七天科技博览(6月28日)

【本期导读】

  1. 核酸检测“混检”方法可靠吗?国家卫健委回应
  2. 蚊蝇不具备传播新冠病毒的生物学基础
  3. 西班牙从去年3月废水中检出新冠病毒意味着什么
  4. MATLAB被禁反思:国产软件要“争口气”
  5. “5G+北斗”将成为最重要的基础设施
  6. 科技短讯

 

核酸检测“混检”方法可靠吗?国家卫健委回应

近期,在为民众做核酸检测时,武汉和北京都采用了所谓的混检方法。这种方法可靠吗?国家卫健委28日在官方微博回应称,“混检”有两种模式,“混合采样”不会影响核酸检测的敏感性;“样本混合”对检测敏感性有一定的影响,但影响程度是已知的。

据介绍,“混检”有两种模式。一种是在采样时,将几个人如3人或5人分别采样后,放至同一采样管中,这种模式也叫做“混合采样”或称“混采”,北京多数情况下采用这种模式;另一种则是在实验室检测时,将3人或5人的样本取相同体积混合在一起,也称“样本混合”。从科学角度讲,第一种“混采”模式,不会影响核酸检测的敏感性,后一种将样本混合检测的模式,则对检测敏感性有一定的影响,但影响程度是已知的。

国家卫健委指出,在现场采样中,如采用“混采”,要注意的是有序安排,如5人一组,每人持各自的条码,采样时每采一人,将该人条码贴至采样管上,这样就可有效地避免采样可能弄混的问题。分析过程中,如采用“样本混合”的混检方案,在混合5人样本时,也要注意样本混合过程中,可能存在的样本弄混问题。

国家卫健委表示,混检大幅提升了核酸检测能力,比如,现在北京的日检测能力是20多万,使用这种结合模式,可使日检测能力在不增加人力物力的情况下,就可以达到200多万。需要强调的是,对于发热门诊有症状患者、密切接触者等高风险人群检测,还是应该采用单采单检。对于低风险人群的筛查,则可以优先选择“混检”。(中国新闻网)

 

蚊蝇不具备传播新冠病毒的生物学基础

中新网北京6月27日电(记者 杜燕)中国疾病预防控制中心研究员王丽萍在今天举行的发布会上表示,蚊蝇不具备传播新冠病毒的生物学基础。同时,从目前掌握的流行病学证据来看,全球目前没有发现因为蚊蝇等媒介生物导致人感染新冠肺炎的报道。新冠病毒还是主要通过直接接触了感染者、飞沫传播。(中国新闻网)

 

西班牙从去年3月废水中检出新冠病毒意味着什么

西班牙巴塞罗那大学26日发布公告称,该校领导的一个研究小组在去年3月采集的巴塞罗那废水样本中检测出了新冠病毒。如果确认无误,这一结论是否意味着新冠疫情出现时间比报告的更早?通过检测废水是否可以更真实地了解新冠疫情开始传播的时间与潜在波及范围?

寻找新冠病毒踪迹

今年4月13日开始,巴塞罗那大学肠道病毒小组研究人员每周对当地废水样本进行检测,从中寻找新冠病毒的踪迹。作为西班牙新冠病毒“哨点监测项目”的一部分,该研究的目的是及时应对可能出现的新一轮疫情暴发。

研究人员还检测了一家废水处理厂的冷冻废水样本,结果在2020年1月15日的废水样本中检测出新冠病毒。西班牙本土首例新冠确诊病例是今年2月25日报告的。

这个发现促使研究人员检查更早存档的废水样本。对2018年1月至2019年12月的废水样本分析的结果显示,去年3月12日采集的废水新冠病毒聚合酶链式反应(PCR)检测呈阳性,病毒水平非常低;这期间其他所有样本检测结果均为阴性。

该研究引起高度关注,它指向在全球报告首例新冠病例前,新冠病毒已在巴塞罗那传播的可能性。领导这一研究的巴塞罗那大学生物学教授阿尔韦特·博什在公报中说,巴塞罗那是一个商业和旅游中心,接待了许多外地游客。这一研究结果表明世界其他地区也可能发生了类似情况,但许多病例或因被误诊为流感而被掩盖。

判定疫情时间为时尚早

作为西班牙病毒学家学会主席,博什还表示,如果早在今年1月就发现新冠病毒的存在,将有助于提高疫情应对水平。从另一方面看,由于缺乏对新冠病毒的认知,早期新冠病例很可能被误诊为普通流感,从而加剧了社区传播。

