时间：2023-12-20 11:34:55
导语：在生物材料的发展趋势的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
【关键词】产品设计；发展趋势；绿色；个性
产品设计未来发展是一种完全依据新思路的创造性的设计，这种未来型设计也许不能为当代人们所接受，但它是人们对今后生活的美的憧憬，是未来社会图景和人们新生活形态的设计。因此，这需要不断的探索未知，不断地寻找新的设计理念和新的设计语言，不断地了解设计的发展趋势，才能伴随着科技的发展而不断完善自己。
一、计算机辅助产品设计的发展
计算机辅助产品设计，是以计算机技术为支柱的信息时代的产物。与以往产品设计相比，计算机辅助产品设计在设计方法、设计过程、设计质量和效率等各方面都发生了质的变化，把产品的创新性、外观造型、人机工程等设计提升到一个新的高度。
创新是产品设计的根本，计算机辅助产品设计在产品开发创新性上表现出极佳的优越性和便利性。一个新产品可以有多个切入点进行创新，如功能、结构、原理、形状、人机、色彩、材质、工艺等，而这些创新切入点均可以利用先进的计算机技术，进行预演、模拟和优化，使产品创新能在规定的时间内准确、有效地得以实现。比如在计算机辅助产品造型方面，使实体模型向产品模型转化成为可能；在人机界面方面，由于计算机技术尤其是多媒体、虚拟现实等技术的发展，使产品人机交互界面的设计有了全新的突破。常用产品设计软件有：3DMAX、Pro/Engineer等。随着计算机技术的进一步发展，计算机辅助产品设计将会使人们对设计过程有更深的认识，对设计思维的模拟也将达到一个新境界。它将使产品创新设计手段更为先进、有效，人机交互方式更加自然、人性。
二、绿色与仿生产品设计的发展
（一）绿色设计
绿色设计是20世纪80年代出现的一股国际性的设计思潮。由于全球性的生态失衡，人类生存问题引起了世界范围的重视，开始意识到发展和保护环境、设计与保护环境的重要性。绿色设计与我们常说的生态设计概念相同，源自于人们对现代技术所引起的环境及生态破坏的反思，体现了设计师的道德和社会责任心的回归。它的主要内容包括产品制造材料选择和管理、产品的可拆卸性和可回收性设计。产品绿色设计经历了以下几个发展阶段：（1）工艺改变过程。主要是减少对环境有害的工艺，减少废气、废水、废渣的排放。（2）废物的回收再生。主要是提高产品的可拆卸性能。（3）改造产品。主要是改变产品结构、材料、使产品易拆、易换、易维修，使所有的能源消耗最低。（4）对环境无害的绿色产品设计，这点是当前设计师们正在努力的方向。
绿色设计涉及的领域非常广泛，也是现今的设计领域国际流行趋势。例如在建筑方面：绿色建筑要求在高空建筑空中花园，使人们身在高空也能呼吸新鲜的空气和欣赏大自然的风光；在装修材料方面：倡导绿色装修成为当今的一大潮流，尽量减少居室装修材料的使用量，选择尽量避免减少有毒物质材料，尽量有绿色无污染环保材料；又比如在交通工具、家用电器、家具等设计方面：特别是交通工具（汽车）的绿色设计倍受设计师的关注，因为交通工具是空气和噪声污染的主要来源，同时也消耗大量的宝贵资源。绿色设计将成为今后工业设计发展的主要方向之一。废弃物回收再利用曾是绿色设计的典型方法。
（二）仿生设计
仿生设计也是当今国际上的流行设计趋势，广泛应用于材料、机械、电子、环境、能源等设计与开发领域。仿生学是以模仿生物系统的原理来构建技术系统，使人造技术系统具有或类似生物系统特征的学科，它不是纯生物学科，而是把研究生物的某种原理作为向生物索取设计灵感的重要手段。大自然生物中存在许多丰富多彩的外形、巧妙的机构、结构和系统工作原理，值得设计师去研究和探索。
三、家族化系列产品设计的发展
一般情况下，人们常把相互关联的成组、成套的产品称为系列产品，在功能上它有关联性、独立性、组合性、互换性等特征。系列产品主要有四种形式：成套系列、组合系列、家族系列和单元系列。家族系列产品是由功能独立的产品构成。例如意大利设计师Fiocco设计的厨房小用品系列，它们的功能各不相同。家族系列中的产品不一定要求可互换，而且系列中的产品往往是同样的功能，只是在形态、色彩、材质、规格上有所不同而已，这和成套系列产品有相似之处。在整体统一的设计中，寻求恰到好处的多样性、变化性。例如设计师Maggioni设计的小垃圾箱系列，功能都是装垃圾的，但它们的外形和色彩有所区别。家族系列产品在商业竞争中更具有选择性，更能产生品牌效应。
随着社会经济的发展，消费者的消费行为变得更有选择性，市场需求加速向个性化、多样化的方向发展。人们对产品的要求越来越高，体现在对产品功能、形态、色彩、规格等综合需求质量的提高上。系列产品对于柔性化生产方式具有非常重要的意义，它巧妙地解决了量产与需求多样化的矛盾，使产品能以最低成本生产出来，因而系列产品设计也是目前广为流行的设计趋势。
四、个性化产品的发展
当今社会，人类不同的需求、欲望和价值观（下转第81页）
（上接第57页）念，在设计领域中将占更重要的位置。今天提出来的个性化产品，是基于人类文明的进展，提示我们要认识到人的生理机制和心理机制是互不相同的，人人都有权利参与社会生活和共享社会文明发明、创造的一切成果。繁忙的经济社会强调理性，人与人之间缺少了感情性的交流与沟通。所以在设计中使理性与感性相互补充、相互渗透、和谐相处。并且注重设计的非统一性，突出个性与特色，强调创意与创新，这也是产品设计发展的趋势之一。它可以提供给不同人群展现个性的空间与平台。凡是符合于产品内在结构和功能的，并且能满足物质需求和精神需求，为广大人民喜爱的设计，都会受到大家的认可与欢迎。
中国当代设计在改革开放短短的20多年期间有了长足进步。进入21世纪的中国经济持续高速发展，特别是加入WTO以及申办2008年北京奥运会和2010年上海世博会的成功，更为发展中国工业设计提供了一个历史性的机遇。在新世纪，融入全球经济的中国工业设计应当把握机遇，担负起传统与现代、民族性与国际性双向交流，填补鸿沟的历史使命，早日介入世界现代设计浪潮，力争把具有中国特色的设计推向世界，纳入世界的轨道。产品设计成为当今乃至未来人们关注的焦点之一，这就需要设计者不断地研究产品设计的发展趋势。设计以人为本，体现现代、体现绿色、体现个性，从而不断地满足不同人群的消费需求、欲望和价值取向。设计者既要面对现实，又要敢于大胆想象与创新；既要任重而道远，又是势不可挡。因此，我们要努力追赶设计的发展趋势，创造出新时代艺术与科技相统一的崭新产品。
参考文献
关键词 运动生物力学 竞技体育 现状 趋势
一、前言
运动生物力学以其多学科的交叉应用性的研究成果应用于指导体育运动实践；特别是竞技体育的科学训练的需要，运动生物力学在测量技术上不断取得新突破，在改进和完善动作技术，选择和设计优化的动作技术方案等的方面产生了积极的影响。运动生物力学在技术原理方面的研究为运动员的技术诊断和改进训练方法的理论依据。此外，运动生物力学在运动创伤的防治、康复器械的改进，仿生机械等方面也有重要作用；同时也为运动员选材提供了依据。
二、运动生物力学在竞技体育中的研究现状
（一）竞技体育中运动装备、训练器械、测试仪器的研究现状
在竞技体育中对运动装备、训练器械、测试仪器的研究是直接为提高运动成绩服务的，这就对运动生物力学在竞技体育中的科研提出了很高的要求。但就目前的运动生物力学测试仪器来说，测试仪器越来越多样化、测试结果也越来越精确。而且，许多新的现代化的技术装备也被应用到运动生物力学研究上，如运动器械等的研究如运动鞋、训练器材等，近些年对运动器械、仪器设备的研发方面的研究比较少，这类研究有比较好的前景，若利用得当，将大大推动学科的发展，同时对经济的增长也有很大作用[1]。
（二）运动员选材方面的研究现状
