日期:[2023年05月31日]
-- 智慧生活报 --
版次:[A15]
（上接14版）
黄土高原生态恢复山西省重点实验室：
黄土高原生态恢复难不难“试验田”里搞模拟
■实验室介绍：
黄土高原生态恢复山西省重点实验室2018年12月经山西省科学技术厅批准开始建设。长期从事生态学基础研究，依托生态学一级学科，在黄土高原综合整治、小流域水土流失治理等方面取得显著成果。
一块块“试验田”里，各种植被正在静静生长，虽然都处在一个个小小的“方格”里，但这里的土壤成分、水分比例等都模拟黄土高原上不同的地理环境……这些试验田就在黄土高原生态恢复山西省重点实验室的植被培育室里。黄土高原生态恢复山西省重点实验室副教授贾彤是这些植被的主要照料人。“这些植被，主要用于矿山生态修复。除此之外，我们还有很多其他类型的河草植被。不过，这些植被有一个特征，那就是可能会感染一些特定的微生物。”贾彤介绍，黄土高原植物和微生物群落之间的各种奇妙反应，是他们团队研究的重点。通过微生物，赋予植被耐重金属、耐贫瘠养分的特性，可以对矿区、水土流失地区的植被进行修复。
微生物对黄土高原生态环境的影响不仅仅局限于植被修复，还适用于河流、湿地等水体中。而且，微生物在水体中的应用更加广泛。在实验室当中，工作人员正在对汾河水样品进行检测，样品是从汾河60个不同流域采集的，不同的微生物可以有效地分解水中不同的污染物。
通过对水体里面抗生素的检测就可以知道它的污染原因。根据污染原因，我们就可以采取相对应的措施。
黄土高原生态恢复山西省重点实验室在土地整治与生态工程、工矿区植被恢复与生物多样性保护、工矿区水资源保护与高效利用等方向都有所突破，为我省矿区生态恢复及有色金属尾矿治理提供技术指导，为黄土高原受损生态系统的恢复提供解决方案和技术支撑。
其中，在工矿区植被恢复与生物多样性保护方面，通过工程手段和生物措施，开展工矿区土地/植被退化机制与修复措施，工矿区土壤-水-植被耦合机制与植被重建模式，以及工矿区生物多样性的恢复理论与技术的研究，使之形成结构稳定、功能完善、能够自我维持的生态系统。
在工矿区水资源保护与高效利用方面，要围绕黄土高原矿产资源开采和地下水资源保护，在我省干旱半干旱区，针对矿区存在矿井水排放造成的水资源浪费，流域水污染严重，矿区农业灌溉和人畜饮用水资源严重短缺等问题，开展矿井水资源化利用，水污染生态修复，生态水文过程与高效利用的研究，提出生态水文修复和健康运行合理模式。
煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室：
导航定位技术加持掘进作业实现“无人化”
■实验室介绍：
煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室于2013年批复建设，2016年通过验收。实验室在煤岩截割破碎理论与技术、受限空间粉尘抑制技术、安全高效综掘技术与装备、短壁绿色开采技术及成套装备4个技术方向开展“卡点”和“堵点”关键核心技术攻关。
说到煤矿，你的眼前会浮现什么样的画面？煤尘飞扬？还是煤灰遍地？目前，我省已建成多处智能化综采工作面，在这些煤矿中，你再也见不到煤尘飞扬，只能看到设备有序运转，滚滚乌金运往地面……
煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室，正是一个致力于让矿山智能化的科研基地。
矿山智能化，采掘工作面的“少人化、无人化”是重要的转型方向，其中，自动导航定位技术成为制约采掘装备智能化发展的主要“卡脖子”问题。但在煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室矿用导航技术实验室，这个问题已经得到了解决,并且经多轮迭代，形成的系列矿用导航产品已经达到国际同类产品技术水平。