在人类发现新冠病毒之前,它早已在人群中开始传播了吗?巴塞罗那大学这一研究结果已提交同行评审,但有不少专家对这项成果的指向提出质疑。

西班牙公共卫生和卫生管理学会的霍安·比利亚尔维博士认为,根据这一研究结果判定新冠疫情暴发时间为时尚早。由于只有一个研究结果,所以需要更多数据、更多研究、更多样本去证实这个结果,还需要排除实验错误或方法存在问题等因素;此外结果还有可能是假阳性。但比利亚尔维不否认这一研究“很有启发性”。

荷兰KWR水研究所微生物学家赫尔蒂安·梅德马建议巴塞罗那大学研究小组对存档样本再次测试,以证实新冠病毒确实存在。还有学者认为,巴塞罗那大学这项研究样品制备的浓缩步骤不够规范。

综合来看,对该研究进行第二轮实验求证并不容易。《纽约时报》援引博什的话报道说,他的团队无法在2019年3月的阳性样本中重复实验,因为它在第一次检测中已被消耗掉了。“我们从该样本中证明了这一点,但我们无法重复”,博什表示,样本污染的情况不太可能发生,“(根据)我们的工作方式,当有污染时,我们会注意到它”。

废水研究成为监测新工具

多项研究已证明,在新冠患者粪便排泄物中存在大量冠状病毒基因组,病毒基因最终会混入废水中,这是基于废水研究新冠流行病学的理论依据。

今年2月,钟南山院士和李兰娟院士团队分别从新冠患者的粪便样本中分离出新冠病毒,这一发现证实患者排出的粪便中确实存在活病毒,对于认识病毒致病机理,帮助全社会切断疫情传播途径并更有针对性地做好防控具有重要意义。

随着新冠疫情在全球多点暴发,持续蔓延,多国科研人员开始尝试将基于废水样本的流行病学研究作为监测新冠病毒传播的工具。

芬兰国家卫生与福利研究所6月2日发表公报说,初步研究结果显示,污水中的新冠病毒核糖核酸含量基本可以反映病毒在特定地区传播情况。该研究方法还可用于鉴定病毒的基因型,研究人员推定,来源不同的新冠病毒具有不同的感染能力。

新加坡国家发展部长黄循财6月9日表示,除了传统检测法,新加坡正在采用检测废水中是否有新冠病毒等方法来了解某个特定人群中是否有新冠患者,例如住在专用宿舍里的外籍劳工等。

澳大利亚联邦科学与工业研究组织6月19日发布公报说,通过分析污水样本可以了解社区中感染新冠病毒的情况,无论是否有人出现感染症状。该机构参与的团队找到了一种成本低廉、快速高效的方法,可通过污水监测新冠病毒在社区传播情况,这将有助于预防疫情二次暴发。

此外,意大利、美国、荷兰等国也在开展这类研究。研究人员认为,相关研究有望帮助科学家在尚未被察觉的疫情早期检测病毒在人群中的传播,特别是可以囊括无症状人群传染情况,从而更有针对性地做好防控。(新华网)

 

MATLAB被禁反思:国产软件要“争口气”

刚迎来百年校庆的哈工大,因为被禁用工科“神器”MATLAB,短时间内再次成为关注的焦点。此次被禁的还有哈工大的“邻居”——哈工程。

事件发生后,很多人表示,我国各种软件长期依赖国外,终究不是办法,国产软件当自强;也有网友认为,作为警示信号使得我们紧张起来还可以,但影响也没有那么深远。

“我们‘倒贴钱’为国外软件试错,别人却想禁就禁。”清华大学地球系统科学系副教授刘利认为,这是因为美国牢牢掌控了软件生产这一核心环节,就可以随意指定或改变规则,以对我国实施限制。

一位信息学领域的院士在接受《中国科学报》采访时指出,国产软件研究“非不能也,是不为也”。时间长了,“就像整天把好吃的面包卖给我们,最后我们连馒头都不会蒸了”。

翻脸如“翻书”,“倒贴钱”试错贡献化为零

事件发生前,哈工大与该软件商MathWorks公司一直保持紧密联系,曾邀请该公司员工举行讲座,为学生讲解MATLAB的使用操作流程。

今年3月,哈工大发布了MATLAB校园授权License更新指南。一切本该沿着校企商业合作的正常方向发展,怎奈MathWorks公司“翻脸如翻书”,最终还是服从了政府的强制性禁令。

