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【關鍵詞】產品設計；發展趨勢；綠色；個性
產品設計未來發展是一種完全依據新思路的創造性的設計，這種未來型設計也許不能為當代人們所接受，但它是人們對今后生活的美的憧憬，是未來社會圖景和人們新生活形態的設計。因此，這需要不斷的探索未知，不斷地尋找新的設計理念和新的設計語言，不斷地了解設計的發展趨勢，才能伴隨著科技的發展而不斷完善自己。
一、計算機輔助產品設計的發展
計算機輔助產品設計，是以計算機技術為支柱的信息時代的產物。與以往產品設計相比，計算機輔助產品設計在設計方法、設計過程、設計質量和效率等各方面都發生了質的變化，把產品的創新性、外觀造型、人機工程等設計提升到一個新的高度。
創新是產品設計的根本，計算機輔助產品設計在產品開發創新性上表現出極佳的優越性和便利性。一個新產品可以有多個切入點進行創新，如功能、結構、原理、形狀、人機、色彩、材質、工藝等，而這些創新切入點均可以利用先進的計算機技術，進行預演、模擬和優化，使產品創新能在規定的時間內準確、有效地得以實現。比如在計算機輔助產品造型方面，使實體模型向產品模型轉化成為可能；在人機界面方面，由于計算機技術尤其是多媒體、虛擬現實等技術的發展，使產品人機交互界面的設計有了全新的突破。常用產品設計軟件有：3DMAX、Pro/Engineer等。隨著計算機技術的進一步發展，計算機輔助產品設計將會使人們對設計過程有更深的認識，對設計思維的模擬也將達到一個新境界。它將使產品創新設計手段更為先進、有效，人機交互方式更加自然、人性。
二、綠色與仿生產品設計的發展
（一）綠色設計
綠色設計是20世紀80年代出現的一股國際性的設計思潮。由于全球性的生態失衡，人類生存問題引起了世界范圍的重視，開始意識到發展和保護環境、設計與保護環境的重要性。綠色設計與我們常說的生態設計概念相同，源自于人們對現代技術所引起的環境及生態破壞的反思，體現了設計師的道德和社會責任心的回歸。它的主要內容包括產品制造材料選擇和管理、產品的可拆卸性和可回收性設計。產品綠色設計經歷了以下幾個發展階段：（1）工藝改變過程。主要是減少對環境有害的工藝，減少廢氣、廢水、廢渣的排放。（2）廢物的回收再生。主要是提高產品的可拆卸性能。（3）改造產品。主要是改變產品結構、材料、使產品易拆、易換、易維修，使所有的能源消耗最低。（4）對環境無害的綠色產品設計，這點是當前設計師們正在努力的方向。
綠色設計涉及的領域非常廣泛，也是現今的設計領域國際流行趨勢。例如在建筑方面：綠色建筑要求在高空建筑空中花園，使人們身在高空也能呼吸新鮮的空氣和欣賞大自然的風光；在裝修材料方面：倡導綠色裝修成為當今的一大潮流，盡量減少居室裝修材料的使用量，選擇盡量避免減少有毒物質材料，盡量有綠色無污染環保材料；又比如在交通工具、家用電器、家具等設計方面：特別是交通工具（汽車）的綠色設計倍受設計師的關注，因為交通工具是空氣和噪聲污染的主要來源，同時也消耗大量的寶貴資源。綠色設計將成為今后工業設計發展的主要方向之一。廢棄物回收再利用曾是綠色設計的典型方法。
（二）仿生設計
仿生設計也是當今國際上的流行設計趨勢，廣泛應用于材料、機械、電子、環境、能源等設計與開發領域。仿生學是以模仿生物系統的原理來構建技術系統，使人造技術系統具有或類似生物系統特征的學科，它不是純生物學科，而是把研究生物的某種原理作為向生物索取設計靈感的重要手段。大自然生物中存在許多豐富多彩的外形、巧妙的機構、結構和系統工作原理，值得設計師去研究和探索。
三、家族化系列產品設計的發展
