《未来实验室》聚焦人工智能、量子计算、生物技术、新能源等前沿科技领域，通过生动实验、专家解读和案例分析，带领观众领略未来科技的无限可能。让我们一同见证科技改变世界的每一个精彩瞬间，共同迎接更加美好的未来吧！
从实验室到生产线
看我国“硬核”科技有多广泛
核能应用
除了核电、核能供暖等清洁能源
在工业、医学、农业等领域都已经得到前沿应用
到2025年
我国核技术应用市场规模将达万亿元
“人造太阳”EAST
它是全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）
模拟太阳产生能量的原理
作为可控并持续反应的核聚变装置
中心电子温度1亿℃
403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行
它和中国科学家又一次刷新历史
为这一天
全球科学家已经努力了70多年
中国科学家则奋斗了40多年
下一阶段，可控核聚变瞄准的是
人类能源的终极解决方案
“玲龙一号”
全球首个陆上商用模块化小型核反应堆
正在建设中的它
设计集约小巧、建设灵活
大家爱称它为“核能充电宝”
中核集团海南核电运行二处运行技术科姚亮——
它采用了国内首台自主设计的屏蔽式主泵
取消了传统大堆复杂的管路
相较于大堆的外置式高达20米的蒸汽发生器
“玲龙一号”采用的是直流蒸汽发生器
不到其1/5
核电站和火电站的发电原理大致类似
本质上都是烧开水
水烧开了会产生蒸汽
蒸汽推动汽轮机旋转
进而带动发电机产生出电力
不同的是火电站烧水用的是煤
一座30万标准火电厂
每年耗原煤大约100万吨
而“玲龙一号”所需的核燃料不到8吨
且每2年换一次料，一辆卡车就把它送走了
“玲龙一号”建成投产后年发电量可达10亿度
2026年并网发电后
这个“核能充电宝”还能应用于
城市供暖、海水淡化、石油开采等多种场景
花瓣加速器
它的粒子加速路径像一个花瓣儿
能在有限空间内，将束流加速至接近光速
技术难度全球领先
可应用于工业辐照、工业CT检测、同位素制备、核闪光放疗等多领域
中国工程物理研究院流体物理研究所高级工程师唐若——
在高能工业CT领域
它是世界上分辨率最高的装置
空间分辨率指标30微米
好比在一个大铁块里面看到一根头发丝的1/3小的缺陷
中国工程物理研究院流体物理研究所研究员何小中——
我们自己写代码、去设计、
去控制束流的轨迹、去确定电极的三维结构
解决了非常多的技术困难
“洛书”中子谱仪
它看起来是根橘红色的管道
总长度46米，是目前同类谱仪当中距离最长的
它可以无损地探测到物质的内部结构
并对它的疲劳程度进行测试
探测精度可以从1微米到1纳米之间
也就是我们正常人头发丝的百分之一到十万分之一
俨然微观世界的 “超级显微镜”
合成生物技术能否“重塑世界”?
我国《“十四五”生物经济发展规划》中
将生物制造作为生物经济战略性新兴产业发展方向
要推动化工、医药、材料、轻工等重要工业产品制造
与生物技术深度融合
向绿色低碳、可持续发展模式转型
在合成生物领域
科学家就像“造物主”一样
将具有各种特性的细胞、基因片段、蛋白质等“零部件”
有机地组合在一起
中国科学院天津工业生物技术研究所绕过光合作用
用二氧化碳直接合成淀粉
目前我国科研团队突破抗癌药物紫杉醇的全人工合成
在此之前，另一个重要的抗疟疾药物青蒿素
也已经实现了人工合成
合成生物新材料创造无限可能
玉米能做衣服，还能做墨镜和包
这是怎么实现的？
对微生物进行基因改造
玉米里面的糖
可以理解为微生物的食物
糖转化成另一种分子
之后再去做下游的材料聚合
做成身上的衣服
不仅低碳环保可再生
而且性能也更加优异
材料强度大概是钢的两倍、铝的五倍
这款生物基尼龙材料广泛应用于
建筑、新能源电池外壳、光伏边框、风车叶片等领域
可降解塑料叫作PHA
它提取加工自微生物体内的脂肪
就像人类“长胖”一样
这些微生物会吸收环境中的油脂
并将其在自己体内转化为高分子脂肪
也就是制备PHA的原材料
制成的一次性餐具、包装盒、纺织品、家居饰品等产品
可以在自然环境中完全降解
最终的降解产物只有水和二氧化碳
“脑机接口”正加速“接入”生活
将脑科学列为重要的国家战略性前沿科技与研究方向
其中脑机接口尤其是近年来快速发展的领域
通过获取、解码脑信号
将用户的意图指令传输到外部设备上
用于替代或补充人类的外周功能
比如通过意念控制假肢、移动光标，甚至玩游戏等
不仅可以帮助身体受限的患者提升生活质量
对于健康人来说也可能会发展出很多有趣的应用场景
去年10月，残疾人运动员通过非侵入式脑电设备控制的智能仿生手
点燃了亚残运会的主火炬
一扇破解大脑奥秘的窗口正在开启
无数的科幻场景也将加速走进现实
全球首例血管内“脑机接口”取出试验成功
近日南开大学在这一领域取得了全新进展
这只正在运动的小羊
刚刚完成一例手术试验
科研人员将它脑内血管里的介入式脑机接口成功取出
试验验证了这一取出方式的安全可靠
这是介入式脑机接口通向临床验证前的关键一步
南开大学医学院副院长段峰——
难度有两部分
一是我们要通过血管把微电极导入到相应的脑区
对电极的加工制造要求就非常高，要在微米级的
二是我们要考虑到整个生物相容性
不能产生血栓
要让支架电极和血管融为一体
点“丝”成金 脑机植入无需“大开脑洞”
这是全新的微创脑机接口
科研人员只需在小鼠颅骨上
打开一个直径不到0.5毫米的小孔
就可以将电极“丝滑”地插入到小鼠的大脑内部
中国科学院上海微系统与信息技术研究所副所长陶虎——
随着我们对大脑更多的认识
我们有可能可以把我们的视觉提高
我们的听觉（提高）
延长我们的生命
还有提高我们的耐力
破解大脑奥秘的“地图”如何绘制?