在美国商务部5月22日公布的“实体名单”中,目前已包含13所中国大学:北京航空航天大学、中国人民大学、国防科技大学、湖南大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、西北工业大学、西安交通大学、电子科技大学、四川大学、同济大学、广东工业大学以及南昌大学。

在刘利看来,MATLAB发展到今天,实际上也有中国众多用户的功劳。“用户会为软件试错和检验,使软件企业得以稳定、壮大甚至引领。如果被禁用,很大程度上意味着我们这些年为企业试错等的贡献就都被化为零了。”他说。

“我们‘倒贴钱’为国外软件试错和贡献,别人却想禁就禁。”刘利认为,这是因为美国牢牢掌控了软件生产这一核心环节,就可以随意指定或改变规则,以对我国实施限制。

这样的案例有很多。

国内某知名高校一名研究机器人的教授在接受《中国科学报》采访时表示,当前我国使用的很多基础工具如印刷电路板、制作软件、开发软件、机械设计软件,很多都来自美国,这些软件在整个科研环境和企业产品中起着重要作用。

上述院士表示,这一系列警告来得“正逢其时”。中国在软件开发方面长期滞后,“非不能也,是不为也”。

以他所在领域为例,这位院士表示,科研人员日常使用的科研软件,只有少量简单的东西是自己设计编程的,其他都买自国外。“美其名曰,你的产品既然要卖到国外去,用的软件就要跟国外接轨。”

“这些软件每年更新,定期收费,回头一算,亏大了。”他说。十几年前,我国就开始部署国产软件开发,但是进展缓慢,因为大家普遍缺乏紧迫感。

该院士表示,事实上这件事情本身也许没有那么难。

“MATLAB很多子功能,我们自己都能做。”他说,“在我当学生的年代,需要自己编程,然后检验程序,对了再计算结果。后来有了MATLAB,无须自己编程,也不用自己检验,数据送进去一回车就完事了,大家何乐而不为?”

上述研究机器人的教授举例说,上世纪80年代末90年代初国内某高校曾研发出一款三维设计软件。但国外的三维制图软件起步时间早,成熟度更高,为了抢占市场,国外企业以比较低的价格在国内促销。“所以国内研发就被放下了,现在这款国产软件就没有了。”

“这就像整天把好吃的面包卖给我们,最后我们连馒头都不会蒸了。”院士直言。

对于工业软件最大的支持应该是鼓励“使用”

研发像Matlab这样的工业基础软件到底难在何处?

中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室研究员王宏安解释说,它不是单一学科领域的问题,而是需要多学科知识的融合,不结合学科知识,这个软件就没有意义。

“打个不太恰当的比方,如果我们把工业软件想象成一个学生,他今天要学化学,明天要学物理,后天要学航天。这不是短期内就能完成的,一定是需要长期积累的。”

工业基础软件研发是高门槛的,因此绝非普通软件工程师能胜任。王宏安担忧的是,国内高端软件人才储备非常不足。“现在软件学院毕业的大量学生纷纷去了互联网企业,做应用软件开发,两者的技术难度不是一个级别的。”

而即便国内团队好不容易完成了一款工业软件,其实它还只是个半成品,可能界面不那么友好,稳定性不那么高,功能还需要再拓展。“这时候还必须有人敢于第一个‘吃螃蟹’。”王宏安说。

国家对于工业软件最大的支持应该是鼓励“使用”

虽然任何产品都要以可靠为前提,但国产新产品必然无法跟国外成熟产品抗衡,工业软件的特点决定了它们不可能一步到位,它需要长时间的市场检验,不断调整、扩充、更新,才能真正完善使用。因此,他也呼吁,国产工业软件亟需市场给予成长的空间。

多位专家指出,平台性、工具性的工业软件研发需要很长时间,并且有很大风险,企业很难有动力去做这个事情,需要政府支持高校和专业研究院所来做,不能讲效益。

1997年,一套进口的工业实时数据库系统软件需要花费300多万人民币,非常昂贵。王宏安就意识到,在这一工业软件领域如果没有自己的产品将来一定被国外公司卡脖子。于是,他组建了一个不到10人的小团队,开始研发国内首个工业实时数据库系统软件。

他们花了5、6年时间做出产品,又花了3~5年时间去调整、完善,才获得了市场的认可。现在,一套进口软件的价格是一两百万人民币,略高于国产软件。“你自己没有,进口价格就高,一旦你有了,市场价格就会迅速下降。”

