制。在这种完全确认的数据传输机制下，当有数据传送需求时则立刻传送，发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息，并进行确认信息回复，若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。同时ZigBee针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。

        3、网络容量大

        ZigBee低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件。ZigBee定义了两种器件：全功能器件(FFD)和简化功能器件(RFD)。对全功能器件，要求它支持所有的49个基本参数。而对简化功能器件，在最小配置时只要求它支持38个基本参数。一个全功能器件可以与简化功能器件和其他全功能器件通话，可以按3种方式工作，分别为：个域网协调器、协调器或器件。而简化功能器件只能与全功能器件通话，仅用于非常简单的应用。一个ZigBee的网络最多包括有255个ZigBee网路节点，其中一个是主控(Master)设备，其余则是从属(Slave)设备。若是通过网络协调器(Network Coordinator)，整个网络最多可以支持超过64000个ZigBee网路节点，再加上各个Network Coordinator可互相连接，整个ZigBee网络节点的数目将十分可观。

        4、兼容性

        ZigBee技术与现有的控制网络标准无缝集成。通过网络协调器(Coordinator)自动建立网络，采用载波侦听/冲突检测(CSMA-CA)方式进行信道接入。为了可靠传递，还提供全握手协议。

        5、安全性

        Zigbee提供了数据完整性检查和鉴权功能，在数据传输中提供了三级安全性。第一级实际是无安全方式，对于某种应用，如果安全并不重要或者上层已经提供足够的安全保护，器件就可以选择这种方式来转移数据。对于第二级安全级别，器件可以使用接入控制清单(ACL)来防止非法器件获取数据，在这一级不采取加密措施。第三级安全级别在数据转移中采用属于高级加密标准(AES)的对称密码。AES可以用来保护数据净荷和防止攻击者冒充合法器件，各个应用可以灵活确定其安全属性。

        6、实现成本低

        模块的初始成本估计在6美元左右，很快就能降到1.5-2.5美元，且Zigbee协议免专利费用。目前低速低功率的UWB芯片组的价格至少为20美元。而ZigBee的价格目标仅为几美分。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

        7、时延短

        通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

        ZigBee与WiFi的区别

        相同点：

        1、二者都是短距离的无线通信技术;

        2、都是使用2.4GHz频段

        3、都是采用DSSS技术;

        不同点：

        1、传输速度不同。 ZigBee的传输速度不高(<250Kbps)，但是功耗很低，使用电池供电一般能用3个月以上; WiFi，就是常说的无线局域网，速率大(11Mbps)，功耗也大，一般外接电源;

        2、应用场合不同。 ZigBee用于低速率、低功耗场合，比如无线传感器网络，适用于工业控制、环境监测、智能家居控制等领域。 WiFi，一般是用于覆盖一定范围(如1栋楼)的无线网络技术(覆盖范围100米左右)。表现形式就是我们常用的无线路由器。在一栋楼内布设1个无线路由器，楼内的笔记本电脑(带无线网卡)，基本都可以无线上网了。

        3、市场现状不同。ZigBee作为一种新兴技术，自04年发布第一个版本的标准以来，正处在高速发展和推广当中;目前因为成本、可靠性方面的原因，还没有大规模推广; WiFi，技术成熟很多，应用也很多了。 总体上说，二者的区别较大，市场定位不同，相互之间的竞争不是很大。只不过二者在技术上有共同点，二者的相互干扰还是比较大的，尤其是WiFi对于ZigBee的干扰。

        二者硬件内存需求对比：ZigBee：32~64KB+；WiFi：1MB+；ZigBee硬件需求低。

        二者电池供电上电可持续时间对比：ZigBee：100~1000天;WiFi：1~5天;ZigBee功耗低。 传输距离对比(一般用法，无大功率天线发射装置)：ZigBee：1~1000M;WiFi：1~100M;ZigBee传输距离长。 ZigBee劣势： 网络带宽对比：ZigBee：20~250KB/s;WiFi：11000KB/s;ZigBee带宽低，传输慢。

        ZigBee的技术应用

        作为一种低速率的短距离无线通信技术，ZigBee有其自身的特点，因此有为它量身定做的应用，尽管在某些应用方面可能和其他技术重叠。ZigBee可能的一些应用，包括智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用。

        1、智能家居

        家里可能都有很多电器和电子设备，如电灯、电视机、冰箱、洗衣机、电脑、空调等等，可能还有烟雾感应、报警器和摄像头等设备，以前我们最多可能就做到点对点的控制，但如果使用了ZigBee技术，可以把这些电子电器设备都联系起来，组成一个网络，甚至可以通过网关连接到Internet，这样用户就可以方便的在任何地方监控自己家里的情况，并且省却了在家里布线的烦恼。

