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神秘声音,科学魅力——新葡亰举办第六届公众科学日活动
2010/05/18 | 作者:科技处 | 【 【打印】【关闭】

2010年5月16日,新葡亰举办了第六届公众科学日活动。本次活动通过展板、模型、实物现场演示及科普讲座等多种形式,让公众感受神秘声音世界的魅力。开放日当天,共有来自北京科技大学、北大物理学院、农业大学、农大附中、中关村一、二、三小、永泰小学等大中小学校师生及家长500余人到所参观,享受了一顿科学大餐。

农大附中学生在新葡亰开放日上合影留念

在本届开放日上,新葡亰除了展示原有的“数字电影流动放映机”、“互动电视”、“普通话发音评估系统”、“音乐哼唱检索”、“高指向性声频扬声器”等成果外,又推出了新的科研成果。有追逐市场热点的“3D电视”,有专治“滥竽充数”的“声相仪”,还有用于气体检测的“声表面波气相色谱仪”,更有应用于医学治疗的“超声碎石机”以及给耳疾患者带来福音“助听器”,这些成果让观众们眼花缭乱。

此次新推出的声相仪,又名声学照相机,是利用传声器阵列测量一定范围内的声场分布的专用设备,可用于测量物体发出的声音的位置和声音辐射的状态,并运用云图方式显示出直观的图像,即声成像测量。一般获取声像图是采用声场计算的方式,计算量大,普通计算机需要几天时间才能计算出一幅声像图,而且必须专业人士才能够计算,用传声器阵列的方式获取声像图只需0.8秒的计算时间,而且操作非常简单。目前,声相仪在工业上主要用于鉴别噪声源的位置,可以用来分析飞机、汽车、火车行驶中发出的各类噪声;还可以检测电动机、发机电、汽柴油机、空调、冰箱、洗衣机、电话机、程交换机、计算机等各种设备的噪声。小学生们也对声相仪产生了极大的兴趣,争先恐后参加演示,他们从声像图上看到说话时嘴唇附近的声音最强,知道了声音是从哪里发出来的,最后还将自己说话时的声像图保存起来留作纪念。有的小朋友还说有了声相仪,南郭先生就不能滥竽充数了。

小朋友们争相在声相仪前进行体验

基于超声原理的声表面波气相色谱仪利用气体作为声波的负载效应而引起声波传播速度的变化,从而引起频率的变化来进行定量检测,实现定性和定量分析。通过对特定场所空气采样,分析所含气体成分,确定是否存在爆炸物、化学和生物毒剂、违禁毒品等。它在环境监测(苯、甲苯、苯乙烯、三氯甲烷等有毒有害气体现场快速检测),安全防护(爆炸物检测、毒品检测、神经性毒气检测、公共场所安全、反恐及刑事侦测),食品饮料(成分分析、新鲜度分析、质量控制、真假识别),石油化工(成分分析、泄漏检测)和其它领域(药品成分分析、化妆品分析检测、微生物培养鉴定、种子鉴定筛选、医学诊断特别是癌症早期诊断)有广阔的应用前景。

何世堂研究员正在给参观者演示声表面波气相色谱仪

另一个新成果“超声碎石机”主要用于泌尿外科领域,用于治疗泌尿系统结石,尤其是肾脏结石。它的原理是利用超声转换器产生机械振动,通过变幅杆的振幅放大,使与超声探针接触的结石在声压的作用下破碎,对柔软的组织并不造成损伤。现场用于演示碎石效果的是我们用齿科石膏材料做的结石模型,看到与探针头接触的‘结石’一点点变小,直到消失,现场的观众无不感到新奇,特别是有小学生朋友好奇地问:“叔叔,您那个石头是不是饼干做的啊?”我们给小朋友解释说这是做牙模型用的石膏,很硬的,又顺手在铁板手上敲了两下,发出‘铛铛’的声音,有调皮的小朋友把5个结石模型摞起来,问能一起碎掉么?随着轻微的啪啪声,一块块“结石”应声而破,小朋友们一起大喊:“太厉害了”,甚至有小朋友说,长大了要考进新葡亰,去了解声音的神奇世界!

讲解员正在耐心地给小朋友演示超声碎石机和助听器

国家网络新媒体工程技术研究中心推出的新一代内容发布管理与业务运营平台,面向“三网融合”及NGB网络,可实现多运营商高清多媒体内容与应用的统一管理、高效网络传输分发、高品质用户呈现、精确业务统计及用户计费,可以通过手机、电脑、电视终端实现多媒体内容和应用的订购、使用和支付。该平台突破了3D电视网络传输控制多项关键技术,在国内率先实现了3D电视节目的网络发布、传输、内容保护与播控,并在高可信网络国家试验床上开通3D电视示范应用,2010上海世博会期间,将结合课题研究进展,提供3D电视的网络试播,提供上百小时的世博会内容。3D电视成为最吸引参观者眼球的展示,不论是活泼好动的小朋友,还是一身书卷气的大学生,都纷纷表示了对3D电视的强烈兴趣。甚至有些小朋友为了优先获得观看3D电视所需要的眼镜,通过“石头、剪刀、布”的方式来决定观看的顺序。为了达到科普的效果,讲解员在大家观看3D电视的同时,见缝插针地为其介绍3D电视成像和显示的原理。