运动员选材已从单一方面研究深入到全面展示不同项目运动员身体形态、生理机能、运动力学生物力学等方面的综合的研究，这些学科需要多种方法综合运用，以达到理想的效果。对于竞技体育选材的问题，要从多学科交叉研究才能完成。而运动生物力学的研究更加依赖高新技术运动生物力学的研究，而当前竞技体育中相对缺乏高科技多学科的综合，测试方法上的局限于现有方法的应用，且缺乏较高水平的运动生物力学在运动员选材方面研究；在选材内容上偏重于以往的仪器测试，在选材项目上比较局限，展开的项目不多，也没有进行深入研究。
（三）运动损伤及其康复的研究现状
运动生物力学研究竞技体育中运动训练引起损伤机制，了解与认识其病因、探讨预防、治疗及康复措施一直是运动医学与运动生物力学在竞技体育研究中要解决的重点问题之一。在竞技体育中用运动生物力学的方法研究运动损伤及康复的研究也越来越受到重视，而且与运动专项结合更加紧密。运动损伤相关研究包括对正常运动系统的研究，由于运动创伤中以韧带、软骨的损伤为主，故韧带与软骨成为研究的重点，尤其是软骨，此外对运动损伤相关研究还包括运动损伤及修复与重建后相关组织的生物力学研究，运动损伤及修复与重建后关节的整体生物力学特性研究也是研究重点[2]。
（四）技术动作的研究现状
竞技体育项目动作的技术分析研究是目前运动生物力学研究成果最多的，这些研究成果为运动成绩的提高作了重大的贡献。但是在技术动作的研究中也出现了一些问题，田径、武术等项目研究得比较多，而技术稳定性差，对抗性及灵活性强的项目研究的比较少，这也许是由于像田径等稳定性强的动作技术容易进行分析研究，而技术稳定性弱的项目技术动作不易分析研究而造成的。运动生物力学在技术研究中目前最先要解决的是怎样将生物力学的有关理论尽快地运用到体育实践中解决技术训练中存在的具体问题。
（五）人体运动模型研究及计算机模拟与仿真的模拟现状
经计算机实现对人体运动的模拟仿真，这类研究是目前处于人体运动研究的最前沿的理论方法，它不仅能用电脑全过程模拟人体各种复杂运动并用三维动画方式完整地显示，而且能对人体尚未实现的运动预测其可能性和技术要点[3]。这一方法将是今后运动生物力学研究的重要方面。这些方法在竞技体育中能得以应用将会对我国竞技体育的发展将会有着重大的意义。目前我国在这个方面研究的不是很多主要是应用于高难度，高危险性的技术的方面的项目，如：跳水项目，郝卫平等建立了跳水运动的三维人体运动仿真与显示平台――数字化三维跳水专项运动仿真系统，这种系统的建立可以对运动技术与连接方式进行精确的分析研究，有效的指导技术训练。
（六）运动生物力学的理论研究与实验测试结合的研究现状
目前运动生物力学的理论研究成果还比较少，研究成果不够丰富，从而成为制约我国运动生物力学在竞技体育中发展的瓶颈。测试报告复杂难懂：通过运动生物力学测试，我们提供给教练的测试报告大多数都是数字、曲线等比较抽象的材料，由于教练和运动员自身的生物力学知识水平受限，他们对科研人员提供的数据和材料难以理解，很难将科研成果吸收和消化、时间长就丧失了对科研的兴趣，科研训练实践严重脱节[4]。
三、运动生物力学在竞技体育中的发展趋势
（一）运动装备、训练器械、测试仪器设备的研究日益引起重视
运动装备、训练器械、测试仪器设备是与竞技体育的发展是密不可分的，当今竞技体育的发展对装备、器械、测试仪器提出了更高的要求。近年来运动生物力学与其它学科的指标进行交叉运用使测试仪器的功能、准确度等不断的提高。器材与测试仪器出现专项化，测试和训练的计算机化，专项技术的专用测试仪器以及运动员的服装，器械的研究不断的增强。随着科学训练的不断普及化，技术测试仪器专项化等在竞技体育研究中得到充分应用并不断向科学化和合理化的方向发展。运动生物力学在设计、研究、改进体育仪器、运动装备、训练器械等历来是研究的一个重要方面，运动生物力学在未来的竞技体育科研中应以机械、电子、材料、计算机等的专家积极交流，在竞技体育的仪器、器材设备、和设施的科研、开发和应用方面，发挥自己的作用。
（二）运动生物化学在运动员选材中将扮演更加重要的作用
运动生物力学中的许多测试仪器可用来收集、分析和评价运动员与器材运动的信息，高速摄影仪，测力台、肌电图、关节测角仪等这些仪器精确度高，效果好。且这些仪器是科研人员的在竞技体育研究中的重要研究工具，运动员选材在竞技体育中是非常重要的，随着科学训练的普及化，有些仪器也被教练员及科研人员使用来进行运动员选材并且在选材过程中扮演中重要的作用
（三）运动损伤及康复的研究将更加的深入
预防运动损伤是运动员取得更好的成绩有着重要的意义，并且在实践研究中找出导致损伤的因素及提出预防措施，使运动损伤的风险降至最低，为运动员取得最佳成绩打下了基础。近年来我国在运动损伤及康复的研究也越来越受到重视且与运动专项结合不断加强。预防运动损伤与康复的研究要多方法、多学科结合的研究，所以加强多学科的交叉对预防运动员伤病与康复的研究是运动生物力学研究的发展趋势。
（四）技术动作的分析研究增多
竞技体育动作技术研究是运动生物力学主要研究的领域之一。用运动生物力学原理优化的训练方法与技术动作应用在竞技体育中，可以有效延长运动寿命还可以预防运动的损伤，为运动员取得理想的成绩奠定了基础。目前研究技术动作最多的项目有田径、武术等技术稳定性的项目，而集体项目、对抗性项目等项目研究的较少。而今后竞技体育的动作技术研究的发展趋势主要有：从几个运动项目的研究向众多运动项目的研究扩展；从单人项目向集体项目向对抗性项目发展；从单纯技术研究向战术研究发展；从单项指标的测试研究向多项指标的综合测试；从单一的运动学指标测试研究向运动学、动力学、生物学多项指标的综合测试研究发展；从单学科研究向多学科综合研究发展；从单一的运动生物力学研究向生物力学、运动生理生化、运动心理等多学科的综合测试研究方向迈进[5]。
（五）人体运动模型研究及计算机模拟与仿真
计算机实现对人体运动模型的研究是目前处于人体运动研究的最前沿的理论方法，此种方法不仅能用电脑全过程模拟人体各种运动并用三维动画方式完整地显示出来，而且还能对人体尚未实现的运动预测其可能性和技术要点，这个方法是运动生物力学今后研究的重要领域之一。但是随着电子计算机在运动生物力学研究中的普遍利用，运动生物力学研究中很多困难已逐步得到解决，因此，建立各种运动模型进行模拟试验是运动生物力学研究方法的又一发展趋势。在建立人体运动模型的基础上，对运动过程进行模拟与仿真是目前也是目前运动生物力学探索的难点及运动生物力学尖端研究课题。国家体育总局科研所郝卫亚等[6]研究并实现了一个适合于跳水运动的三维人体运动仿真与显示平台――数字化三维跳水专项运动仿真系统。通过该系统，可以对竞技体育动作技术进行生物力学的分析且利用三维动画对运动员的动作技术进行模拟仿真，进而促进科学化训练。
（六）运动生物力学的基础理论研究与训练实验的结合不断加强
运动生物力学的研究旨在更好的进行科学训练，目前最先要解决的是怎样将生物力学的有关理论和测试方法等研究尽快地运用到竞技体育实践中解决运动训练的具体问题，为此根据目前训练的需要应将研究的报告简单化、形象化、实用化，以提高运动训练的实效性，帮助运动员提高运动成绩。
四、小结
（一）对运动技术研究在今后运动生物力学在竞技体育研究中仍然是研究的重点，竞技体育动作技术研究是今后运动生物力学研究的重要领域之一。
（二）运动装备、训练器械、测试仪器设备的研制增多，且运用高新技术研制生物力学的测试仪器是运动生物力学研究者不断研究的内容。
（三）运动生物力学在运动员的选才过程中将扮演中重要的作用，随着科学训练的普及化，运动生物力学中的许多测试仪器经常应用于运动员的选材。
（四）运动损伤与康复的研究将更加得到重视，应广泛结合其它学科的交叉研究共同解决运动生物力学在竞技体育研究中的有关问题，而且与运动专项结合更加紧密的研究以期来减少在训练中的运动损伤。
（五）加强多学科的合作，研究与训练实践的更好结合，促进运动生物力学的科研更好地为训练服务，以提高运动训练的实效性，促进运动员成绩的提高。
（六）人体运动模型及计算机模拟仿真等高新技术使运动生物力学的研究手段得到大幅度提高，适时运用高新技术来研制测试仪器是运动生物力学研究的一个重要课题。
参考文献：
[1]路慧娟.我国近十年运动生物力学的研究进展及发展趋势[J].科技创新导报.2010.2.2.