        2、工业控制

        工厂环境当中有大量的传感器和控制器，可以利用ZigBee技术把它们连接成一个网络进行监控，加强作业管理，降低成本。

        3、传感器网络应用

        传感器网络也是最近的一个研究热点，像货物跟踪、建筑物监测、环境保护等方面都有很好的应用前景。传感器网络要求节点低成本、低功耗，并且能够自动组网、易于维护、可靠性高。ZigBee在组网和低功耗方面的优势使得它成为传感器网络应用的一个很好的技术选择。

        目前Zigbee技术还存在的问题

        尽管 Zigbee技术在2004年，就被列为当今世界发展最快，最具市场前景的十大新技术之一;关于Zigbee技术的优点，大家也进行了许多讨论，到目前为止，国内外许多厂商也都开发生产了各种各样的 Zigbee产品，并在应用推广上做了大量的工作，然而，实事求是的讲，真正完全使用Zigbee技术来解决具体实际问题，有意义的案例则非常有限。

        Zigbee似乎成了一种时髦，但眼下还不能做到真正实用的新技术。就其原因，除了作为一种新技术，它本身需要有一个技术改进和成熟，以及市场培育的过程外，我们在长期应用Zigbee技术来解决实际问题的实践中，还发现如下几个十分重要，而在短期内我们认为十分难以解决的问题：

        1、Zigbee的核心技术之一，是动态组网和动态路由，即Zigbee网络考虑了网络中的节点增减变化，网络中的每个节点相隔一定时间，需要通过无线信号交流的方式重新组网，并在每一次将信息从一个节点发送到另一个节点时，需要扫描各种可能的路径，从最短的路经尝试起，这就涉及到无线网络的管理问题。而这些，都需要占用大量的带宽资源，并增加数据传输的时延。特别是随着网络节点数目的增加和中转次数增多。因而，尽管Zigbee的射频传输速率是250kbps, 但经过多次中转后的实际可用速率将大大降低，同时数据传输时延也将大大增加，无线网络管理也就变得越麻烦。这也就是目前Zigbee网络在数据传输时的主要问题。

        2、Zigbee这个字，从英语的角度来分析，它是由“Zig”和“bee”两个字组成。前者“Zig”中文的意思是“之“字形的路径，后面一个英文单词“bee”就是蜜蜂的意思，我们的理解，Zigbee网络技术，就是模仿蜜蜂信息传递的方式，通过网络节点之间信息的相互互传，来将一个信息从一个节点传输到远处的另外一个节点。如果按一般标准Zigbee节点，在开阔空间每次数据中转平均增加50米直线传输距离计算，传输500米直线距离需要中转十次;在室内，由于Zigbee所使用的2.4 G的传输频率，一般是通过信号反射来进行传输的，由于建筑物的遮挡，要传输一定的距离，往往需要使用较多的网络节点来进行数据中转，如上述第一条中的分析，这对一个Zigbee网络来讲，并不是一件简单的事情。当然，我们也可使用放大器来增加Zigbee网络节点的传输距离，然而，这必然要大大增加网络节点的功耗和成本，失去了Zigbee低成本低功耗的本来目的。而且，在室内使用这种方法来增加传输距离，效果也有限。显然，一种通过中心点在室外，终端模块在室外的星状网网络通信结构个更加合理。

        3、Zigbee的核心技术之一，是每一个网络节点，除了自身作为信息采集点和执行来自中心的命令外，它还承担着随时来自网络的数据中转任务，这样，网络节点的收发机必须随时处于收发接收状态，这就是说它的最低功耗至少在20mA左右，一般使用放大器的远距离网络节点，其耗电量一般在150mA左右。这显然很难使用电池驱动来保证网络节点的正常工作；

        4、由于Zigbee中的每一个节点，都参与自动组网和动态路由的工作，因而每个网络节点的单片机也就相对复杂一些，成本自然也就高一些。另外，在Zigbee网络的基础上进行一些针对具体应用的开发工作的量也就大一些。

        综上所述 ，我们认为，Zigbee网络，实际上在许多情况下，是牺牲了网络传输效率，带宽以及节点模块的功耗，来换取在许多实际应用中，并不重要的动态组网和动态路由的功能，因为，在一般情况下，我们的网络节点和数据传输途径往往都是固定不变的。因此，当前Zigbee技术尚未解决的节点耗电问题，网络数据传输的效率较低时延较长的问题，以及数据传输距离有限的问题，是当前Zigbee 技术难于得到很好推广的根本原因。