在导航定位技术的加持下，操作人员不用时刻跟随掘进机进行挖掘作业，而是可以远离作业区。这样一来，操作人员的人身安全就得到了保障，同时，也不用时时刻刻“吃”煤灰，降低了患尘肺病等职业病的概率。
矿用导航技术实验室，是煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室内的其中一个子实验室。此外，防爆柴油机燃烧性能实验室、矿用柴油机防爆性能实验室、煤矿传动系统安全性能与故障分析平台、3m法电磁兼容(EMC)半波暗室等也属于子实验室，这些子实验室分别从不同的方面助力智慧矿山的实现。
其中，防爆柴油机燃烧性能实验室，可以对矿用柴油机的油耗、进气流量、CO、NOx、HC、颗粒物、转速、扭矩、温度、压力等参数进行实时监测。
矿用柴油机防爆性能实验室，可以实现对410kW以下矿用柴油机进行部件和整机安全性能验证。如，针对实现爆炸环境中矿用柴油机的全工况自动控制，对试验仓内的甲烷、氧气浓度、压力、温度、矿用柴油机温度等参数进行远程实时检测。
煤矿传动系统安全性能与故障分析平台，可对煤矿用输送机减速器的主要性能参数：功率、转速、效率、热平衡温度等进行测试；对煤矿用耦合器的主要性能参数：功率、转差率、温度、压力等进行测试；对煤矿用防爆电机的主要性能参数：功率、转矩、超速、振动、电压、电流等进行测试。
3m法电磁兼容（EMC）半波暗室，主要对电气设备的电磁兼容性能，如辐射发射、辐射敏感度（抗扰度）、静电放电、浪涌冲击、快速瞬变脉冲群等进行测试。
智能信息控制技术山西省重点实验室：
机器人想要完成动作背后得有人的智慧
■实验室介绍：
智能信息控制技术山西省重点实验室主要研究方向包括：智能指挥控制（包括智能态势感知和智能指挥决策）、无人平台控制方向 （包括智能识别控制和集群分布协同）、大数据挖掘方向（包括智能云脑平台和数据知识学习）。
你们肯定见过，超市里的机器人载着食品向你走来；也见过没有驾驶员，却能在复杂的路况上精准避让障碍的无人车辆；还在医院里见过协助你挂号或取药的机器人……这些在不同应用场景下为城市生活增添便利的机器人就是智能信息控制技术山西省重点实验室研究的主要方向之一。5月29日，40余位参观者来到实验室，近距离接触了实验室的前沿科技。“我们的研究方向虽然比较专业，但都与老百姓的生活息息相关。”实验室的实验员说，比如在生产、生活、办公中变得常见的智能机器人。我国机器人技术起步较晚，但是近几年，这种差距正在逐渐变小。
智能机器人，顾名思义就是不需要人为操作就能“自主”运动的一项技术。其实，只要提前设置好控制技术，就能让机器人如同人类一般运动。智能控制技术不是仅仅控制一个程序，而是控制多种程序的集成操作。
目前，智能机器人控制系统中导航与定位技术绝对占据核心地位。该技术虽然听上去比较简单，但是对于智能机器人控制系统的应用却有着非常重要的意义。它可以通过智能机器人系统的定位与导航技术来确保信息采集的精确性与定位的精准度。除此之外，智能机器人想要自主运行还需要依靠视觉技术来辅助完成。机器人无法像人一样依靠眼睛来获取周围环境状况，而必须依靠控制系统中的视觉系统。首先，该系统能够使机器人对周围图像信息进行采集，帮其判断周围的环境。机器人视觉技术可以通过对图像的处理来获取数据信息，结合多传感器信息融合技术对采集的数据信息进行分析处理，使智能机器人能够更加高效、快速、精准地获取系统发出的各项指令信息。在对机器人的运动轨迹与路径监控时，应用智能化技术可以实现时效性与动态性的精准化、智能化控制，使机器人能够按照系统发出的各项指令信息，实现精准无误的执行。其次是对运动环境进行智能控制。对运动环境做出动态管理、智能控制、精准定位、实时监控等，能够使得各项控制系统得到优化与完善。最后是对动作形态进行智能控制。在对机器人手臂完成各种形态动作的智能控制过程中，对机器人各种动作的形态、规律与协调性做出精准智能控制。“别惊叹机器人聪明。其实机器人想要完成各种动作，背后的智慧还是来源于科研人员。”参观者刘有志感叹道。 记者 乔静涛 杨晓艳 文/摄