[2]刘平.生物力学在运动医学领域应用现状和展望[J].医用生物力学.2008.2(23):99.
[3]华立君.运动生物力学的研究现状与展望[J].牡丹江师范学院学报.2006.4:41-42.
[4]华立君.运动生物力学的研究现状与展望[J].牡丹江师范学院学报.2006.4:41-42.
以自然界动植物的生存规律及其构造为研究分析对象，将其不同的形态规律在建筑中应用，从而创造出更为节能和人性化的建筑，即为仿生建筑。
一、仿生建筑的概念
为了保障建筑物的整体结构和布局的科学合理，建筑设计师会仿照自然界中生物体的形态和生长机理进行建筑的设计。当前，随着经济的发展，建筑行业也在不断的进步着，仿生建筑就是建筑行业进步的重要标志之一。仿生建筑既要模范生物体的形态，同时还会参照生物体的生存规律对建筑物进行仿生设计。仿生建筑的科学合理性就在于自然界中的生物体大都经过了较为漫长的进化历史，同时其形态及发展规律逐渐适应了其生存的环境，因此，为了实现建筑与自然的和谐，就可以利用仿生建筑学对建筑物进行设计，创造出较为美观且功能强大的建筑体。
二、仿生建筑学的应用
1、形态仿生建筑
形态仿生建筑是指模仿自然界的万千生物的一种建筑形态仿生设计，一般都是模仿自然界的有特色的造型。建筑形态的仿生设计的发源地最初是从人的本能作为出发点的。一些设计师从自己感兴趣的生物形象中找到适合的元素进行设计再加工，而自然的尽其可能将自然形态模仿用于建筑中，创造了许多精彩的作品。举例来说，很多结构为地下架空结构形式的民居干阑建筑即是以鸟筑巢的位置为设计依据的，这种结构既可以防漏水，而且还可以防止飞禽走兽的破坏。
2、建筑结构仿生
仿生建筑学最为重要的组成部分就是建筑结构仿生，也可以说代表仿生建筑学发展水平的就是建筑结构仿生。当前，在我国仿生学被专家学者划分成五种模式，表面模式、生长模式、运动模式、编织模式以及胀压模式，这五种模式是表现自然生物形态的总体概况。如果将这些模式与建筑设计相融合，并对其进行合理调整，就可以构建出较为合理的建筑结构。很多建筑结构都是仿照了自然界中生物体的结构形态，例如仿照恐龙骨骼、仿照叶脉的网状结构等。
3、建筑功能仿生
探究自然界生物体的功能，并在建筑设计中充分应用到生物体的功能就是建筑功能仿生。比如，我们生活中比较常见的植物竹子，它是躯干中空的形态，该种植物形态它自身的功能主要体现在承载上部枝叶的荷载和活载，还能通过中空的躯干输送自身所需要的营养物质。竹子的结构功能形式在当前的简体结构形式的建筑中应用较广。与建筑形态、结构以及材料仿生相比较来说，建筑功能仿生起步较晚，发展时间尚短，因此，需要对其进行不断的研究与分析。
4、建筑材料仿生
建筑材料仿生是为了满足人们对建筑功能的要求而形成的，建筑材料仿生主要是以自然界中生物的形态、色彩以及构成成分等因素为设计模板，分析生物材料的性能、机理以及相关结构，同时将此结构进行合理复制，创造出与原生物体性能、结构相仿的建筑材料。举例来说，泡沫建材结构就是以蜂巢为设计灵感的。这种结构不仅具有美观性，同时还可以起到保温的作用。一般情况下，设计师将树脂与尿素甲醛泡沫填充到泡沫建材中，使得泡沫建材体积较轻，便于施工，同时其还具有夏季隔热，冬季保温的效果。
三、仿生建筑学今后的发展方向
1、生态绿色节能建筑
不论是绿色建筑、有机建筑、生态建筑或是零能耗建筑，它们都有共通之处，就是尽可能的降低建筑对其周遭环境的影响，简单来说，就是要在建筑施工及建筑使用阶段尽可能的节约能源，以保证我国能源的可持续发展。未来，随着我国经济结构的转型升级和人们环保意识的不断增强，生态节能建筑将会成为建筑发展趋势的新导向。且从生态节能建筑在世界各国的发展情况来看，其发展趋势有着观念大众化、设计主流化、全面化等显著特征。除此之外，绿色生态建筑设计可以有效的降低能耗绿色建筑设计贯穿于建筑工程的选址、平面规划、建材选用的设计全过程，而且绿色建筑设计最注重的就是考虑如何降低建筑物的能耗。
2、智能建筑
智能建筑以智能控制技术作为支持，对一些复杂、具有不确定性以及高度非线性特征的过程进行控制。在一座智能建筑中，通常都会使用智能控制技术对电梯群进行调度，以最优化的方式利用资源，同时会使用智能控制技术对建筑中的照明、空调进行控制，在便利人们生活的同时，节约能源，为人们设计出更加舒适、安全、节能、环保、便利的建筑环境，其是仿生建筑学的重要发展趋势之一。
3、多维空间建筑
所谓多维空间建筑即指将建筑物向更广空间、海洋空间或者是地下空间等方向发展建设，在这之中，仿生建筑学发挥着重大的作用。举例来说，当前建筑物发展的大趋势即建筑逐渐下地下空间发展，例如当前的地下商场或者是隧道等都是其主要体现。这些地下建筑不仅方便了人们的生产生活，同时也促进了城市的经济发展，便利了城市土地规划。在进行地下建筑的设计时，必须要考虑到仿生学，例如充分分析研究蚯蚓是如何在地下泥土中行走的，同时将其规律与建筑建造结合起来，创造出更符合地下生存条件的建筑体。
四、结语
关键词：计算机科学与技术；发展趋势；研究
中图分类号：TP3-4文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 05-0000-02
计算机科学与技术与我们的社会、生活、工作等方方面面都息息相关，因此，分析计算机科学与技术发展的趋势问题具有十分重要的现实意义。为此，本文分析了计算机科学技术的发展趋势，以下是本人对此问题的几点看法。
一、计算机科学与技术发展的整体方向
计算机科学与技术的发展可以说是日新月异，发展速度非常的快，但统观计算机技术的未来发展，主要向着“高”、“广”、“深”三个方向发展。具体分析如下：
第一，向“高”度发展。体现在计算机的主频上，随着主频的逐步提高，计算机的整体性能会越来越稳定，速度会越来越快。英特尔公司已经研制出能集成超出10亿个晶体管的微处理器，也就是说一台计算机不止使用一个处理器，可能会用到几十、几百甚至更多的处理器，即并行处理，截止目前，在世界范围内性能最高的通用机就采用了上万台处理器。而专用机的并行程度又要高出通用机，其关键核心技术是操作系统，体现在两方面，一方面是如何高效能的使很多计算机之间产生联系，实现处理机间的高速通信，另一方面是如何有效管理这些计算机，并使之互相配合、协调工作。
第二，向“广”度发展。随着计算机的高速发展，计算机已经普及，成为个人常用之物，可以说人手一台。向“广”度发展指网络化范围的扩大以及向各个领域的逐渐渗透。到那时，计算机就会无处不在，像现在的发动机一样，应用于所有电器中，你家里的电器不管是冰箱、洗衣机还是笔记本、书籍等都已电子化。说不定多少年后学生用的教科书也被淘汰，被和教材大小一样的笔记本计算机所代替，学生可根据自己实际需要查阅、记录所需的资料。有人预言未来的计算机如此普及价格就和买一本书一样便宜，还有一次性使用的，用完就可以扔掉，它将成为人们生活中最常用、最方便的日用品。