建设在沙漠里的 “黑科技”水泥厂即将投产

        有着现代钢铁侠之称的马斯克，其“马斯克工业”好像就是黑 科技 的代名词。从SpaceX火箭、载人龙飞船、火星登陆的星箭、人脑与机器接口，到太阳能发电储能，再到我们熟悉并经常登上微博热搜的特斯拉，马斯克的目的其实只有一个，就是让更多的人买得起电动车，用上清洁能源，并最终实现地球的碳中和，乃至将人类移民至太阳系。说了这么多，那么特斯拉的工厂到底有什么特立独行的 科技 呢？（由于不让拍照，皆来自于官方和官方视频截图）

        上海特斯工厂拥有80多个物流门

        其实，上海特斯拉超级工厂的生产方式与其他车企并无明显区别，依旧是冲压、焊装、涂装、总装、测试五大工艺流程。但是，为了提升生产效率和节省仓储成本，特斯拉超级工厂里面并没有运送零件的AGV自动运输小车，而是给工厂开了80多个门，货车直接在对应的门卸货，由叉车将零件直接送到旁边的生产线，从进货到上线只有10米的距离，大大提升了效率。但前提是，每个货车运送的零件用途以及最后终点在哪个门卸货，都需要提前安排的明明白白。

        上海特斯拉超级工厂独体厂房

        另外一点，与其他车企工厂不同的是，特斯拉将冲压、焊装、涂装、总装、检测现都集中在一个大厂房内，而工厂需要做的就是“拼积木”，这可能也就是称为“超级工厂”的由来吧。

        冲压机

        冲压成型的前舱盖

        我们先来说说Model 3的生产方式，首先就是将供应商提供的钢材冲压成车身的各个部件。值得一提的是，Model 3在电池包下底板、A柱、C柱、D柱都用到了超纲强度钢，在车身刚扭转力以及碰撞安全性上，都有能发挥最佳表现。

        焊装车间

        焊装车间

        焊装车间，将各个车身部件先涂胶再焊接在一起。上海特斯拉超级工厂采用的都是德国KUKA机器人（美的集团控股）。Model 3 的焊装工艺与流程，与其他车企并无区别。

        涂装车间

        涂装车间，静电吸附，高压高转速喷头，也与其他车企无区别。最早一批国产Model 3 车身油漆出现流挂质量问题，与涂装工艺有很大关系，目前都已解决。

        电池包与电机总装

        Model 3 总装车间

        特斯拉Model 3的总装车间并无太多黑 科技 ，节拍为每小时30台左右，周产5000台。在这里不仅仅生产中国市场的Model 3 车型，同时还生产出口日本和英国的右舵车型。有个小细节有必要说一下，在自动化率更高的生产线上， 汽车 前后挡风玻璃都是机器人涂胶，然后直接安装在车身上，但是Model 3的是机器人自动涂胶后，由人工装到车身上，在现场就发现有辆车的后挡风玻璃两侧的导流雨水的胶条，有一侧被玻璃压住了多半边，而另一侧是正常的。

        AP摄像头校准

        每辆车都要做喷淋检测

        每辆车都要做不同品牌充电插头插入检测

        外观检测

        最后就是质检环节，每辆Model 3都要经过AP摄像头校准、喷淋、充电插头、外观检测，之后便可以开到停车场了。从整个参观环节来看，上海特斯拉超级工厂除了有80多个门以外，至少Model 3 的生产线没给我留下太多的印象，与其他主流车企的工艺和流程基本一致。相比国内很多新势力造车能做到“黑灯工厂”，Model 3 的生产线目前看是做不到的。所以，效率怎么提升，产量怎么提升，确实是马斯克应该好好考虑的。于是就有了下面的黑 科技 。

        Model Y 压铸后车身

        Model Y 压铸后车身细节

        Model Y 压铸后车身 C柱细节

        特斯拉Model Y 后车身采用6000吨压铸机，将高温液态铝合金直接加压铸造出来。加压，为了让铝合金内部的气泡挤出，并增加金属铸件强度；铸造，一体成型，省去了70多个零件以及更多的焊装流程与焊装机器人。大体积的铸造车身目前只有特斯拉Model Y采用，能大大节省成本，提高效率，同时让车身强度更高更轻，这也是Model Y上最值得炫耀的黑 科技 。