黄土高原生态恢复难不难“试验田”里搞模拟
■实验室介绍：
黄土高原生态恢复山西省重点实验室2018年12月经山西省科学技术厅批准开始建设。长期从事生态学基础研究，依托生态学一级学科，在黄土高原综合整治、小流域水土流失治理等方面取得显著成果。
一块块“试验田”里，各种植被正在静静生长，虽然都处在一个个小小的“方格”里，但这里的土壤成分、水分比例等都模拟黄土高原上不同的地理环境……这些试验田就在黄土高原生态恢复山西省重点实验室的植被培育室里。黄土高原生态恢复山西省重点实验室副教授贾彤是这些植被的主要照料人。“这些植被，主要用于矿山生态修复。除此之外，我们还有很多其他类型的河草植被。不过，这些植被有一个特征，那就是可能会感染一些特定的微生物。”贾彤介绍，黄土高原植物和微生物群落之间的各种奇妙反应，是他们团队研究的重点。通过微生物，赋予植被耐重金属、耐贫瘠养分的特性，可以对矿区、水土流失地区的植被进行修复。
微生物对黄土高原生态环境的影响不仅仅局限于植被修复，还适用于河流、湿地等水体中。而且，微生物在水体中的应用更加广泛。在实验室当中，工作人员正在对汾河水样品进行检测，样品是从汾河60个不同流域采集的，不同的微生物可以有效地分解水中不同的污染物。
通过对水体里面抗生素的检测就可以知道它的污染原因。根据污染原因，我们就可以采取相对应的措施。
黄土高原生态恢复山西省重点实验室在土地整治与生态工程、工矿区植被恢复与生物多样性保护、工矿区水资源保护与高效利用等方向都有所突破，为我省矿区生态恢复及有色金属尾矿治理提供技术指导，为黄土高原受损生态系统的恢复提供解决方案和技术支撑。
其中，在工矿区植被恢复与生物多样性保护方面，通过工程手段和生物措施，开展工矿区土地/植被退化机制与修复措施，工矿区土壤-水-植被耦合机制与植被重建模式，以及工矿区生物多样性的恢复理论与技术的研究，使之形成结构稳定、功能完善、能够自我维持的生态系统。
在工矿区水资源保护与高效利用方面，要围绕黄土高原矿产资源开采和地下水资源保护，在我省干旱半干旱区，针对矿区存在矿井水排放造成的水资源浪费，流域水污染严重，矿区农业灌溉和人畜饮用水资源严重短缺等问题，开展矿井水资源化利用，水污染生态修复，生态水文过程与高效利用的研究，提出生态水文修复和健康运行合理模式。
煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室：
导航定位技术加持掘进作业实现“无人化”
■实验室介绍：
煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室于2013年批复建设，2016年通过验收。实验室在煤岩截割破碎理论与技术、受限空间粉尘抑制技术、安全高效综掘技术与装备、短壁绿色开采技术及成套装备4个技术方向开展“卡点”和“堵点”关键核心技术攻关。
说到煤矿，你的眼前会浮现什么样的画面？煤尘飞扬？还是煤灰遍地？目前，我省已建成多处智能化综采工作面，在这些煤矿中，你再也见不到煤尘飞扬，只能看到设备有序运转，滚滚乌金运往地面……
煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室，正是一个致力于让矿山智能化的科研基地。
矿山智能化，采掘工作面的“少人化、无人化”是重要的转型方向，其中，自动导航定位技术成为制约采掘装备智能化发展的主要“卡脖子”问题。但在煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室矿用导航技术实验室，这个问题已经得到了解决,并且经多轮迭代，形成的系列矿用导航产品已经达到国际同类产品技术水平。
在导航定位技术的加持下，操作人员不用时刻跟随掘进机进行挖掘作业，而是可以远离作业区。这样一来，操作人员的人身安全就得到了保障，同时，也不用时时刻刻“吃”煤灰，降低了患尘肺病等职业病的概率。
