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从人工智能到核聚变【万邦娱乐网址】

时间:2020-12-03
本文摘要:从人工智能到核聚变,从碳捕获到智能电网,从人造肉到石墨烯……目前人工智能已经广泛应用于环境保护领域。识别和分析照片需要珊瑚礁科学家10到15分钟,但人工智能缓慢的分析现在只需要几秒钟。人工智能影响着农业实践,迅速转变工业化国家的农业生产方式,增加对农药的依赖,大幅度减少水的消耗。

能源

亚马逊森林火灾,加速消失的北极冰面,有记录以来最冷的7月,更多的极端天气事件……各种因素使地球,我们的生存环境面临着严重的考验。大问题往往意味着大机会。

在人类使环境生产变得困难的过程中,不要加大费伊的各种新技术,而是用于修复对环境造成的损害。从人工智能到核聚变,从碳捕获到智能电网,从人造肉到石墨烯……这些新技术有助于我们长时间提供资源、能源,同时增加对环境的损害,推进可持续的未来吗? 1 .人工智能需要配合我们的人类疾病检查、临床、化疗,人工智能也需要配合我们的环境风险监视、预测、识别,推进环境保护。

目前人工智能已经广泛应用于环境保护领域。例如,在为期三年的印度尼西亚珊瑚礁研究项目中,摄影师拍摄了近60000张水下照片。识别和分析照片需要珊瑚礁科学家10到15分钟,但人工智能缓慢的分析现在只需要几秒钟。微软公司目前正在进行人工智能地球计划(AIforEarth )项目,该项目已得到将人工智能技术应用于环境保护的团队200多个研究资助,这些研究涉及生物多样性、气候、水、农业四个领域人工智能和机器学习算法也被用作冰面分析,测量随着时间的推移再次发生的变化。

有助于研究者以正确的布局种植新森林,最大限度地吸收碳排放量。被用作阻止破坏性藻华蔓延的建设警报系统。

人工智能影响着农业实践,迅速转变工业化国家的农业生产方式,增加对农药的依赖,大幅度减少水的消耗。人工智能使自动驾驶车更有效地成为导航系统,增加空气污染。材料科学家引进人工智能技术,开发生物降解塑料替代品,制定洗海战略。2 .核聚变我们的太阳通过氢原子核聚变生成氦来驱动。

几十年来,科学家们依然致力于以某种程度的方式构建可持续的陆地能源。从生态学的角度来看,这个希望非常有说服力。因为这代表了零碳排放的能源形态。

与裂变不同,核聚变产生长时间的放射性核废料。问题是发烧。

两个粒子融合时,为了生成漂亮的正能量,反应必须以数百万度展开。这意味着你用来融合的任何容器都要熔融。答案是,通过在悬浮的等离子体中停止反应,极端的热量可以识别腔室,这个过程可以通过用于高功率磁铁来构筑。据大量报道,人类需要30年才能利用核聚变能源,麻省理工大学的研究小组表示,通过在新型超导材料上生产核聚变炉中极强的磁铁,仅15年就可以将核聚变动力输送到电网。

这个项目由麻省理工大学和民营企业CFS(CommonwealthFusionSystems )共同开发,得到了意大利能源巨头埃尼(Eni )的5000万美元投资。中国在核聚变研究领域也已经位居世界前列: 2018年,中国的大科学装置“人工太阳”等离子体中心电子温度首次超过1亿度,取得的许多实验参数与未来核聚变充填稳定运营模式所需的物理条件相似,未来核聚变充填实2019年6月,中国新一代高效核聚变研究装置“中国环流器2号m”全面工程拉开帷幕。该装置使用了更先进的设备结构和控制方式,等离子体温度今后将达到2亿度。

另外,据最新消息,中国科学院原子能安全性技术研究所凤麟团队开发的几乎具有自主知识产权的中子运输设计和安全性评价软件系统SuperMC“超级蒙卡”由欧洲核聚变模板填补的适用性项目进行管理该软件被介绍为作为欧洲核聚变联盟(EUROfusion )核聚变模板埋下的核设计软件。3 .碳猎取空气中的二氧化碳过多使地球的气候发生变化。