        从压铸机中出来就已成型

        铸造件边角料自动去除

        等待上车的铸造后车身

        减少70个零件

        铸造车身将造车成本降低40%，这也是为什么特斯拉Model Y会降价的原因之一。虽然特斯拉总是在风口浪尖上，但是随着技术的革新，有着电子产品属性的电动车，迭代速度不仅快，而且新产品的性价比会越来越高，同时性能越来越强，与手机、电脑、相机等等数码产品相似。

        扩展阅读：

        你得承认特斯拉其实是电子产品

        敢于特立独行 特斯拉必将越来越便宜 车反而更好

        特斯拉上海超级工厂

        特斯拉固然有自己的问题，尤其是在公关层面上，面对消费者维权时经常推诿，同时对媒体也不够透明。但是不得不承认，特斯拉的出现确实改变了电动车行业，用最新的技术打造更便宜的电动车，这才是认真做事的企业。相比那些PPT造车、玩概念造车、石墨烯电池之类的车企，特斯拉还是非常务实的，而且新技术的量产速度惊人的快。

        2020年9月22日 马斯克宣布2.5万美元新车计划

        铸造车身在去年9月22日特斯拉电池日上才正式宣布，今年年中就已量产，下一个黑 科技 应该就是无极耳的4680电池，以及更便宜的2.5万美元新车，让我们一起期待吧。

茶树病虫害识别黑科技-人工智能识别技术的应用与展望

       为了降低对石油的依赖，中东石油大国沙特近些年来加大了对基础设施和工业领域的投资建设。这也刺激了对水泥等建材的需求。为此，沙特大型水泥生产商Yamama水泥公司计划在沙特首都利雅得以东80公里处的沙漠地区新建大型水泥厂，蒂森克虏伯将为该工厂的建设提供满足能效、安全和环保要求的领先技术。

       为何要将工厂建在沙漠地区呢?这是因为，该地区拥有生产水泥所需要的石灰岩矿床及广阔的空间。世界上同时拥有两条万吨线的工厂屈指可数，Yamama投资新建的水泥厂就是其中之一。该工厂是中东最大的水泥生产项目，拥有2条生产线，年产能为熟料660万吨，水泥700万吨。此外，新工厂还将拥有自己的发电厂、常驻职工住宅区和运营基础设施。

        蒂森克虏伯深耕水泥行业超过150年，以整合的专业工程能力，我们能够为水泥厂的运营提供定制化的技术支持和全流程的运营服务。

        在本次项目中，作为EPC供应商，蒂森克虏伯负责该巨型水泥厂的设计、工程、采购、施工、安装和调试。该工厂预计于 2019年投入运营。

        Yamama水泥公司和蒂森克虏伯的合作 历史 可追溯到上个世纪60年代。在双方的首次合作中，蒂森克虏伯便为Yamama水泥公司提供了300吨/天的回转窑。随后蒂森克虏伯在利雅得为Yamama的工厂建设了7条生产线。

        在过往合作过程中，蒂森克虏伯以专业高效的服务给Yamama水泥公司留下了深刻的印象，这也是蒂森克虏伯能够再次获得Yamama水泥公司的信赖，为其推进大规模新项目的重要原因。

       合作双方已对新工厂要在质量、能效、 健康 、安全和环境参数方面均取得一流表现达成共识。届时，新工厂将通过过滤系统将粉尘排放降低到技术上可行的最低限度，达到干净无尘的标准。同时，该工厂的干燥研磨工艺将使水资源得到最大程度的节约和利用，因新工厂地处沙漠地区(仅在地下345米处发现水源)，这对工厂的运营来说尤为重要。

        此外，使用先进的技术和设备也对工厂的运行和维护提出了高要求，为此，蒂森克虏伯正在为Yamama水泥公司在德国和利雅得的工作人员开设培训课程。

        蒂森克虏伯工业解决方案水泥技术业务单元董事会成员Frank Ruoss表示：

        近60年携手共赢的历程已让Yamama水泥公司对蒂森克虏伯的业务能力和可靠性有了充分的了解。而蒂森克虏伯也完全能够满足Yamama水泥公司对高质量、环保和职业安全的需求。

        本次合作，从原材料加工到熟料生产，再到水泥装载，蒂森克虏伯为新水泥的生产线提供了全部的组件。其工艺技术由蒂森克虏伯围绕内部开发的核心机械自主设计。

        由于当今的高性能水泥厂需要卓越的质量控制和高度自动化能力以保持竞争力，蒂森克虏伯正向市场提供一系列过程控制和工厂自动化解决方案：polcid?过程控制系统针对水泥行业进行了最佳配置;polysius?专家系统在所有操作情况下可实现自动控制;自动化的polab?质量控制系统为工厂操作员提供了最佳的工艺和产品控制。

