今日科技话题：中国第九次北极科学考察队抵沪、首个境外海洋观测平台启用、自供电可穿戴心脏传感器、“海翼1000”声学水下滑翔机

中国第九次北极科学考察队完成历时69天的考察，于9月26日乘坐“雪龙号”极地科学考察船凯旋归国，顺利返回位于上海浦东的中国极地考察国内基地码头。

这是自然资源部成立后组织实施的第一次极地考察，也是完善北极观测网、开展北极业务化观／监测的重要航次。考察队先后在白令海、楚科奇海、加拿大海盆、北冰洋中心区域等海域开展了基础环境、海底地形、生态、渔业、海冰和航道等综合调查，取得了丰硕的考察成果。

据考察队领队朱建钢介绍，考察队将业务化监测项目和科研项目相结合，共实施了88个海洋综合站位和10个冰站的考察，冰站数量、冰基浮标以及锚碇观测平台的布放量均为历次北极考察之最，保障了13项业务化项目、9项国家科研计划支持项目和3项国际合作及其他项目等科学考察任务。首次成功布放我国自主研发的“无人冰站”、水下滑翔机以及爬升式海洋剖面浮标等无人自治观测装备，使我国的北冰洋考察从夏季延续到了冬季。

本航次的考察与国际北极漂流冰站计划（MOSAiC）和国际极地预报年（YOPP）等国际大型极地考察和研究计划相配合，大气探空、海冰物质平衡和上层海洋剖面等观测数据将与国际计划实现融合和共享。大气探空观测数据准实时发送至国际气象组织（WMO）的GTS系统，实现全球共享。

“雪龙”号本航次安全航行逾1.25万海里，其中冰区航行3815海里，最北航行至北纬84.8度，为探索北极中央航道的适航性积累了经验和基础环境数据。

——新华网

中国科学院中斯联合科教中心设在斯里兰卡的海洋科技综合试验观测平台9月27日正式启用，这是中科院首个境外海洋常规研究与科教融合办公场所。

启用仪式9月27日在位于斯里兰卡南部城市马特勒的卢胡纳大学举行。平台将建有化学和生物分析实验室等。

卢胡纳大学是斯里兰卡唯一设有海洋科学学院的高校。中科院计划把位于该大学的这一平台打造成在印度洋地区科教国际合作的重要平台，欢迎并鼓励全球相关科研工作者使用。

中科院副院长侯建国在启用仪式上说，中斯联合科教中心是中科院落实“21世纪海上丝绸之路”倡议的重要布局，其中海洋与环境科研合作是重要内容。未来中科院将会利用最新启用的海洋观测平台，继续推进与斯里兰卡的全面科教合作。

卢胡纳大学执行副校长阿拉吉亚瓦纳表示，中科院与卢胡纳大学此前共同建设的热带海洋环境联合观测系统，奠定了卢胡纳大学在斯里兰卡海洋研究领域的重要地位，而双方连续举办的中斯海洋与气候双边研讨会，则大力提升了斯里兰卡应对气候变化研究的水平。

——新华社

英国《自然》网站9月27日发表的一项电气工程研究，报告了第一款能在弯曲情况下保持稳定运行的自供电可穿戴心脏传感器，其可作为各种自供电柔性电子设备的开发模板。

柔性电子装置是在一定范围的形变（弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸）条件下仍可工作的电子设备，其以独特的柔软性、延展性以及高效、低成本的制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。尤其柔性电子装置可贴在皮肤上，预示了新一代能追踪不同生理信号（如心跳）的生物医学设备。

不过，在此之前，这些技术需要找到一种不依赖刚性电源或电线接头的供电方式。虽然柔性太阳能电池驱动的设备，目前已经实现了在静态场景下的最优应用，但现实证明，当佩戴在会动的个体皮肤上时，会导致其无法持续供电。

此次，日本理化学研究所的科学家团队介绍了一种由太阳能驱动的超柔性轻薄设备，能够准确测量生物计量信号。该设备由一个有机太阳能电池和一个电化学晶体管传感器组成，并被嵌入厚度为1微米的可弯曲表面。

研究人员通过将纳米级光栅图样打造成太阳能电池，增加光吸收，成功实现了较高的功率转换效率。实验中，研究团队在人体表皮和大鼠心脏表面分别演示了这一装置作为心脏传感器的应用。

在随附的新闻与观点文章中，加拿大蒙特利尔工学院的科学家认为，这一系统可作为各种自供电柔性电子设备的开发模板。

——《科技日报》

此次南海联合试验由中科院沈阳自动化研究所与中科院深海科学与工程研究所联合开展，参试设备包括两台“海翼1000”声学水下滑翔机和一套时效潜标。两台水下滑翔机对试验区域的海洋环境参数与声场信息进行连续精细观测，同时通过水声通信机获取时效潜标的观测数据，并将数据通过卫星通信发回岸基监控中心。此次联合海上试验的成功实施不仅拓展了“海翼”水下滑翔机的探测功能，还成功验证了一种移动-固定联合观测作业新模式，为解决潜标观测数据实时化问题提供全新解决途径。