体验3D电视

在超声物理实验室,庄桥博士后展示的“以耳‘视’物的蝙蝠”。庄博士拿出多年来收藏的蝙蝠标本,配合色彩丰富、内容翔实的展板,直观地向参观者们介绍了蝙蝠是如何利用超声代替视觉,来躲避障碍物和捕捉猎物的。那些蝙蝠标本一下子就吸引了大家的眼球,特别是年龄较小的中小学生,一直徘徊在蝙蝠展区,久久不愿离开,胆子大的小朋友直接就用手拿起一只蝙蝠放到鼻子边闻,庄博士却并不介意他们会损伤珍贵的标本,让小朋友们尽可能充分地观察、体验。

庄桥博士后正在给小朋友们讲解蝙蝠

普通话发音评估系统及歌曲哼唱检索系统前还是人头攒动

体验便携导盲仪

每一届开放日,新葡亰总是结合社会热点专门制作适合中小学生的科普讲座,此次推出的《网络信息采集与文本处理》和《物联网发展及应用》,受到了广泛关注。与其他单位在规定时间举行讲座不同的是,新葡亰的科普讲座是反复进行的,只要达到一定人数就开讲。两个科学家不辞辛苦,一天时间分别进行了近十场讲座,物联网讲座甚至进行了十五场。嗓子哑了,含一片喉宝;站立时间长了,稍微坐一会儿;对求知欲望强烈的孩子们,科学家们恨不得将自己的知识都教给他们。对于民众普遍关注的物联网技术,我们介绍了物联网概念的发展历史,物联网的发展现状和前景,并给来访人员介绍了物联网在节能减排、智能交通、医疗护理、工业安全应用、精准农业、生态环境监测、建筑环境监测、智能家居等领域的应用。小学生们对物联网表现出了极大的热情,他们提出了各种有趣的问题,“它有什么坏处吗”、“会不会增大辐射啊”、“它有什么不能干吗”等等,有的小学老师当场邀请科学家去他们学校进行物联网的专题科普讲座。而大学生关心的是物联网的成本等问题,并且询问了当前已经应用的案例;期间还与来访的一些高校的电信学院的老师进行了较为深入的物联网相关的问题探讨,包括如何控制成本,如何保证这个开放的网络的鲁棒性,安全性等等。与观众互动的问题还有利于我们在科研工作能更好的围绕国民生活,服务国民生活。

科普讲座现场

另一个科普讲座《网络信息采集与文本处理》,包括了互联网的基本概述及其时代要求、HNC理论的发展情况、我们如何利用HNC理论丛互联网上获取信息内容三个部分组成,同时提供了一个网络定向采集数据的演示系统。可能因为报告的介绍偏向理论研究方面,听众对信息处理的细节关心并不多,更多的问题集中在“抓取信息的实时性如何?”、“一个词的多种意思在处理中如何处理?”、“这个系统和百度谷歌的搜索系统有什么区别”等方面,应该说这些问题更多地贴近大家使用的互联网络的环境,反映了大家对新一代网络信息采集的关心,这些都是我们未来研究的方向和动力所在,同时也了解了普通公众对该领域的关注焦点,便于我们下一步研究目标的确定,也对我们开发出更加方便快捷地网络信息系统提出了要求。

在这次开放日活动中,我们还为中关村三小的师生和家长制作了一期专题节目。事先由科学家根据小学生的兴趣爱好和特点,制作了专门的答卷,在同学们参观前下发,让同学们带着问题参观体验。孩子一边参观,一边留心着答卷上的题目,不仅亲身体验了声音在产生和传播过程中产生的各种奇妙变化,又学到了知识。参观结束后,科学家对答卷上的题目又一一进行了解答,并现场回答小朋友们的千奇百怪的提问。成绩优秀的同学还获得了科学家亲手颁发《科普教育荣誉证书》。这个活动使小学生从小就有和世界级的顶级科学家面对面对话的机会,得到最真实,最鲜活、最前沿的科学知识,增加了对科学的渴望。

测试活动现场-小学生们踊跃举手发言

此外,消声室、混响室、水声测试水池、声场声信息国家重点实验室等高科技实验室的开放,让观众亲身感受了科学家们的工作情况。各实验室讲解员们根据中小学生心理特点,细致地把晦涩难懂的物理名词、原理,用最简单、最直观的方法解释出来,连家长们都听得津津有味。在讲解过程中结合提问,有意识地引导同学们去自主思考,我们还专门制作了小纪念品发放给参加互动的同学,增强了互动的效果。

在声场声信息国家重点实验室观看科普宣传片

感受混响室

参观水声测试水池

此次活动的每一位讲解员、志愿者都是自愿报名,主动参与的。他们中,有肩负重要科研任务的研究员,有刚参加工作的新职工,更有还未入所的研一学生,他们用最严谨的态度、最朴实的语言,传播科学的奥秘,而他们收获的,只是一份喜悦,一份满足,以及一份对未来声学事业更加切实的憧憬。开放日当天,新葡亰居琦副所长、倪宏副所长亲临现场,为大家加油鼓劲。活动过程中大家始终用自己最大的热忱接待一批又一批的参观者,团队和散客一样对待,每一个观众都得到了热情周到的接待。此次活动的成功举行,以更广泛多样的形式激发了中小学生的科学兴趣,正如一个小朋友在留言册上所说的,“很好,还想来!”童言无忌,这便是对我们最大的鼓舞和激励!

居琦副所长、倪宏副所长亲临活动现场

居琦副所长与部分科普志愿者合影

院天地生科学传播办公室的老师莅临我所指导开放日活动

 
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