        得益于蒂森克虏伯在建设Yamama新水泥过程中的创新工程和施工技术，新的水泥厂将在未来的生产中更具竞争力(比如，这一工厂已为安装第3条生产线预留了空间)。

        在建设的过程中，蒂森克虏伯使用的前沿技术包括，项目规划中的4D施工序列、用于自动确定土建工程进度和生成当前已建状态报告的无人机图像，以及用于跟踪施工进度的数字化处理过程(其中一个作用是可随时评估逾50,000个电气安装项目的状态)。除此以外，其他创新水泥厂技术的使用，也确保了Yamama 水泥公司能够满足沙特蓬勃发展的建筑行业的未来需求。

如何看待黑科技？有新的黑科技面世时，你会去尝试吗？

        人工智能识别技术因其鉴别速度快、稳定性好、准确度高等特点， 在工业、农业等领域得到了广泛的应用。近年来，学者们开始将人工智能识别技术应用到茶树病虫害的识别上，达到提高识别效率、节省劳动力的效果。

        一、人工智能识别技术的发展概况

        人工智能识别技术的 探索 起始于20世纪50年代对生物视觉的研究，一般是使用图像捕捉设备自动接收目标图像，并对图像进行处理和分析，具有速度快、稳定性好、准确性高等特点，拥有代替人眼进行识别的发展潜力。

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        进入21世纪后，传统的机器学习方法和深度学习在人工智能识别农业病虫害研究中得到了广泛应用。早期研究上都是基于静态的标本图像，在田间复杂的环境下识别效果还有待改善。而深度学习在处理海量数据上具有一定的优势，能够在大规模数据中自动提取出物体特征并利用分类器进行分类识别。相对于传统机器学习，深度学习在识别精度和效率上具有明显的提升，对提高识别准确率以及减少研发劳力投入具有显著的优势。

        二、人工智能识别茶树病虫害的研究现状

        1. 人工智能识别茶树病虫害的研究进展

        据统计，我国已有记录的茶树病虫有900多种，过去识别这些茶树病虫主要依靠植保专家和植保工作者，通过对害虫的形态特征、病害的发生特征以及发生时间进行辨别。传统的人工识别难以满足生产需求，给精准防控带来困难。相比之下，人工智能识别明显更准确，花费的时间和劳动力更少。因此，人工智能在茶树病虫害识别上的应用具有巨大的潜力和需求。

        随着人工智能识别技术在农业病虫害识别系统中的发展，在茶树病虫害识别的研究上也取得了一定的进展。2008年，秦华光基于专家经验研发了1套茶园害虫智能化WEB管理系统，该系统包括茶园病虫识别，虫害预测预报和茶园害虫的防治决策3个主要环节，采用形态识别、图谱识别和检索识别3种方式识别病虫害，是我国早期将人工智能技术引入茶园病虫害防治的代表性研究。在图形识别领域，算法对识别速度及结果的准确率具有重要的影响。吴阿林等采用BP、SVM、CART等3种算法构建了茶树5种尺蠖害虫的三维空间结构知识库，其对害虫的分类识别率在80.00% 86.67%之间。

        近些年，卷积神经网络技术在图像人工智能识别领域得到了广泛的应用。采用图像显著性分析并利用卷积神经网络所建立的模型对茶园常见的害虫进行识别，取得了较好的识别效果，并提高了对不同茶树病害图像的识别能力。移动智能设备的快速普及，也为病虫害识别的发展提供了一个可行的方向。

        目前，在茶树病虫害识别上，中国农业科学院茶叶研究所和杭州睿坤 科技 有限公司联合研发了一套基于移动端的智能识别系统“茶病茶虫”，该系统能够识别茶园中常见的病虫害及天敌80种左右，操作简单、识别速度快、准确度高，为茶树病虫害诊断提供了一种可靠的途径。

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        2. 人工智能识别茶树病虫害存在的问题

        过去的几十年人工智能识别技术发展迅速，深度学习在病虫害识别领域中的应用以及在各种算法上的优化使得病虫害识别效率和精度上有很大的提高和改善，但人工智能在茶树病虫害识别研究发展过程中仍然存在许多问题。

