2023年电影春节档,《流浪地球2》携一众硬核科技火爆出圈,随之中核集团“你们尽管想象,我们负责实现”的微博也掀起舆论浪潮,引发一系列互动话题,让万千网友直呼“国家浪漫”。中国科幻与中国制造的双向奔赴,让人极度舒适。
如果说中国科幻给中国制造插上想象的翅膀,那么中国制造无疑为中国科幻提供了肥沃的“土壤”。电影中的许多“黑科技”都能在现实生活中找到对照,可谓真实中带着科幻,科幻中彰显真实。今天,作为中国制造变革升级关键材料之一的中国钢铁前来报到,带大家一同感受《流浪地球2》“科幻照进现实”的硬核浪漫!
“笨笨,你是一只军犬!”《流浪地球2》中又萌又怂,但执行起任务来专业靠谱的机械狗“笨笨”,给观众留下了深刻的印象。“笨笨”全称为“多功能全地形智能运输平台”(dynamic omniterrain guardian system),英文缩写是DOGS,刚好是“狗”的意思。电影中的“笨笨”不仅有着呆萌可爱的外形和性格,还具备在外太空、海底等极端环境下运输、勘测、躲避的功能。而在现实中,许多钢铁企业也拥有自己的专属“笨笨”。
比如,现代制铁研发的四足机器人可以通过使用人工智能技术检测气体泄漏情况,帮助工厂在紧急情况下降低风险损失、防止工人受伤。2022年10月19日,现代制铁四足机器人获得了世界钢铁协会安全与健康卓越认可计划的认可。
又如,由南方科技大学和柳钢东信公司联合研发的高炉热风炉巡检“机器狗”,采用环机器人3D感知技术,可在没有GPS信号的情况下,实现厘米级精确可靠定位以及导航和自动避障功能。该“机器狗”能实时准确检测高炉热风炉状态并将相关信息回传至主控室,可广泛应用于高温、有毒等环境。
再如,淡水河谷从瑞士ANYbotics公司采购的四足机器人——ANYmal机器人,负责在高英矿区执行磨矿设备检测和三维地图绘制任务。该机器人有望减少停工次数,降低维护成本,提高检测结果和采集数据的可靠性,被当地工作人员亲切地称为“小狗”。
在上述几家钢矿企业中大展身手的四足机器人,是不是和《流浪地球2》中的“笨笨”很像?今年初,工信部等十七部门联合印发《“机器人+”应用行动实施方案》,提出深化重点领域“机器人+”应用,相信未来的机器人会以更加丰富的功能、多样的形式和专业的水平,为我们的工作和生活带来更多便利。
《流浪地球2》上映以来,“电影中出现的各种科幻元素能否成真”成为热议话题。对此,《流浪地球》原著作者刘慈欣对太空电梯的技术可行性持肯定态度,指出实现该设想的最大障碍是缺乏合适的材料。因为太空电梯要把一根缆绳从地面升到地球同步轨道3万公里的高度,而目前强度最高的材料(碳纤维)最多只能升到200公里。
在现实生活中,碳纤维凭借高强度、耐高温、耐磨、耐腐蚀等诸多优势,成为制造先进复合材料的重要增强材料,可广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输等领域。我国在2000年后开始大力发展碳纤维产业,并将其列为国家重点发展的战略性新兴产业之一,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出,加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料研发应用。
经过多年的发展,碳纤维已成为一些钢企深耕的一个重要领域,其中太钢更是这方面的佼佼者,陆续研发生产出碳纤维“手撕钢”复合材料、TG800碳纤维等高端新材料,在国产大飞机、北京冬奥会雪车及雪车头盔等制造中起到重要作用。
“流浪”,是《流浪地球》系列电影为地球设计的最终归宿。根据影片设定,当太阳系走向坍缩,地球将成为流浪在浩瀚宇宙中的飞船,载着人类寻求新的家园。
开启地球“流浪之旅”,需要建设上万座行星发动机。根据网友的推算,若行星发动机主体框架结构由钢材来打造,结合行星发动机的“体型”,按照约7.85克/立方厘米的钢密度计算,1台行星发动机主体框架的耗钢量为亿吨级。
而在现实中,航空航天发动机中也存在着不少钢铁元素。比如超高强度钢、高温合金等,主要用于制造航空航天发动机壳体、轴承和传动齿轮,以及燃烧室、涡轮叶片、尾喷管等。这些带着钢铁元素的“超级”材料,为航空航天设备腾飞保驾护航,也为国产发动机实现突破提供强大助力。说一句“‘钢铁心’赋能‘中国心’”毫不为过。
其中,超高强度钢是为了适应航空和航天技术的需要而逐渐发展起来的一种高比强度的结构材料,在抗拉强度、韧性、焊接性和成形性方面均表现优异,目前国内从事高温合金材料生产的单位主要包括以抚顺特钢、宝钢特钢(现为宝武特冶)、攀长特等特钢企业为主的大型钢铁厂变形高温合金生产基地,以钢研总院(钢研高纳)等为代表的研究、生产基地,以及一些民营企业。
太空电梯里,韩朵朵穿上机械手臂,一拳击飞反叛军,动作麻利流畅,让人大呼“过瘾”。
这里出现的机械手臂,全称为“外骨骼机器人”,是“移山计划”中必不可少的装备之一,影片中不时会出现工作人员穿戴外骨骼机器人搬运重物的场景。这样炫酷的装备在现实生活中存在吗?答案是肯定的。以工程塑料、航空铝合金、碳纤维为主要材料制造的外骨骼机器人,已在医疗、智慧康养、工业等多个行业有所应用。
比如,在工业领域,外骨骼机器人常被用于矿山、建筑工地等场景,作用是辅助工作人员进行搬运工作。工业活动中人和外骨骼机器人的结合,一方面弥补了人在体能、耐力上的弱点,另一方面让机器更加智能灵活。区别于传统人工智能“给力量以智慧”的概念,“人+外骨骼”的组合,可以说是“给智慧以力量”。期待在不远的将来,我们可以在钢铁产线上,看到工人身着“梦幻装甲”,化身现实版“大力水手”“钢铁侠”的场景。
《流浪地球》系列电影中“把地球打包带走”的创意赋予硬核科技以浪漫诗意。而这个构想,与现实中的钢结构建筑施工过程不谋而合。
钢结构建筑主要由型钢和钢板等制成的柱、梁、桁架等构件构成承重结构,各构件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接,像搭积木一样,架设延伸、纵横交错。与钢筋混凝土结构相比,钢结构具有轻质高强、抗震性能好、施工周期短、绿色低碳、便于工业化生产等优点,甚至在建筑的艺术造型上都可达到传统建筑无法企及的水平。在钢结构建筑施工过程中,H型钢等钢材通过“游牧工厂”(即施工现场临时搭建的可移动的构件加工厂)进行简单加工,再由大型机械进行吊装拼接。像搭积木一样建房子,我们的家也可以“打包带走”。
一代材料,一代装备。作为战略性、基础性产业,钢铁及新材料产业的发展和进步,为我国经济社会高质量发展提供了不可或缺的基础保障。
一代材料,一代文明。科幻文艺崛起的背后,有着来自钢铁及新材料产业高水平科技创新的强大支撑。
你听,中国钢铁自信的声音由远及近:“你们尽管想象,我们负责实现!”
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审核:顾学超 编辑:张鹰 美编:代鑫
来源 | 视冶
编辑 | 吕林