第三，向“深”度发展。即向人工智能方向发展。比如说，如何把网上丰富的、有用的信息变为己有，如何使人机更好地互动等，这是计算机人工智能发展、研究的的主要课题。所谓人工智能，即计算机的智能成分占主要，会具备多种感知能力、逻辑思维能力，到那时，人们可以与计算机自由交流，用手写字输入，甚至可以用表情、手势和计算机沟通，人机交流方便、灵活、快捷。使人产生身临其境之感的交互设备也已经发明出来，主要体现在虚拟现实技术领域方面。同时，信息将实现永久性存储，百年存储器正在研发当中，让我们一起期待吧。
二、计算机科学技术的几个具体发展趋势
从近几年来计算机科学的发展来看，计算机科学技术的具体发展趋势，主要有以下几个方面：
（一）运算速度大大提高的高速计算机
近年来，美国人发明了一种通过空气的绝缘性来大幅度提高电脑运行速度的新技术。由纽约保利技术公司研究人员发明生产出一种电脑中使用的新型电路，这种电路的芯片之间是由一种“胶滞体包裹的导线”进行连接的，而组成这种“胶滞体”的物质中有90%的成分是空气，众所周知，空气恰恰是一种不导电的优良的绝缘体。经实践研究表明，计算机运行速度的快慢与晶体管或芯片之间信号的传递速度有直接关系，目前国际上普遍采用的“硅二氧化物导线”在信号传递的过程中一般都会吸收掉一部分信号，因此延长了传递信息的时间。而保利技术公司研究制造的这种“胶滞体导线”，在信息传输过程中几乎没有吸收任何信号，所以它能够更快的传递信息。除此之外，这种导线不但有利于大幅度降低电耗，节约材料成本，而且无需更改计算机芯片，可直接安装，最重要的是极大的提高了计算机运行速度。但美中不足的是，这种导线的散热效果较差，无法及时排出电路生成的热量。为此，保利公司迅速组织科研人员，针对这一缺陷进行创新改造，终于研究出一种“电脑芯片冷却”技术，即在计算机电路中置放许多装有液体的微型管道，用以吸收电路在工作中形成的热量。电路开始发热时，其产生的热量可以将微型管中的液体汽化，汽化之后的物质逐渐扩散到微型管的另一端，会重新凝结，顺流到微型管底部，从而达到吸收热量、有效散热的功效。目前，美国宇航局正在对该项技术进行太空失重实验，如果实验取得成功，“空气胶滞体”导线技术将被广泛应用于全球计算机的使用中，有助于大幅度提高计算机的运行速度。
（二）超微技术领域的生物计算机
早在二十世纪八十年代，生物计算机就已经投入研制了，这种计算机最大的特点就是利用生物芯片，由生物工程技术中所产生的“蛋白质分子”组合构成。在这种生物芯片中，信息是以波的方式进行传递的，其运算速度快的惊人，几乎相当于普通计算机运算速度的十万倍，且具备强大的储存空间，而其能量消耗仅为普通计算机的十分之一，这种生物计算机的优势作用显而易见。由于蛋白质分子具有再生能力，因此，它可以通过自我组合而合成新的微型电路，这样就使得计算机具备了生物体的基本特征，因此被称为生物计算机。例如：这种计算机可以通过生物自身的调节作用自主修复出现故障的芯片，甚至能够模拟人脑进行思考。1994年，美国首次将生物计算机公诸于世，随之公布的还有模拟电子计算机而进行的逻辑运算，并提出了解决“虚构”的七座城市之间路径问题的最佳设计方案。前不久，来自世界各国的二百多名计算机专家学者就曾经齐聚美国的普林斯顿大学，联名呼吁计算机科技应向生物计算机领域努力进军。根据现在的生物计算机技术发展来看，预计将在不久的未来，制造出通过物理和化学作用就能检测、处理、储存、分析、传输数据信息的分子元件。现阶段，计算机科学家们已经在生物超微技术领域取得了一定成就，实现了部分突破，制造出了超微机器人。而科学家们更长远的计划是让这种超微机器人变成一部微型生物计算机，从而在生物体内取代某些人体器官，完成血管、内脏等器官的修复作用，并杀死病毒细胞，使人类身体健康、延年益寿。
（三）以光为传输媒介的光学计算机
光学计算机是一种以光作为信息传输手段的计算机，这种计算机与传统计算机（电子）相比，具有诸多优势特点：光的速度有目共睹，这是电子计算机永远无法比拟的，并且光速具有一定的频率和偏振特征，大大提高了光学计算机传输信息的能力；光的发射根本不需要任何导线，即使发生交会也不会造成干扰；光学计算机的智能水平也大大高于电子计算机。可见，光学计算机是人类不断追求的理想计算机。早在二十世纪九十年代，世界各国以及各个科研机构，就已经投入大量的人力、物力、财力用以研发“光脑技术”。其中，由英国、德国、法国、意大利等60多个国家组成的科研队伍研发的光学计算机成果显著，该计算机的运算速度比电子计算机快了一千多倍，而且准确率相当高。除此之外，有些超高速计算机只能在低温状态下运行，而光学计算机不受温度的限制；光学计算机的存储量超大，抗干扰能力超强，不管在什么条件下都能正常运行；光脑具有与人脑相似的特性，就算系统中的某一元件出现损坏，也不影响运算结果。
（四）含苞待放的量子计算机
计算机专家已经根据量子学理论知识，在量子计算机的研制方面取得了一定成果，如：美国科学家已经成功完成了4个“锂离子”量子的缠结状态，这一成果体现了人类在量子计算机研究领域上已经更上一层楼。
（五）应用纳米技术的纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。美国正在研制一种连接纳米管的方法，用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件，发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。
当然，以上仅是本人对计算机科学与技术发展趋势的几点浅薄认识和看法，对于此问题的研究，有待于我们做进一步的探讨和思考。
参考文献：
[1]蔡芝蔚.计算机技术发展研究[J].电脑与电信,2008,2
[2]陈相吉.未来计算机与计算机技术的发展[J].法制与社会,2007,10
[3]文德春.计算机技术发展趋势[J].科协论坛（下半月）,2007,5
关键词：工程材料学 教学体会 教学方法
Fundamental teaching combined with frontier research： teaching experiences in engineering materials
Yuan Guangyin
Shanghai jiao tong university， Shanghai， 200240， China
Abstract： The article introduces a teaching method and experiences in engineering materials education. The course will be better understood if students learn basic theories along with the introduction of latest research progress in relevant area. Also， students will learn to think independently when applying theories to practice by finishing certain surveys and reviews in engineering materials.