        一方面，多数研究尚处于实验室研究阶段，还不能达到实际应用的要求。主要原因一是目前多数研究集中于室内完成，在这种环境下可以有效去除外界其他干扰因子的影响，但在实际应用中，茶园的环境复杂，光线、天气等都会对的采集有一定影响，而且病虫害发生时会被茶树叶片、嫩梢所阻挡，这对识别的效果有一定的影响；二是实验室研究主要是以静态的害虫或者病害标本为主要识别对象，而在实际应用中是对动态的茶园害虫进行识别，这部分的害虫识别上有一定难度，其识别准确率有待提高；三是在病虫害识别研究中所采集的主要是在病虫害发生比较明显的阶段，而在生产中病虫害发生初期对于正确采取防治措施具有重要的作用，这就需要病虫害识别系统的识别能力能够覆盖病虫害的完整发生过程。

        另一方面，在识别软件开发上应以轻量级、简单、便捷、易操作为主，以便于多种技术手段融合。

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        三、人工智能识别技术在茶树病虫害识别中的应用前景

        尽管人工智能识别技术在茶树病虫害识别应用上还存在一些问题，但目前人工智能识别技术在茶树病虫害识别程序设计和实现上已经取得了相应的成果。未来，可在此成果的基础上向病虫害监测预警及精准防控方向发展，从而推进数字茶园建设。

        在茶园病虫害监测预警方面，随着有效算法的改善将会大大提高病虫害识别的准确性以及对病虫害为害程度分级的能力。通过对茶树病虫害智能识别、病虫害为害程度分级等方法，由单一的茶树病虫害智能识别逐步转入到多元的病虫害智能监测预警，充分发挥人工智能的优势，实现对茶园病虫害实时、动态、综合的监测和预警，不断优化茶园病虫害的监测预警水平，为茶园病虫害监测预警提供可靠数据。

        在茶园病虫害精准防控方面，通过对茶园长期、多点的智能监测数据，结合当地的地理位置，建立茶园病虫害、天敌数据库。在病虫害暴发时，根据当地的地理位置、气候、天敌、监测预警等信息，及时推送茶园病虫害发生情况，为茶农精准地提供病虫害防治措施，避免茶农乱用农药，推进茶园绿色防控的普及。

        茶树病虫害识别系统是数字茶园的重要组成部分，未来茶园智能识别系统不仅仅局限于病虫害这一方面，还可拓展到茶树栽培、茶园管理等方面，由单一的茶园病虫害识别转向茶树生长、栽培等多方面的识别、监测，从而实现将多个功能集于一个系统当中，提高茶园数字化管理水平。

        本文节选自《中国茶叶》2022年第6期，P1-6，《人工智能识别茶树病虫害的应用与展望》，作者：杨奉水，王志博，汪为通，张欣欣，孙亮，肖强 。

       全息透镜作为一种高匹配的增强现实眼镜，已经广泛应用于工业甚至军事领域。但这一次，陀螺君居然在HoloLens上看到了游戏应用的出现，让佩戴者用皮卡丘框起来。这是上周在IT活动Ignite 2021上，微软与任天堂合作展示的Pokemon Go的HoloLens版本。这个版本和以前的手机版本不一样。玩家可以直接与宠物精灵互动，两个玩家可以在现实中相遇，看到对方的宠物精灵，进行宠物精灵之战。相比口袋妖怪Go，微软对黑科技“全息传输”的复制更引人注目，微软技术研究员基普曼通过全息投影出现在会场。

       什么是微软Mesh？

       Mesh作为Azure支持的新的混合现实平台，是微软在这次会议上正式推出的。据微软称，这将简化多用户XR应用程序的创建。我们可以把Mesh理解为微软为开发者创建多人XR应用提供的开发工具。Mesh平台允许不同物理位置的人通过不同类型的设备，以虚像甚至全息投影的形式进行协作和分享，投射出最真实的自己与MR世界的人交流，就像与现实世界的人互动一样。

       微软黑科技“全息传输”可用。它的MR平台网格有多好

       基普曼说:“你可以感觉到你与他人分享内容，或者通过不同的磁共振设备传输内容，即使你不在同一个物理位置。”据微软介绍，Mesh是微软多年研发的成果，涵盖了手眼运动跟踪和Hololens的发展到创建持久全息图和创建个性化虚拟图像的人工智能模型。云计算是微软的核心业务，Mesh的底层是Azure，得益于其庞大的计算资源、数据、人工智能和MR服务。因此，Mesh是云计算的进一步延伸。Mesh支持的全息传输和高精度虚拟角色人脸和运动跟踪需要云计算来帮助解决操作、硬件、渲染和存储等诸多问题。