一般情況下，人們常把相互關聯的成組、成套的產品稱為系列產品，在功能上它有關聯性、獨立性、組合性、互換性等特征。系列產品主要有四種形式：成套系列、組合系列、家族系列和單元系列。家族系列產品是由功能獨立的產品構成。例如意大利設計師Fiocco設計的廚房小用品系列，它們的功能各不相同。家族系列中的產品不一定要求可互換，而且系列中的產品往往是同樣的功能，只是在形態、色彩、材質、規格上有所不同而已，這和成套系列產品有相似之處。在整體統一的設計中，尋求恰到好處的多樣性、變化性。例如設計師Maggioni設計的小垃圾箱系列，功能都是裝垃圾的，但它們的外形和色彩有所區別。家族系列產品在商業競爭中更具有選擇性，更能產生品牌效應。
隨著社會經濟的發展，消費者的消費行為變得更有選擇性，市場需求加速向個性化、多樣化的方向發展。人們對產品的要求越來越高，體現在對產品功能、形態、色彩、規格等綜合需求質量的提高上。系列產品對于柔性化生產方式具有非常重要的意義，它巧妙地解決了量產與需求多樣化的矛盾，使產品能以最低成本生產出來，因而系列產品設計也是目前廣為流行的設計趨勢。
四、個性化產品的發展
當今社會，人類不同的需求、欲望和價值觀（下轉第81頁）
（上接第57頁）念，在設計領域中將占更重要的位置。今天提出來的個性化產品，是基于人類文明的進展，提示我們要認識到人的生理機制和心理機制是互不相同的，人人都有權利參與社會生活和共享社會文明發明、創造的一切成果。繁忙的經濟社會強調理性，人與人之間缺少了感情性的交流與溝通。所以在設計中使理性與感性相互補充、相互滲透、和諧相處。并且注重設計的非統一性，突出個性與特色，強調創意與創新，這也是產品設計發展的趨勢之一。它可以提供給不同人群展現個性的空間與平臺。凡是符合于產品內在結構和功能的，并且能滿足物質需求和精神需求，為廣大人民喜愛的設計，都會受到大家的認可與歡迎。
中國當代設計在改革開放短短的20多年期間有了長足進步。進入21世紀的中國經濟持續高速發展，特別是加入WTO以及申辦2008年北京奧運會和2010年上海世博會的成功，更為發展中國工業設計提供了一個歷史性的機遇。在新世紀，融入全球經濟的中國工業設計應當把握機遇，擔負起傳統與現代、民族性與國際性雙向交流，填補鴻溝的歷史使命，早日介入世界現代設計浪潮，力爭把具有中國特色的設計推向世界，納入世界的軌道。產品設計成為當今乃至未來人們關注的焦點之一，這就需要設計者不斷地研究產品設計的發展趨勢。設計以人為本，體現現代、體現綠色、體現個性，從而不斷地滿足不同人群的消費需求、欲望和價值取向。設計者既要面對現實，又要敢于大膽想象與創新；既要任重而道遠，又是勢不可擋。因此，我們要努力追趕設計的發展趨勢，創造出新時代藝術與科技相統一的嶄新產品。
參考文獻
關鍵詞 運動生物力學 競技體育 現狀 趨勢
一、前言
運動生物力學以其多學科的交叉應用性的研究成果應用于指導體育運動實踐；特別是競技體育的科學訓練的需要，運動生物力學在測量技術上不斷取得新突破，在改進和完善動作技術，選擇和設計優化的動作技術方案等的方面產生了積極的影響。運動生物力學在技術原理方面的研究為運動員的技術診斷和改進訓練方法的理論依據。此外，運動生物力學在運動創傷的防治、康復器械的改進，仿生機械等方面也有重要作用；同時也為運動員選材提供了依據。
二、運動生物力學在競技體育中的研究現狀
（一）競技體育中運動裝備、訓練器械、測試儀器的研究現狀