如果我们能捕猎和阻断碳排放,地球的生态环境保护会有什么帮助呢? ccs(carboncaptureandstorage )作为新技术,在今后几十年中将对环境保护发挥最重要的作用。根据CCS协会的定义,狩猎技术可以用自燃前狩猎、自燃后狩猎和富氧燃料狩猎三种方法中的任一种方法分离发电和工业过程中产生的二氧化碳。之后,被狩猎的碳通过管道输送,储存在地下深处的岩层中。2017年,世界上第一家碳捕获工厂在瑞士生产,ClimeworksAG成为史上第一家需要从空气中捕获二氧化碳,销售给购买者的工厂。

该工厂将狩猎的二氧化碳通过地下管道输送到温室,利用这些气体协助蔬菜生长。该公司期待在今后10年内大幅度扩大技术,收到了2025年前猎取世界每年二氧化碳排放量1%的豪言壮语。

另外,在美国和加拿大,一些创业公司正在开发碳猎取工厂。例如,加拿大创业公司CarbonEngineering致力于开发需要从空气中猎取碳的技术,最近2019年3月获得6800万美元的融资,投资者阵容很大,微软公司为创始人比尔盖茨、西博这也仅次于这个领域的创业公司现在获得的创业投资。

4 .智能电网可以说现在的电网工作方式依然继承了19世纪和20世纪的旧模式和问题:电力生产高度集中,送到下游,最后到达最终用户。问题是这些电网对与输入的变动非常脆弱。为了让他做可靠的工作,很多时候必须生产过剩的能量。

另外,这种供电系统更容易受到反击,多依赖于废气污染的能源。现在很多国家已经着力建设智能电网。

智能电网与其说是某种单一的技术,不如说是许多能源、配电、网络、自动化和传感技术的构筑和展开,是应对21世纪能源供求矛盾的变革。使用智能电网技术,电网进入新的转变。当地的能源生产接收家庭水平,家庭水平的电力可以从系统到电网的上游。

传感技术和更正确的预测模型在能源生产中展开微调,防止生产过剩。更好的电池技术用于动态地保存可再生能源. 随着家电产品看起来更聪明,电网可能会自动发出信号,拒绝重新启动以节约电力。总体来说,智能电网会给电力基础设施的工作方式带来很大的变化。根据电力研究所(ElectricPowerResearchInstitute )的研究,到2030年智能电网技术可能有助于碳排放量比10年前增加58%。

5 .环境传感器为了保护环境,首先需要对环境的变化随时放入心里。随着传感器、物联网、边缘计算等技术的发展,各地的环境传感器网络需要对环境变化展开动态感觉、数据提取和正确的分析,对环境变化建立更准确的监测。现在,无数网络传感器已经被用于监视空气和水质,识别污染物,跟踪氧化,猎取对我们的社会和经济福利来说重要现象的动态数据。

监视建筑物能源和水的局部传感器网络正在协助增加我们的浪费。路上有可以穿的空气质量传感器。

所有这些传感器的进一步快速增长和网络化对我们的生活方式有很大影响,给智慧城市的建设和发展,以及更大范围的环境保护带来有效的开展。6 .新型电池能源是妨碍许多绿色技术发展的允许因素。例如,风力和太阳能需要产生大量的电力,但使用这些技术有时受到没有风和太阳的不可突破的允许条件。

电网

另外,虽然电动汽车技术发展缓慢,但是除非技术进步,成本大幅减少,基础设施大幅升级,否则化石燃料依然占主导地位。为了解决这些问题,需要高效的能源存储,包括新的电池技术辅助。

据美国洗手空气特别工作组(CleanAirTaskForce )介绍,美国加利福尼亚州为了建立只用100%可再生能源供电的宏伟目标,不要在能源储存系统中投入最多3600亿美元的资金许多创业公司在这个领域展开了突破。例如,储能技术开发者FormEnergy专注于常年需要大量电能的硫系水系液流电池的开发生产,正在寻找长达数周、数个月、甚至数年的储能解决方案。