       基普曼说:“我们正在Azure中构建越来越多的价值，智能云。在这些协作体验中，内容存储在云中，而不是存储在设备或应用程序中，我们需要特殊的镜头才能看到他。”借助支持网格的应用程序，无论地理位置如何，用户都可以使用3D物理模型(从小型家具到喷气发动机等)。)在共享虚拟空间中作为自己的虚拟图像或全息投影图像出现，并在全息模型上进行协作。

       那微软为什么要推出多用户XR应用开发平台Mesh呢？微软在介绍中说，MR是继大型机、个人电脑、智能手机之后的第四波电脑，正在成为横跨消费和商业领域的主流。MR把人从屏幕体验中解放出来，让人们在自己的空间里直接与人或物互动。据报道，全球上亿用户通过手机体验了任天堂的MR，财富杂志统计的500强机构中，有超过50%的机构使用了HoloLens等MR解决方案，以提高投资回报，促进业务发展。鉴于此，能给人带来MR体验的应用数量应该是相当可观的，但事实并非如此，因为一些开发条件限制了开发者MR体验的开发，尤其是以下四个问题:

       1.在MR体验中呈现现实的人需要花费大量的时间和资源；

       2.在跨时区和设备类型的共享磁共振空间中，保持全息图的稳定并不容易。

       3.很难在MR体验中引入高保真的3D模型来支持客户拥有的文件格式；

       4.在地理上分散的磁共振对话中，同步用户的动作和表情是一项复杂的任务。

       为了解决这些挑战，微软推出了Mesh，允许开发者设计多用户MR应用，而不用担心复杂的技术挑战。

       网格功能展示和技术分析

       微软对Mesh的定位主要是创造一种可以跨屏、自然交互、与真实视图和人交互的体验。所以平台需要围绕微软现有的HoloLens平台、MR头戴式平台以及更常见的平台进行设计。事实上，Mesh平台从跨平台支持、云服务、LBA AR支持等多个方面定义了未来XR应用的一些特性。从每个功能的单一角度来看，都有相应的企业和服务面对一些蓬勃发展的特定用户群体。

       1.与其他微软平台和工具交流

       Mesh基于Azure，可以和其他微软平台和工具进行通信。借助身份服务，如Azure活动目录和微软帐户，用户可以在适当的身份验证和授权后进入安全和可信的会话。微软图形允许用户在商业或消费者空间访问内容和联系人等信息。而且作为开发者，不需要担心计费、音视频传输等核心基础设施，以及底层的实时管理功能。除了核心平台之外，微软由AI支持的关键功能使Mesh能够通过为MR实施大规模多用户在线(MMO)场景来解决一些复杂的技术挑战。

       2.存在感

       Mesh提到的在场主要指两点。第一点是有代表性的头像。在多用户MR体验中，不同类型的设备使用不同的代表性头像，这些头像可以由用户定制。Mesh为用户提供具有代表性的3D头像，并通过设备的由内向外传感器呈现。Mesh平台有自己的头像和定制制作工具，可以直接使用头像。此外，该平台还可以通过其AI驱动的动作模型，帮助现有头像捕捉与用户动作一致的动作和表情。

       第二点是通过由外向内的传感器实现真正的360度全方位拍摄，可以自定义相机设置，比如通过Mixed Reality Capture Studio高保真保存拍摄的3D图像，或者用Azure Kinect拍摄深度敏感的应用图像，帮助生成全息图像。全息图生成后，基于网格开发的应用程序可以在XR头显示器或手机、PC或平板电脑上启用，以使用全息图并将其呈现给用户。

       3.空间地图

       在Mesh出现之前，各种设备只有自己的局部世界地图，在Mesh的帮助下，这些局部缓存地图可以进行合并和优化，形成对空间和环境的全局理解。这个框架锚定内容，分享愿景，并在3D中合作。Mesh创建的地图比GPS更精确，即使在GPS无法定位的空间。它有助于传递与特定兴趣点相关联的“世界锁定全息图”。此外，网格可以生成与给定对象的精确布局和几何对齐相同的理解，以便开发人员可以轻松构建可能需要被视觉信息覆盖的应用程序对象，这些视觉信息将对象与视觉信息(如指令、服务记录和其他重要数据)完全匹配。

       4.全息渲染

       全息渲染是智能边缘云计算和智能云架构的典型例子。在Mesh的支持下，全息渲染可以实现高保真，不需要设备的操作和功耗。网格允许开发人员通过云连接为每个场景和模型在本地独立渲染和远程渲染之间进行选择，使开发人员在设计应用程序时具有更大的灵活性，可以根据不同的设备优化延迟和保真度。而且全息渲染还支持大部分3D文件格式，在启用Mesh的应用中进行局部渲染，解决了引入用户现有3D模型进行协作的问题。