Key words： engineering materials； teaching experiences； teaching method
凡与工程有关的材料都称为工程材料。工程材料按其性能特点分为结构材料和功能材料两大类。结构材料以力学性能为主，兼有一定的物理、化学性能；功能材料以特殊的物理化学性能为主。工程材料主要应用于机械制造、航空、航天、化工、建筑及交通运输等部门，对社会经济的发展起到不可替代的作用。
工程材料学作为高校工科材料类和大机类本科生专业基础课，在目前宽口径复合型人才培养中发挥着越来越重要的作用。笔者在工程材料学课程中运用基础理论与前沿研究相结合的教学方法获得了不错的教学成果。
1 工程材料学课程内容与目标
工程材料学课程属于材料科学与工程类专业的技术基础课。材料科学与工程类专业的学生在学完材料科学基础和材料加工原理等基础理论课后，头脑中堆满了有关材料科学的概念和现象，但是在遇到实际问题时往往不知从何处下手。工程材料学就是从材料科学和实际使用的角度出发，根据学生已有的材料科学的基础理论、概念和现象，建立整体统一的概念和体系，阐明它们之间的内在联系，帮助学生学会分析问题和解决问题的方法，培养在实际工程中正确地选择材料和使用材料的能力。
通过该课程的学习，学生需要掌握各类金属材料的基本特征，改善材料性能的技术途径以及合理地选择材料、使用材料的原则和方法，具备能根据零部件实际服役条件正确合理地选用材料、安排其大致的加工工艺路线，制定其相应的热处理工艺的能力，为今后实际科研和生产奠定技术基础。
2 基础理论与前沿研究相结合的教学方法
工程材料学课程重点讲授常规工程材料的组织结构特征和性能特点，改善性能的热处理工艺以及常规工程材料的选用等方面的内容。采用课堂讲授、课堂讨论以及有关材料热处理、加工等工厂实际情景录像、现场观摩等多种教学方式加强学生对课程基本知识的掌握和理解。
2.1 理论与科研实际相结合提升学生的认知程度
仅通过文本、图片、声音及图像等多种形式来向学生传达课程信息，并不能让学生对工程材料学这一应用型课程具有直观与深刻的理解与体会。因此，为了使课程内容多样化，增加学生学习兴趣，提高工科材料类和大机类本科生对工程材料学课程的认知程度，加强基础课程理论与前沿科研信息的衔接，笔者在授课过程中将自己相关的科研工作与体会灵活地穿插在课堂内容中加以介绍。
如在第一章讲解“非晶”与“准晶”的概念时，笔者用一节课时间介绍自己在该领域的研究工作以及国际上在非晶、准晶材料领域研究的最新进展和非晶、准晶材料的应用现状。这一做法在唤起了一些学生对非晶和准晶材料的研究兴趣的同时，多层次深入的介绍让学生对非晶的理解不仅仅停留在“非晶是一种没有原子的三维周期性排列的金属或合金固体”的概念上，而是对非晶这一特殊结构材料的发展及应用价值有了较为直观的了解。不仅如此，通过对特殊原子排列结构的理解与学习更能促进学生对金属结构相关内容的联想与反思。这样，对于工程材料学课程中其他相关内容的理解也起到较大帮助作用。
又如，在《有色金属》章节介绍“镁合金材料”时，笔者将自己在镁合金材料领域多年的研究积累浓缩在一节课中对学生做了生动的介绍，特别注重高性能镁合金材料研究思想的介绍。可降解镁合金材料作为生物医用材料有着巨大的发展潜力，笔者在课程中向学生介绍了由上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心自主研发的JDBM可降解生物医用镁合金的研究现状。在丰富课程理论内容的同时，也向学生传达了前沿的研究思想与发展趋势，不仅有助于学生对工程材料领域的认识，也有助于学生建立材料科学整体的宏观认知与理解。
2.2 理论联系实际促进学生独立思考
“学而不思则罔，思而不学则殆”，在教学过程中还应注重学生被动学习与主动思考的结合。因此，在基础理论与前沿研究相结合的教学方法中，笔者针对提高学生主动思考这一问题，通过启发学生完成在工程材料领域中的相关调研加深学生对工程材料行业的思考与了解。
笔者针对所讲授的主要工程材料的最新研究及应用现状布置了以下调研题目：
（1）民用建筑用钢的研究现状和发展趋势。
（2）汽车用超高强度钢板的研究现状和发展趋势。
（3）核电用钢的研究现状和发展趋势。
（4）大型飞机关键结构用先进钢铁材料的研究现状和发展趋势。
将学生分成4个小组，每个小组从以上4个调研题目中选择一个专题，通过网络或者查阅文献等方法了解相关的知识。每个组员要求提交一份不少于2 000字的专题综述报告，不仅仅要求学生撰写文献综述，而且鼓励学生在综述中大胆发表自己的观点，同时每个小组制作PPT并合作完成一个15分钟的专题报告展示。
这一做法不仅能调动学生学习的主动性和积极性，也能提高学生检索文献及团队合作的能力。
此外，本课程成绩的考核强化了平时学习效果的考核。课堂讨论、调研报告、考勤等占总成绩的50%，期末考试成绩占总成绩的50%。所以，学生对这门课程一直保持着较高的学习热情，很好地实现了本课程教学大纲的目标。笔者前后对7届学生讲授工程材料学课程，学生网上评教结果均为优秀，本门课程的教学方式和效果受到了学生的充分肯定。
3 结束语
总体看来，采用基础理论与前沿研究相结合并辅助多种教学手段的教学方式取得了显著的成效。通过该课程的学习，学生较好地掌握了各类常见金属工程材料的组织、结构特点、改善性能的基本途径和相应的工程材料的选用。通过7届学生的期末试卷完成情况来看，大部分学生可自主完成基本工业零部件的选材、加工与热处理工艺，很好地实现了本课程教学大纲的目标。
关键词：工业炉；问题；节能现状；发展趋势
中图分类号：TK175 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0165-02
虽然我国国民经济和工业的发展呈现高速平稳状态，但是能源问题依然是经济发展的重大威胁。目前我国已成为世界上能源需求第二的国家，能源消费占到世界的10%左右，但是能源利用率却远远低于发达国家。为我国建设和谐社会和实现经济可持续发展的目标，党的“十一五规划”、“十二五规划”都对节能减排提出了要求。可见实现节能对国家及国家经济实现可持续发展的重要性。而工业炉又是我国能源消耗大户，因此对工业炉节能提出了更高的要求。文章就从工业炉出现的问题谈起，分析其节能现状及其发展趋势。
1 工业炉问题
虽然近年来我国工业炉的发展取得了很大的进展，但是它的确还存在着许多问题。
1.1 炉型与燃烧装备落后，污染严重
我国工业炉总量很大，但是燃烧装备落后，特别是燃煤锅炉总数多，耗煤总量大。而燃煤工业炉又存在许多问题。它不仅技术装备差、能源利用率低、热效率低、运行水平也比较低，而且污染又很严重，它每年会产生大量煤渣，向大气中排放大量的烟尘、二氧化碳，成为了大气的直接污染源，影响了空气质量。
1.2 工业炉大多分散
我国工业炉虽然数量较多，但是分布散开，不集中。虽然我国许多地区已采取了热电联供、锅炉大型化和供热集中的措施，以及利用清洁燃料。这些在一定程度上减少了空气污染，但是我国以煤炭为主的能源结构在短期内不会改变，所以煤炭工业炉还将长期大量被分散应用。
1.3 工业炉利用率低
我国工业炉间歇性运行这使得利用率很低。我国工业炉的平均热效率较发达国家的工业炉热效率要低20%左右，可见我国节能工作还不够完善，节能空间可以有很大的提升，提高能源利用率可以极大提高经济效益，所以节能工作的依然需要花费大量的时间和精力来完善。
1.4 技术落后，开发不够
我国工业炉的运行状态较其它领域的现代工业技术水平要低的多。工作方式原始，劳动强度依然很大。技术水平还不达标。
1.5 工业炉保温差，热损失大
我国工业炉产品大部分为非标产品，产品保温材料性能不达标，热量损失严重，对节能造成很大的困扰。
1.6 检测、计量及控制仪表的力度不够
我国工业炉通常是工艺要求控制某些参数才会设有仪表，一般都是凭借经验来测量风量、能耗、烟气。这些硬件不达标更谈不上说工业炉节能问题了。
1.7 管理水平不够
我国基础管理人员对工业炉节能问题没有给予以重视，管理水平过低，管理制度不够完善。