认为该技术需要将可再生能源构筑成每年大致顺利且可调度的分配,需要在扩大传输容量的同时利用于新电线。该公司现在从意大利石油天然气巨头埃尼集团(Eni )等机构获得约5000万美元的融资。7 .人造肉近年来更多人意识到工业化家畜的养殖和大规模屠宰对环境的破坏。

2017年,多达15000名世界科学家受到警告,敦促大幅增加人均肉类消费。其次的问题是土地利用。例如,每生产100克牛肉需要164平方米的牧场,这是中美洲和南美洲砍伐森林的主要原因之一,引起前所未有的碳排放。

联合国粮食及农业组织的数据显示,家畜废气中的温室气体约占人为排放量的14.5%。另外,动物也被用于大量淡水,工业化畜牧业的污染流出也给当地的水资源带来了污染。在这样的背景下,人造肉应运而生。有些科技初创公司通过生物合成、基因编辑、细胞农业等新技术,提高食品行业的效率,同时大幅度增加环境的破坏。

在以BeyondMeat、ImpossibleFoods为代表的植物肉制造商、以MosaMeat、MemphisMeats为代表的实验室培育肉制造商,以BlueNalu、FinlessFoods为代表的海鲜替代食品制造商其中,BeyondMeat今年5月顺利上市,可以说引起了人造肉的创业和投资热潮。8 .植物性塑料废物对环境的破坏很明显。因此,世界许多国家都实施了禁令,允许塑料再利用。

如何从技术角度解决问题受到各大食品制造商、纸箱制造商和许多创业公司的关注。生物可降解植物塑料是这些公司开发的不现实的解决方案。因为理论上,它可以取代很多已经流通的塑料制品。例如,印度尼西亚一家名为AvaniEco的公司从2014年开始在木薯生产生物塑料。

但是,值得注意的是,并非所有的生物塑料都可以生物降解,关于生产技术的优点也没有讨论。将来这个行业如何大力构建技术升级,推进植物性塑料的大规模商用,是个长期的问题。

9 .石墨烯材料来源于2004年曼彻斯特大学首次发现的超薄石墨层。石墨烯比钢软,比纸厚,比铜导电,是可靠的神秘材料。现在石墨烯已经成为备受瞩目的研究领域和引起无限想象力的技术主题。很多人预测会在青铜、铁、钢、硅之后,接下来说明了我们各种文化和技术的进化领域。

石墨烯原子薄,具有柔软性、透明性、低导电性,因此适用于过滤器、在大于损失的距离传输能量的超导体、光伏应用等普遍的环境保护领域。大幅度提高现有材料的效率可能会证明石墨烯是我们绿色再生的基础。10 .如果太阳能玻璃摩天大楼的每个窗户都产生能量,我们的能源利用效率会发生什么样的变化? 这就是太阳能玻璃的未来。太阳玻璃是一种新的半透明窗户材料,可以猎取太阳的能量,将其转换为电能。

作为新技术,在建筑节能和可持续发展领域引起了普遍的关注。对太阳能玻璃来说,下一个技术障碍是能量转换效率。现在,高性能太阳能电池可以得到25%以上的转换效率,但太阳能玻璃为了维持透明性,意味着很大程度上牺牲了光转换为电的效率。

现在美国密歇根大学的研究小组正在开发太阳能玻璃制品,需要使50%的光通过,构建15%的转换效率。根据该集团发表的研究,有50亿到70亿平方米的窗户空间,充分使用太阳能玻璃制品来满足美国40%的能源需求。现在这个项目已经得到美国能源部太阳能技术事务所130万美元的资助。总体来看,上述一些技术已经应用,有些还处于研发阶段,有些还处于争论和批评之中。

但是,无论如何,人类在应对气候变化、环境危机的道路上,新技术的开发和应用都将构建巨大的变革。


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