       5.多用户同步

       对于开发者来说，在虚拟协作会议中创建一个共同的全息图视角并相互交流是一个很大的挑战。在网格中，共享内容是通过多用户同步来实现的，这将有助于更新参与者的姿势、动作、表情或空间全息图的变化。所有这些都发生在100毫秒的延迟内，无论是在相同的物理空间还是在不同的时区。Mesh中的空间音频会增强这些功能，从而创造出多用户场景中处于同一物理空间的感觉。

       据微软称，为了利用这些功能，Mesh将为开发者提供跨平台的SDK，让开发者可以针对不同的设备类型创建应用。目前Mesh与C++和C#一起支持Unity，未来几个月Mesh将支持虚幻、巴比伦和React Native。除了访问功能，软件开发工具包还为开发人员在应用程序中使用提供了一个预构建的UX结构。这将使开发人员能够更快、更简洁地提供磁共振体验。随着Mesh平台的出现，这一系列新功能汇集在一起，成为XR应用的特色呈现。这种融合把零星的技术方向变成了整体，让XR的概念一步步具体化，这是它最大的贡献。

       Mesh背后的Azure智能云的价值

       基于Mesh开发的XR应用可以广泛应用于很多领域和场合，这主要归功于Azure智能云带来的价值。Mesh的虚拟协作功能使跨时区的用户能够以数字方式聚集在一起，一起讨论和理解他们，这有助于更快地查看数据和做出更好的决策。用户可以随时一起训练。得益于Holoportation(微软开发的3D视频采集系统)、全息共享和可视化功能，合作伙伴无需在路上花费时间和精力就可以面对面学习。

       比如在远程医疗中，专家可以看到其他医生的诊断，并覆盖数据以保证共识，更好的解决问题，共同决策。设计师和工程师可以一起进行3D设计，团队成员在参与设计时可以用不同的设备分享想法和创意。同事们可以在内容上实时合作，要么亲自合作，要么通过全息传输。Mesh的多应用场景和基于云计算平台的azure的本质，意味着微软Azure行业和MR业务的拓展。

       微软技术研究员亚历克斯·基普曼(Alex Kipman)表示:“从一开始，这就是混合现实的梦想。”其实你可以感觉和分享内容的人在一个地方，也可以从不同的混合现实设备中传输，即使没有物理上的在一起也可以和人在一起。"

       他认为，随着越来越多的人活跃在网格平台上，我们所有人都参与了Azure智能云的价值构建。在这些协作体验中，内容不在当前用户的设备或应用程序中。全息内容上传到云端，意味着用户佩戴的混合现实设备只需要负责视觉效果和交互的沉浸式呈现。对于计算能力有限的个人来说，这是一个飞跃。"最重要的是，随着XR应用在Meah平台的逐渐发展和成熟，更多前所未见的安全隐患和网络安全事件成为关注的焦点。与之前的体验相比，在基于Azure的智能云Meah平台上获得的全新AltspaceVR体验，可以让公司使用企业级安全功能(包括安全登录、会话管理和隐私合规)在虚拟现实中举行会议和工作聚会。

       Azure智能云为Meah提供了容纳大量模型场景和角色的前提条件，这也是平台区别于传统APP的地方。你可以理解，在XR环境下，应用之间的穿梭更像是城市之间的旅行，其间不会有下载过程，也不会有硬件计算能力适配的问题。事实上，从2020年底开始，各大厂商都开始全面实施基于云服务的平台服务战略。其中Epic的数字人类平台和HTC的VR社交平台都拥抱了云技术。云计算的力量和资源将被分配到每一个普通消费者手中，以获得更安全、更具性价比的XR体验，这也是XR行业普及的曙光。

       微软在XR布局上不遗余力，就像技术总监亚历克斯·基普曼(Alex Kipman)从“海底深处”突然“闪现”，然后以一段诗意而浪漫的朗诵开始——一个人的梦想只是一场梦，一个大家共同梦想的梦，就叫现实。错失移动互联网机遇的微软，正在结合云计算在MR领域的优势，让大家更接近未来。网眼绝不是锦上添花。如果保持这个优势，拥有XR底层开发系统和云计算支持的微软，将会定义XR未来的一些标准。

       好了，今天关于“工业黑科技”的话题就讲到这里了。希望大家能够对“工业黑科技”有更深入的认识，并从我的回答中得到一些启示。如果您有任何问题或需要进一步的信息，请随时告诉我。