工业炉存在的各种问题，引起了国家、社会、企业的广泛关注。因此在国家“十”中将工业炉作为了十大重点节能工程之一，“十二五计划”继续贯彻执行实现降耗20%的目标，我国工业炉节能现状令人期待。
2 工业炉节能现状
针对工业炉存在的各种问题我国的工业炉节能已采取了许多措施。
2.1 设备改进
我国工业炉燃烧设备落后、陈旧。而工业炉装置又直接影响到能源消耗的多少。采用合理的燃烧装置可以实现燃料的充分燃烧，使炉内温度场均匀分布以及实现节能降耗。比如：在工业炉上已经用到的高速烧嘴可以实现燃料完全燃烧，既提高了热量的利用质量又节约了燃料；平焰烧嘴使炉内温度场分布均匀；蓄热式烧嘴有很明显的节耗续能的效果。
2.2 燃烧技术改进
采用良好的燃烧技术达到节能减排的效果。如：高温空气燃烧技术，可以回收80%的烟气，有低污染、环保、节能、燃烧均匀、燃烧面积广等优点：富氧助燃技术，可以加快燃烧速度，促进完全燃烧，提高能源的利用率。
2.3 工业炉的结构改进
工业炉要选择适合的炉膛结构，如：选择圆形替代方形，使受热均匀。另外也可根据需要加热的材料来选择合理的炉膛结构及合适的尺寸。
2.4 余温高效回收
在燃烧完成后烟气通过排烟口排出，但是由于烟气排出后在排出口进行交换的时间短，烟气带走了大量的热，大约达到了40%～60%。如果能够充分利用好这份热量，就可以回收大量的热，提高热能源利用的效率。这一方法被利用最广泛的就是预热助燃空气。预热助燃空气加快了空气的升温速度，提高了热能利用效率。也提高了生产效率，同时也提高了经济效益。
2.5 传热过程进行强化
对加热物质进行烘烤、干燥等处理，有利于提高热交换速度，提高效率。同时加热材料质量也得以提升。除了可以对加热材料进行处理外，也可以对工业炉内外壁进行清洁，使受热力层均匀，加快传热速度。还可以利用红外线等设备加强辐射，提高热效应。
2.6 检测与控制的完善
前文已提到我国工业炉检测设备缺乏，大部分时候凭借经验。这样的方式原始并且落伍，劳动强度大，给工人造成了很大的工作负担，他们在观测时很难得到理想的结果。这样就不可避免的造成了许多浪费。为实行节能减排，我国现在推行工业炉自动控制技术。现在推行很广泛的是热平衡测试，这可以有效的控制能源，及时调控，实现高效节能。
2.7 加强能源管理
如果管理不到位，能源利用不合理，就会导致严重的浪费问题。所以组织高效的管理机制，对设备及时维修清理，对人员编制管理好，就会有利于能源的合理利用。
3 节能发展趋势
现在我国针对工业炉存在问题虽已提出了一些解决措施，但是从我国经济突飞猛进的发展速度和我国能源消耗大来看，我国面临着严峻的形势。为了改变这一严峻的形势，我国必须抓住机会发展节能经济。在未来工业炉发展上可以作如下措施。
3.1 对能源结构进行调整，实行燃料替代
我国能源主要是煤炭为主，工业炉也是以煤炭为主，但是大量直接的燃煤对空气环境造成极大的污染。所以要寻找一种能源来代替煤炭。现在可以利用的资源还有有柴油、天然气，虽然这些能源清洁度要高，但是这些能源成本过高，会降低经济效益。在我国目前的工业炉企业很难广泛使用。为此我们考虑到新的生物能源，这在我们的工业炉中有很大的发展前景。这些生物能源技术有：生物气化技术、生物成型燃料技术和生物裂解油技术。
3.2 进一步研发新的高效燃烧技术
虽然我国已经采用了良好的燃烧技术（高温燃烧技术、富氧助燃技术），但是这些技术也依然未达到最优化的程度。为了提高节能效率，这些燃烧技术水平有待更进一步的提高，如：燃烧技术可发展为使燃料燃烧用尽并且大量减少污染物的生成的水平，这样是实行节能减排的良好措施。
3.3 节能与环保同等重要
我国工业炉大量使用煤炭燃烧，工业炉燃烧过程中排放了大量的烟层，污染物，对环境造成了极大的破坏，可见工业炉环保必要性。因此工业炉节能在进行的同时要注意减少空气污染物的排放并及时消除污染物。
3.4 革新工业炉原料设备，采用新型材料
我国工业炉设备随着经济的发展显得落后，为了适应现代科技的发展，我国的工业炉设备要及更新，可以采用轻型工业炉燃烧设备和耐热型燃烧设备。这样有利于充分的实现节能减排。
3.5 注重环保绿色
中国经济发展道路上环保成为了一个大问题，以前的工业总是走先发展，后治理的道路，这不利于经济的可持续发展。所以现在的工业炉行业要对能源结构进行调整，使工业炉发展走上绿色的道路。
3.6 进行人才管理培训
虽然装置设备、燃烧技术、检测监测等硬件正在不停完善，但是工程技术人员、管理人员更应该受到重视。一个国家的长远发展要看国家的软文化实力，相比之下工业的发展从近期到未来的发展，他的技术人员都是十分重要的。同时为提高工业炉的利用率，人员管理安排也很重要，如果人尽其才就会起到事半功倍的效果。
4 结 语
工业炉的节能措施关乎工业的经济效益、竞争力，关乎国家现在经济的发展，更关乎国家未来的可持续发展。现实环境要求我们正视工业炉存在问题，要求我们对其节能现状分析，让我们更好的预测其发展趋势，这也使我们得到了一个结论：要实现真正意义上的绿色环保经济需要我们加强对新技术、新能源的研发力度。不断探寻节能道路，走出一条属于自己的环保、节能、经济的发展大道。
参考文献：
[1] 杨军，赵喜军，王志强，等.工业炉节能现状和发展趋势[J].冶金能源，2011，（6）.
RFID已经走过50余年,在最近几年里得到了更快的发展。随着技术的不断进步,RFID产品的种类将越来越丰富,应用也越来越广泛。展望未来,RFID将发生什么变化?将有哪些发展趋势?
生物特征识别将成为RFID关键技术
随着光电技术、微计算机技术、图像处理技术与模式识别等技术的快速发展,尤其是嵌入式人脸识别技术的成熟,生物特征识别技术被列为21世纪对人类社会带来革命性影响的十大技术之一。近几年来,国内外已开发应用了声音识别、人脸识别、签字识别、指纹识别、掌形识别、眼虹膜识别等人体生物特征的鉴别。
这两年,生物识别技术已部分应用到公安、安全、海关、金融、军队、机场、边防口岸、安防等多个重要行业及领域,以及智能门禁、考勤等民用市场。专家预言,到2012年,生物特征识别技术将进入一个快速成长期,生物特征识别时代已经到来,生物特征识别技术将成为RFID重要组成部分,并促进RFID技术更快地发展。
产品电子码EPC将成为物联网技术新代表
随着经济全球化,信息网络化进程的加快,为满足对单个产品的标识和高效识别,近年来,一种产品电子码EPC(Electronic Product Code)的技术产品应运而生。EPC系统是一个复杂、全面、综合的系统,包括EPC编码、网络、通信协议等内容,它是在计算机互联网和射频技术RFID的基础上,利用全球统一标识系统编码技术给每一个实体对象一个唯一的代码,从而构造了一个实现全球物品信息实时共享的物联网。
结合RFID及互联网系统的EPC技术,未来将成为现代供应链管理的主要标准,而透过互联网在全球范围对货件进行追踪及追溯的“物联网”概念,已逐步成为物流业发展的新方向。可以说,EPC将成为继条码技术、RFID之后,再次变革商品零售结算、物流配送及产品跟踪管理模式的一项重要新技术。可以预见,RFID/EPC自动识别技术将带来国际航运物流和环球供应链的一场革命,将更进一步推动我国的自动识别产业发展。
RFID数据处理能力将越来越强,对软件的需求越来越大
对于使用RFID技术的企业来说,如何有效处理应用RFID技术带来的海量数据来降低成本,提高管理效率将是未来非常迫切的问题。因此企业需要一个强大数据管理平台,它包括后端数据库、应用程序以及正确的分析能力来处理由RFID系统生成的巨量数据。否则,企业可能会被大量的数据淹没而享受不到RFID技术带来的益处。
目前软件在RFID应用中比较简单,平均费用不超过整体RFID项目的13%。未来几年,随着大规模物流应用及开环方式应用的发展,海量RFID信息处理、传输和安全对RFID的系统集成和应用技术提出了新的挑战,软件将是RFID项目支出中相当重要的部分,在某些应用中,甚至会超过硬件的费用。