这是我国科研团队绘制的
全球首张小鼠外周感觉神经元在全身的投射图谱
在如此精密的水平上
看到单个神经元的完整形态
这是全球首次
北京脑科学与类脑研究中心高级研究员赵瑚——
在产业端
这款全球首创
可以由意识控制的智能仿生手
通过采集手臂上微弱的神经电信号
就能实现对每根手指运动的精确控制
不需要开颅手术
就能让截肢的残障人士弹奏音乐
中国商业航天发展有多迅猛？
我国商业航天产业快速发展
在多领域实现了“从0到1”的突破
作为经济发展重要的新增长引擎
预计今年商业航天的产业规模将突破2.3万亿元
商业航天也带动卫星产业迎来爆发增长
目前我国已规划3个“万星星座”计划
总计将发射超3.7万颗卫星
在2024年中国航天大会商业航天产业国际论坛上
国家航天局相关负责人表示
作为新质生产力的典范
我国商业航天全产业链正开足马力驶向“快车道”
由我国蓝箭航天公司自主研发的
可重复使用火箭“朱雀三号”试验箭
在酒泉卫星发射中心完成10千米级垂直起降返回飞行试验
这是我国商业航天在实现可重复使用运载火箭技术上迈出的重要一步
蓝箭航天火箭研发部控制与仿真工程部总监钟友武——
比如风干扰、气动特性等这些
在这个基础上
我们会进行大量的数学仿真
统计出来我们这个算法
以及设计的参数
是不是满足整个飞行控制的要求
蓝箭航天副总裁、型号质量总师刘建——
这个过程中
我们能看到整个民营企业
在生产过程的质量管理、体系化建设、高精尖技术工艺的能力建设上
得到了长足的进步
高密度发射卫星
运载火箭如何降本增效？
低时延、低成本、广覆盖、高可靠的卫星互联网
是未来通信的重要方式之一
8月初，我国低轨卫星互联网星座计划“千帆星座”
完成首批卫星的发射
计划到2030年底前
要在地球周围部署约1.5万颗卫星
像这样的“万星星座”计划
我国已经规划有3个
实现高密度发射的背后
如何用更低的成本
实现更稳更快的发射
考验的是商业航天的技术创新与模式创新能力
我国首艘专业火箭发射船“东方航天港”号
它的长度是162.5米
宽度有40米
面积相当于15个篮球场那么大
焊缝衔接的新的甲板区域
是一个新的火箭发射工位
在火箭发射完成之后
它可以选择保留或者是移除
这种模块化的设计
满足了商业航天火箭灵活的需求
拥有大脑还能表达情绪
机器“人”走入生活还有多远
党的二十届三中全会中明确指出——
加强新领域新赛道制度供给
建立未来产业投入增长机制
什么是“未来产业”呢？
它是指由前沿技术驱动
当前处于孕育萌发阶段或产业化初期
具有显著战略性、引领性、颠覆性和不确定性的前瞻性新兴产业
2024年被称为人形机器人商业化元年
据首届中国人形机器人产业大会发布的报告预测
2024年中国人形机器人市场规模将达到27.6亿元
2030年有望成长为千亿元市场
工信部、科技部等七部门
发布的未来产业十大标志性产品中
第一个就是人形机器人
推动人形机器人产业化
国家和地方多个层面都在整合资源和加紧布局
目前在北京、上海、广东、浙江、四川等地
都成立了具身智能机器人创新中心
攻关关键核心技术
打造公共服务平台
他们也可以有和人一样的皮肤、表情
喜怒哀乐随时表达
机器人能像人类一样
行走、奔跑，克服地形障碍
它还可以比人更灵活
360度转身，翻腾、卷腹站立，扛住击打
随着人工智能算法、核心零部件、智能制造等技术的不断发展
人形机器人将逐步走入人们的生活
上海交大人工智能学院教授卢策吾——
语言模型是文本进文本出
我们是机器的操作进去
然后机器的操作出来
或者更直接一点是视觉的进去
然后机器的操作出来
我们需要做到决策层面的
那么面临的难度是跟语言模型它面临的难度是完全不一样的
未来实验室
还将会有更多策划
期待能够在未来实验室中看到中国科技创新的未来