矿用导航技术实验室，是煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室内的其中一个子实验室。此外，防爆柴油机燃烧性能实验室、矿用柴油机防爆性能实验室、煤矿传动系统安全性能与故障分析平台、3m法电磁兼容(EMC)半波暗室等也属于子实验室，这些子实验室分别从不同的方面助力智慧矿山的实现。
其中，防爆柴油机燃烧性能实验室，可以对矿用柴油机的油耗、进气流量、CO、NOx、HC、颗粒物、转速、扭矩、温度、压力等参数进行实时监测。
矿用柴油机防爆性能实验室，可以实现对410kW以下矿用柴油机进行部件和整机安全性能验证。如，针对实现爆炸环境中矿用柴油机的全工况自动控制，对试验仓内的甲烷、氧气浓度、压力、温度、矿用柴油机温度等参数进行远程实时检测。
煤矿传动系统安全性能与故障分析平台，可对煤矿用输送机减速器的主要性能参数：功率、转速、效率、热平衡温度等进行测试；对煤矿用耦合器的主要性能参数：功率、转差率、温度、压力等进行测试；对煤矿用防爆电机的主要性能参数：功率、转矩、超速、振动、电压、电流等进行测试。
3m法电磁兼容（EMC）半波暗室，主要对电气设备的电磁兼容性能，如辐射发射、辐射敏感度（抗扰度）、静电放电、浪涌冲击、快速瞬变脉冲群等进行测试。
智能信息控制技术山西省重点实验室：
机器人想要完成动作背后得有人的智慧
■实验室介绍：
智能信息控制技术山西省重点实验室主要研究方向包括：智能指挥控制（包括智能态势感知和智能指挥决策）、无人平台控制方向 （包括智能识别控制和集群分布协同）、大数据挖掘方向（包括智能云脑平台和数据知识学习）。
你们肯定见过，超市里的机器人载着食品向你走来；也见过没有驾驶员，却能在复杂的路况上精准避让障碍的无人车辆；还在医院里见过协助你挂号或取药的机器人……这些在不同应用场景下为城市生活增添便利的机器人就是智能信息控制技术山西省重点实验室研究的主要方向之一。5月29日，40余位参观者来到实验室，近距离接触了实验室的前沿科技。“我们的研究方向虽然比较专业，但都与老百姓的生活息息相关。”实验室的实验员说，比如在生产、生活、办公中变得常见的智能机器人。我国机器人技术起步较晚，但是近几年，这种差距正在逐渐变小。
智能机器人，顾名思义就是不需要人为操作就能“自主”运动的一项技术。其实，只要提前设置好控制技术，就能让机器人如同人类一般运动。智能控制技术不是仅仅控制一个程序，而是控制多种程序的集成操作。
目前，智能机器人控制系统中导航与定位技术绝对占据核心地位。该技术虽然听上去比较简单，但是对于智能机器人控制系统的应用却有着非常重要的意义。它可以通过智能机器人系统的定位与导航技术来确保信息采集的精确性与定位的精准度。除此之外，智能机器人想要自主运行还需要依靠视觉技术来辅助完成。机器人无法像人一样依靠眼睛来获取周围环境状况，而必须依靠控制系统中的视觉系统。首先，该系统能够使机器人对周围图像信息进行采集，帮其判断周围的环境。机器人视觉技术可以通过对图像的处理来获取数据信息，结合多传感器信息融合技术对采集的数据信息进行分析处理，使智能机器人能够更加高效、快速、精准地获取系统发出的各项指令信息。在对机器人的运动轨迹与路径监控时，应用智能化技术可以实现时效性与动态性的精准化、智能化控制，使机器人能够按照系统发出的各项指令信息，实现精准无误的执行。其次是对运动环境进行智能控制。对运动环境做出动态管理、智能控制、精准定位、实时监控等，能够使得各项控制系统得到优化与完善。最后是对动作形态进行智能控制。在对机器人手臂完成各种形态动作的智能控制过程中，对机器人各种动作的形态、规律与协调性做出精准智能控制。“别惊叹机器人聪明。其实机器人想要完成各种动作，背后的智慧还是来源于科研人员。”参观者刘有志感叹道。 记者 乔静涛 杨晓艳 文/摄