这主要表现在软件/中间件在RFID整体市场的份额将会不断提高,成为RFID市场新的动力。专家认为,未来RFID系统集成软件将向嵌入式、智能化、可重组方向发展,通过构建RFID公共服务体系,将使RFID信息资源的组织、管理和利用更为深入和广泛。
由于软件/中间件在RFID系统中的地位越来越重要,目前国内外厂商在这方面投入了越来越多的技术研究,以满足未来这方面的巨大需求,并取得了一定的成果,包括中科院自动化所推出了RFID公共服务体系基础架构软件和血液、食品、药品可追溯管理中间件,清华同方的ezRFID中间件,ezONE ezFramework基础应用套件等。
RFID将更便捷高效,并朝多功能演变
随着3G移动技术、IT技术的不断提高、普及,RFID读写器设计与制造的发展趋势是将向多功能、多接口、多制式,并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展;同时,多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。
未来RFID阅读器变得更精致、更便携、读取率更高。RFID标签不仅能应用于液体、金属等环境,甚至可以集成到温度传感器中,可水洗并能承受极端温度,可以用来监测记录温度。目前无线射频技术对那些对温度变化异常敏感的食品的低温运输和遥感勘测应用的帮助非常大。如今这类传感器标签在冷链/食物链行业中应用广泛且效果突出,在食物链上,RFID可以实现从田间到饭桌的全程化跟踪。江苏恒宝股份研发出了智能卡与电子标签制造等产品解决方案,称“从一粒种子开始,到最后被谁吃了,都能追踪到。”
RFID日益网络化,并与其他产业加速融合
当RFID系统应用普及到一定程度时,每件产品将通过电子标签赋予自己独特的身份标识,尤其是如今随着3G、三网融合的日益普及,今后RFID与互联网、电子商务结合将是必然趋势,也必将改变人们传统的生活、工作和学习方式。同时,与其他IT产业一样,当标准和关键技术解决和突破之后,RFID也将与其他产业如3C、3网融合等形成更大的产业集群,并得到更加广泛的应用,实现跨地区、跨行业应用。
另外,如今芯片频率、容量、天线、封装材料等组合日益形成产品系列化,RFID将与其他高科技加速融合,如与传感器、GPS、生物识别结合。这一切,将促成RFID由单一识别向多功能识别发展。
统一标准、与国际接轨将是中国RFID未来工作重点
每个RFID标签中都有一个唯一配对的身份识别码,倘若它的数据格式有多样且互不兼容,那么使用不同标准的RFID产品将不能互联互通,这对经济全球化下的物品流通将是严重制纣。因此标准的不统一是影响RFID全球发展的重要因素。当前RFID市场已形成了日本的“泛在ID中心”和美国的EPCGloble两大标准组织各自为政、互不兼容的分庭抗礼局面。
如今,我国也开始制定自己的RFID标准,坚持“以应用促标准,以标准带应用”的原则,适时出台适用通用的标准频率,以给中国企业一个快速发展的空间和时间。目前具体的标准内容还未全面落实,但可以肯定,编码管理、核心技术及数据库是未来RFID工作的重点。时下,欧美许多国家也陆续开始制定自己的标准,如何让这些标准相互兼容,让一个RFID产品能顺利地在世界范围中流通是当前重要急迫的课题。
RFID将变得更加安全、实用和便宜
RFID技术要想在对信息有较好保密要求的领域广泛展开应用,时下仍存有一些技术问题,因为当前广泛使用的无源RFID系统尚无有可靠安全机制,难于对数据进行很好的保密。因此不少RFID开发服务商正全面投入研究,认真采取安全措施,强大的密码、编码、身份认证等技术将得到更为广泛普遍的研发和应用,今后若想对RFID进行破坏、克隆将会非常困难。同时,未来有关RFID法律将制定实施,RFID数据将会日益受到法律的保护。非法获取和使用RFID标签里的数据和文件将被认为是一种犯罪行为。
还有,智能移动设备中的RFID/NFC读写器将可使人们越来越广泛进行信用卡/借记卡或电子钱包的金融交易、移动小额支付等,而印刷电子使用有机和无机材料,也将消除对昂贵的硅芯片的需求。RFID标签也将被直接印在包装上,这样可以更广泛地用于低价值商品――防伪或库存的商品,最终还将节省不少成本。
高频、超高频是RFID未来主要应用频率
时下我国的RFID技术应用,大都以中低频(如门禁)为主。因为第二代身份证、世博会以及各种智能卡的应用促进,高频正进入一个非常的历史时期,平均每年约1亿的速度发展。如果未来中国人口全部应用二代身份证,这种应用会保持五年的稳定出货量。目前全球EPC通过“物联网”的概念,正在向人们描绘一幅未来的美景,以物品的流通管理和仓库管理为主要应用点,市场巨大,而高频和超高频段的电磁特性,将很好地在这一应用领域发挥作用。
目前,中国已经成为全球重要的生产制造基地之一,伴随着全球供应链RFID化的发展趋势,中国的RFID应用必将向着物流仓储等超高频领域拓展,以满足采购商的配套需求。
RFID个性需求日益明显,行业定制化越发普遍
众所周知,不同类型的RFID用户群,由于经营性质、行业、经营规模、发展阶段等属性的不同,会导致RFID需求特征差异较大,对RFID应用要求差别也较大。因此,行业化、细分化将是未来RFID的发展趋势,也是制胜的锐器。
因此,将来RFID系统将不仅变得更强大,还将更有效地解决行业需求。一些公司为此特定行业定制方案,或联合开发应用方案,这个趋势在将来会进一步加快。今后,随着RFID厂商的实施经验不断增长、技术不断提升,将会提供更多针对行业需求的应用方案,从零售到仓储,从制造到政务,从运输到金融,等等,越来越多的RFID行业定制化日益明显,变得更容易。到2012年,有远见的企业将全面采用RFID,并将它作为一项企业基础设施,提供资产、库存、材料实时位置和状态的稳定数据流,以进一步提高企业竞争力。
关键词：园林景观；低碳理念；应用
1.园林景观低碳化存在的问题
1.1设计中存在的问题
一般情况下，对低碳园林进行设计时应尽量考虑在设计中引入低碳设计理念，减少不必要的材料浪费。但是一些园林设计工程师往往迫于利益的需要，以及对于现状分析不当，导致在设计时考虑不足，使园林景观在建设时产生了过多的材料浪费，增加了碳的排放量，对环境造成了一定的污染破坏。
1.2材料选择中存在的问题
建筑材料的选择是对园林低碳理念最直观的体现，所以选用含碳量高的建材不仅导致了园林的碳排放量超标，也不利于低碳园林景观理念的体现。
1.3景观后期运作中存在的问题
现阶段我国工程设计、施工和后期维护往往是相分离的，设计师在进行相关设计时一般只是考虑工程建设的要求和所要达到的标准，而忽视了工程后期运作对自然环境等问题产生的危害。
1.4高污染能源过多
许多建筑企业进行园林景观设计时，并不考虑是否会对环境造成损害，所以对能源的利用也特别随意，例如石油、煤炭等能源燃烧后会产生硫氧化物、二氧化碳等多种污染成分，这些污染成分会对大气层造成损害，形成酸雨、雾霾等现象，间接对生态环境形成破坏，而且对人体健康也有很大的负面影响。
2.解决对策
2.1设计实现精细化
设计师在进行设计前应全面考虑各方面的问题，并对现场进行实地勘探，掌握各种有效数据，并对现状进行科学分析，拿出针对本项目切实可行的方案。坚持因地制宜、适地适树的原则，根据现状尽量做到土方平衡，降低土方倒运过程中碳的排放量。在景观设置方面，结合地形高处堆山，低处凿湖，湖的位置尽量选择在入水、排水方便的位置，减少管材的过度浪费。从建设源头即方案的设计阶段考虑节能低碳的方案是建设低碳园林的首要条件。
2.2低排碳量建材的使用
低碳材料是指使用周期长，生产和使用过程中能源消耗低、污染小、温室气体排放量小，可以循环使用并且可以回收再生产的新型材料。低碳的建材是园林低碳理念最显著的体现，所以在进行园林景观设计时应尽量采用低碳材料，这样不仅能够有效减低耗能，而且也可降低对周遭生态环境的污染度，在延长运行周期的同时，也避免了材料的浪费，有效节约了工程成本。在进行园林景观设计时选择低碳材料，是降低整体碳排放量的有效手段。
2.3加强生物循环系统的修复与建设