“海翼1000”声学水下滑翔机是由中科院A类先导专项“南海环境”支持，面向海洋环境参数与声学数据同步观测和潜标观测数据实时获取需求研制的一种实用装备，拓展了沈阳自动化所研制的“海翼”系列水下滑翔机功能和应用领域。

——中国科学院沈阳自动化研究所网站 

近期，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏、周忠和、托马斯在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表了最新研究成果，报道了在中国发现的一早白垩世原始鸟类：迷惑巾帼鸟（Jinguofortis perplexus）。巾帼鸟的发现为讨论鸟类的早期演化、生态分异提供了大量关键信息，表明发育的可塑性在鸟类演化早期扮演着非常重要的角色。

巾帼鸟发现于河北省早白垩世的大北沟组，2017年周忠和带领的研究团队在该地点进行野外考察，并在上覆火山灰中取样。中科院地质与地球物理研究所研究员孟庆任通过SIMS锆石U-Pb测年方法，确定巾帼鸟生活在距今约1.27亿年前。

研究团队对巾帼鸟进行了比较形态学、骨组织学、飞行能力以及系统发育的研究，认为巾帼鸟属于目前已知仅次于孔子鸟目的最原始的尾综骨类鸟类。

通过追溯这两块骨骼在四足动物主要类群中的发育情况，研究团队提出愈合的肩胛乌喙骨是在孔子鸟目和巾帼鸟科中独立发生的，而愈合的发生有可能源自这两个类群个体发育中相对较快的成骨作用，对原始鸟类骨组织结构的分析也支持这一假说。巾帼鸟和孔子鸟类生长速度快于始祖鸟和热河鸟类，较快的生长速度能够缩短达到成年需要的时间，减小被捕食的机率，但同时加快的成骨作用使得肩胛骨和乌喙骨在骨化过程中“未来得及”相互分离，从而形成愈合的肩胛乌喙骨（可以看作骨化作用加快的“副作用”）。

研究团队提出巾帼鸟和孔子鸟具有的肩胛乌喙骨有可能是来自异时性发育中的过型形成作用（因为快速的生长，后裔在早期发育阶段就出现祖先的特征，并在此基础上进一步生长形成新的特征），体现了发育的可塑性。发育可塑性是指当环境改变，生物个体能够改变发育过程的能力，这一过程往往诱导出现一些新的特征。上述的发现进一步表明在讨论鸟类或者其它生物的早期演化（特别是镶嵌演化）时，发育可塑性是一个非常关键的因素。

——中国科学院古脊椎动物与古人类研究所网站

9月26日下午，在空军军医大学西京医院两个研发人员在调试由中航创世机器人有限公司自主研发的国内首个完全自主知识产权的下肢康复训练机器人，未来它将帮助患者“站起来”。

据专家介绍，这款下肢康复训练机器人，从外观结构、控制方法、系统设计，到软件制作权，均是自主研发，打破了国外垄断，填补了国内空白。

“其市场售价初步预计比国外进口低1/4——1/3”。中航创世机器人有限公司总经理贺琛表示。“这款机器人将航空技术融入传统康复医疗领域，通过数千个零部件、百余项创新结构组件，不仅能对治疗患者进行实时监控，不断优化治疗方法，还利用3D打印技术使用柔性复合材料实现可穿戴，就像是把骨骼固定在人体外面，帮助肢体残疾患者实现坐、站、行走、上下楼梯等基本动作。”

西京医院康复理疗科主管技师胡旭表示：“下肢康复机器人应用于临床，将大大提升康复医师的治疗效率，医师帮患者穿戴好设备后，患者可独立完成康复训练，而且云平台大数据收集分析能为医师制定理疗方案提供更加准确的数据。”

与此同时，由中航创世机器人有限公司和中国人民解放军空军军医大学第一附属医院携手创立的康复训练机器人研究中心与培训基地、康复医疗大数据研究中心在空军军医大学西京医院康复理疗科揭牌。

其中，机器人研究中心的建立，将在产学研结合、军地融合方面发挥作用，促进军地产学研融合深度发展，让尖端军工技术助推地方产业转型升级。培训基地将通过现场教学能使医师深入了解机器人的运行原理、熟练掌握机器人的操作流程，更加熟悉机器人的适用范围，如中风、脑瘫、帕金森病、下肢退化性关节疾病等患者。大数据研究中心则是对康复机器人设备的运行参数、设备状态和患者使用情况进行实时采集和存储，基于数据挖掘与机器学习算法对机器人和患者大数据分析，从而对机器人设备提供状态和故障预测，对患者康复数据管理，为患者提供智能康复报告。

——科学网