科研评价不能急功近利

同时,王宏安强调,靠人海战术短期突击做不成软件。

他认为,第一,要养成一支高素质的队伍,有足够的毅力和韧性精神,用时间去换经验;第二,国家要给“试验田”,只有这样队伍才能得到锻炼和成长,这些软件产品才能成熟;第三,工业软件在成长过程中难免会有一些缺陷和不足,国家要鼓励、支持市场能容错。

前述研究机器人的教授指出,科研评价体系不能急功近利,看到别人在做飞机、火车、轮船,中国同样操作就行,实际上这背后的支持体系和软件工具更加重要。“否则,别人低成本给我们用,我们拿来后没有经过市场的试验,用商业路径去走,怎么可能竞争得过别人?”

刘利则认为基础软件产品自主研发的难度很大,并建议更好地布局。

软件产品的自主研发意味着很大的投入和严格的工程化管理,在长期追赶国际先进水平、无法盈利的情况下,普通企业通常难以承担现在程序员达数十万甚至上百万元的年薪。

“禁用的影响令人担心,但让人更担心的是,国外的禁令过一段时间就偃旗息鼓了,这样国内刚开始不久的自主研发工作,因驱动力下降,半途而废的风险就大了。”刘利说。(科学网微信公众号)

 

“5G+北斗”将成为最重要的基础设施

“智能时代,‘5G+北斗’将成为最重要的基础设施。”6月23日,中国工程院院士、武汉大学教授刘经南,收看了第55颗北斗导航卫星发射升空的网络直播。北斗三号全球组网,北斗导航从中国逐步走向世界舞台。他认为,实现“5G+北斗”融合和相互赋能,将有大量的机遇,能产生颠覆性的技术,能创造跨世纪的辉煌。

20世纪90年代中期,刘经南带领团队参与北斗研讨。20余年从北斗一号干到北斗三号,攻克北斗卫星系统多个关键技术。解决了北斗二号卫星姿态转换期间(每半年约15天)不能服务的问题,建立了亚太地区首个北斗高精度国际分析中心,实现了我国北斗异构星座高精度数据处理关键技术的自主掌控。

刘经南说:“现在通信、电力系统的时间精度都是微秒级,北斗定时精度在20至30纳秒,通过地基增强和天基增强,可实现时间精度为1个纳秒或者优于1个纳秒,实时位置能精准到1个厘米,特定领域事后精度可以做到1个毫米。”

5G是智能化时代的基础设施,它高带宽、高速度、大容量、低功耗、低延时、万物互联、信息可感知、可调控。5G为满足未来虚拟现实、智能制造、自动驾驶等用户和行业的应用需求,提供了基础支撑。刘经南说,5G的时延是毫秒级的,但还不能实现汽车的远程控制;而且它的网络位置是虚拟的,这些问题都要解决。

解决问题需要新的基础设施,就是北斗。定位、导航、感知时间和时节本身就是自然进化产生的生物智能,智能时代的“5G+北斗”可将这种生物智能赋给机器和环境,发挥机器和网络环境的智能优势。

基于“5G+北斗”的泛在测绘能力就是人类定位、导航、感知时间的智能基于现代技术的延伸,既是智能时代实现区域和广域乃至全球精确感知时空事件和目标信息的关键基础设施,也是实现支持广域和全球智能协同控制的赋能技术。

“北斗高精度导航+5G+高精度地图”,将开辟车辆车道级监控、车辆自动驾驶和智能无人驾驶全新领域应用。将来的无人驾驶车、智能网联汽车,本质就是一个高精度的智能移动计算平台,需要感知和认知外界,必须要有精准的位置和时间服务。所以每一台智能网联汽车和每一辆无人车,既是互联网时代的代步工具,也是一个智能移动计算平台,把这些平台的数据和大家共享起来,会产生无穷无尽的新应用和新业态。

北斗位置服务还将实现跨界融合:包括跨系统融合,与其他全球卫星导航系统实现兼容互操作和可互换;跨地域融合,各省市乃至与周边国家实现跨域资源共享的跨区融合,跨行业融合,室内室外实现多传感器融合,从而提供泛在的智能的时空位置服务“北斗+”。

刘经南说,北斗是一种赋能技术,通过与其他技术的融合,北斗为这些技术赋予时空新功能,使这些技术升维增效,随着时代发展,未来应用有极大的想象空间。(科技日报)

 

【科技短讯】

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(选编:洪田)

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