生物循环系统的成功搭建可以有效节约后期养护成本，有效修复生态环境。
2.3.1陆地生物链的恢复。科学化的植物搭配形成物质小循环。生态系统结构越复杂、物种越丰富，则系统表现出良好的稳定性，其抗干扰能力越强；反之，其结构简单、种类单调，则系统的稳定性差，抗干扰能力相对较弱。植物是改善环境最主要的绿化因素，在进行设计时对于植物的搭配也要更加重视。要注重植物的多元化，实现下层、中层、高层植物紧密结合，使植物最大限度发挥其自身的功能。根据各项研究的结果来看，供氧固碳机能排在第一的是常绿灌木，第二是落叶乔木，第三是常绿乔木，第四是落叶灌木。所以，通过加强乔、灌、草的有机搭配种植，可以有效提升植被的供氧固碳机能。
2.3.2水体是园林景观中不可或缺的一部分。水体生态系统的恢复可以有效减少清淤次数和注水次数。有效降低水体景观的污染和成本节约。合理配置水体景观的水生植物是恢复水体生态系统的前提。水体生物链的恢复要从调整水质和土壤酸碱度人手，再依次植入沉水植物、浮水植物、挺水植物。浮游生物的产生是水生动物食物链形成的基础，逐层逐步地进行生物链的恢复。
2.3.3清洁能源的广泛应用。可再生能源是指具有自我恢复原有特性，并可持续利用的一次能源，包括太阳能、水能、生物质能、氢能、风能、波浪能以及海洋表面与深层之间的热循环。在园林景观设计与建设中，可再生能源的广泛推广与应用，可以有效降低碳排放量，是最能体现低碳理念的选择。当前，太阳能光伏发电路灯已经在园林景观设计中广泛应用，这也代表着可再生能源已经进入了园林景观领域。
关键词：智能包装；科学技术；国内市场；发展趋势
中图分类号：F27文献标识码：Adoi：10.19311/ki.16723198.2016.14.020
1研究背景
在国际化贸易日益繁荣的今天，长时间、长距离的产品运输已经非常有必要和不可避免。对于大多数的产品来说，环境和自身特性会对其质量产生明显的影响，因为从生产至销售，再到使用这一过程中，或许要经过很长的时间。包装的作用，系统来看有两个方面：第一，保护产品、方便贮运，为产品免受光照、氧化、受潮、微生物寄生和机械性挤压以及灰尘提供可能性，使运输过程更加安全。第二方面，促进销售，包装可以提品的信息，让消费者对自身购买的产品有详细和必要的了解。
随着消费者对产品品质及其安全性，甚至生产过程低碳性等方面性能的日益关注，包装技术也随之发展。为了能更好地反映出包装内产品的品质及其变化，将产品信息更方便地反馈给管理者或者消费者，智能包装应势而生。在智能包装的技术中，大量的材料学、化学、物理学和生物学等科学技术被应用在实际中，制备出相应的包装。本文从智能包装的定义、工作机理，在我国的应用现状及智能包装的发展趋势等几个方面进行介绍。
2智能包装的定义
智能包装是指：在一个包装、一个产品或产品-包装组合中，有一集成化元件或一项固有特性，通过此类元件或特性把符合特定要求的智能成分赋予产品包装的功能中，或者体现在产品本身的使用中。具体来说，智能包装应该是利用新型的包装材料，利用一定的结合了多学科技术的结构和形式，对于产品流通过程中的品质和安全进行测试与保证，优化管理产品在运输过程中出现的问题。
举例来说，如指示食品新鲜度类的智能包装，这种包装利用其食品在储藏、运输的过程中，发生物理化学反应时会产生某些特征性物质，这些物质与特定试剂可以产生颜色反应、温度激活型的生物学反应，甚至酶引起的指示标签的变化反应。利用这些特定的反应，表达成消费者易于理解的方式，从而直观地对食品新鲜度进行表征。对于不同的产品，可以有诸如：微生物敏感型智能包装、二氧化碳敏感型智能包装、乙烯敏感型智能包装等等。
3智能包装材料的应用现状
智能包装按照其应用的科学技术及方向，可以分为以下几个类别：（1）食品智能包装，简单来说是指示食品是否变质和延长保质期的包装；（2）药物智能包装，用以提高患者服用药品时的准确性和方便性以及保证药品品质；（3）日化用品智能包装，例如防晒护肤品的包装盒可以实时监测大气中紫外线的强度，以便指导消费者正确使用防晒品等。
智能包装的研究与发展，是将科学技术与实际应用完美结合的一种方式，是对二者相互的促进，即实际需求促进科学技术发展，科学技术发展为实际需求提供实践平台及发展动力。中国在科学技术的发展方面，是由实用性指导逐渐向理论性、先验性科学研究发展的过程，这个逻辑下中国智能包装的发展应该处于较高的地位。但实际上，由于缺乏技术支持及对这方面的研究，中国的智能包装的发展远远没有达到广泛应用的级别，尽管当下食品安全和产品品质问题迫在眉睫。相较而言，美国，澳大利亚和日本等发达国家的智能包装技术已经部分成功的商业化，其中对于时间、温度指示剂和氧气指示剂类的产品包装最为普遍，用于延长产品的货架寿命和监视食品的品质及安全。
中国虽然对智能包装的研究起步比较晚，但是发展迅速。20世纪90年代以后，随着消费者对智能包装的认知越来越多，我国的智能包装，尤其是气调包装方面有了初步的应用。目前食品的气调储藏占果实储藏总量的百分之十几。尽管我们在智能包装的技术研发水平和应用领域方面还有很大的欠缺，但是随着我国科技的发展，我们在智能包装的推广上也会越来越顺利，市场占有率也必然日益增加。在智能包装技术的研发和应用上，国内也逐渐迈出了坚实的一步。中国农业大学开发了用于新鲜猪肉的TTI标签，但应用率还不是很大；2007年，无线射频识别电子标签也应用到了月饼产品包装盒上，但仅限于此种产品。上海海洋大学也新开发出能快速检测食品新鲜程度并指示新鲜度的“电子鼻”，和用于指示病原微生物的“生态芯片”。
4智能包装的发展趋势
近年来，材料科学、计算机技术和人工智能等相关的技术的发展与进步，让智能包装有了快速的发展。在国外某些国家如美国、日本等已有较长时间的研究，并得到了较大范围的应用。美国佛里多尼亚集团的报告显示，消费者对于食品安全的日益增多的关注，以及减少容易腐烂和变质的食品或者药品的损失的强烈需求，对智能包装的市场需求也是日益增加。
根据国外的调查和分析，2011年全球智能包装的产值增长至48亿美元，2013年增长至141亿美元。其中，美国在智能包装的市场上，每年的增长率为13%，到2011年产值达11亿美元。中国的智能包装起步较晚，但随着越来越多的国外大牌看好中国市场的前景并准备进军中国市场，会对其发展有很大的促进作用。同时市场上智能包装的消费需求也越来越大，保证了市场的快速形成，必然会拉动智能包装的迅猛发展。2015年，无线射频识别标签的年需求量达到10000亿枚，其中大多数用于智能包装。仅仅从无线射频识别的需求就可以看到智能包装的巨大的市场及其潜在的机遇。预计在未来的几年，独立包装的产品都会使用智能标签。
在市场机制并非很健全，假冒伪劣产品仍然猖狂的情况下，消费者需要智能包装技术的帮助，一方面是更好地了解自身所购买产品的品质并进行合理价格的购买，另一方面也可以督促商家，对自身产品进行从生产到销售这一整个过程更加细致地品质把控。当然智能包装越来越多地应用，也会减少产品的售出之前由于储存与运输环境出现的问题，它减少了生产商的损失，对于整个产业链有一个很好的帮助和促进作用。
5结论
智能包装可以实现对产品的流通过程全程定位，并表现出产品的实际品质。在随着全球化程度地提高，市场范围大大延伸，产品供应链也随之扩大。消费者对产品品质的保证要求越来越高，尤其是食品的新鲜度和精密仪器的保护程度以及药品的安全性。这就间接控制产品供应链中的制造商、物流运输第三方和零售商，提高生产产品的品质和运输效率，来保证产品流通的成功率，减少零售商的退货和消费者的投诉。消费者对产品包装功能的不断追求，是促进智能包装的主要动力。发展智能包装已成为当今社会包装的发展趋势之一，这是历史的必然。我国应抓住现在的机遇，大力研发智能包装技术，适应未来产品包装的新形势，创造智能化、信息化的新包装，提升产品的价值来推动经济的发展。同时这也是我们每个包装人的任务和机遇，希望能在此中有所作为。
参考文献
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