在競技體育中對運動裝備、訓練器械、測試儀器的研究是直接為提高運動成績服務的，這就對運動生物力學在競技體育中的科研提出了很高的要求。但就目前的運動生物力學測試儀器來說，測試儀器越來越多樣化、測試結果也越來越精確。而且，許多新的現代化的技術裝備也被應用到運動生物力學研究上，如運動器械等的研究如運動鞋、訓練器材等，近些年對運動器械、儀器設備的研發方面的研究比較少，這類研究有比較好的前景，若利用得當，將大大推動學科的發展，同時對經濟的增長也有很大作用[1]。
（二）運動員選材方面的研究現狀
運動員選材已從單一方面研究深入到全面展示不同項目運動員身體形態、生理機能、運動力學生物力學等方面的綜合的研究，這些學科需要多種方法綜合運用，以達到理想的效果。對于競技體育選材的問題，要從多學科交叉研究才能完成。而運動生物力學的研究更加依賴高新技術運動生物力學的研究，而當前競技體育中相對缺乏高科技多學科的綜合，測試方法上的局限于現有方法的應用，且缺乏較高水平的運動生物力學在運動員選材方面研究；在選材內容上偏重于以往的儀器測試，在選材項目上比較局限，展開的項目不多，也沒有進行深入研究。
（三）運動損傷及其康復的研究現狀
運動生物力學研究競技體育中運動訓練引起損傷機制，了解與認識其病因、探討預防、治療及康復措施一直是運動醫學與運動生物力學在競技體育研究中要解決的重點問題之一。在競技體育中用運動生物力學的方法研究運動損傷及康復的研究也越來越受到重視，而且與運動專項結合更加緊密。運動損傷相關研究包括對正常運動系統的研究，由于運動創傷中以韌帶、軟骨的損傷為主，故韌帶與軟骨成為研究的重點，尤其是軟骨，此外對運動損傷相關研究還包括運動損傷及修復與重建后相關組織的生物力學研究，運動損傷及修復與重建后關節的整體生物力學特性研究也是研究重點[2]。
（四）技術動作的研究現狀
競技體育項目動作的技術分析研究是目前運動生物力學研究成果最多的，這些研究成果為運動成績的提高作了重大的貢獻。但是在技術動作的研究中也出現了一些問題，田徑、武術等項目研究得比較多，而技術穩定性差，對抗性及靈活性強的項目研究的比較少，這也許是由于像田徑等穩定性強的動作技術容易進行分析研究，而技術穩定性弱的項目技術動作不易分析研究而造成的。運動生物力學在技術研究中目前最先要解決的是怎樣將生物力學的有關理論盡快地運用到體育實踐中解決技術訓練中存在的具體問題。
（五）人體運動模型研究及計算機模擬與仿真的模擬現狀
經計算機實現對人體運動的模擬仿真，這類研究是目前處于人體運動研究的最前沿的理論方法，它不僅能用電腦全過程模擬人體各種復雜運動并用三維動畫方式完整地顯示，而且能對人體尚未實現的運動預測其可能性和技術要點[3]。這一方法將是今后運動生物力學研究的重要方面。這些方法在競技體育中能得以應用將會對我國競技體育的發展將會有著重大的意義。目前我國在這個方面研究的不是很多主要是應用于高難度，高危險性的技術的方面的項目，如：跳水項目，郝衛平等建立了跳水運動的三維人體運動仿真與顯示平臺――數字化三維跳水專項運動仿真系統，這種系統的建立可以對運動技術與連接方式進行精確的分析研究，有效的指導技術訓練。
（六）運動生物力學的理論研究與實驗測試結合的研究現狀
目前運動生物力學的理論研究成果還比較少，研究成果不夠豐富，從而成為制約我國運動生物力學在競技體育中發展的瓶頸。測試報告復雜難懂：通過運動生物力學測試，我們提供給教練的測試報告大多數都是數字、曲線等比較抽象的材料，由于教練和運動員自身的生物力學知識水平受限，他們對科研人員提供的數據和材料難以理解，很難將科研成果吸收和消化、時間長就喪失了對科研的興趣，科研訓練實踐嚴重脫節[4]。
三、運動生物力學在競技體育中的發展趨勢
（一）運動裝備、訓練器械、測試儀器設備的研究日益引起重視
運動裝備、訓練器械、測試儀器設備是與競技體育的發展是密不可分的，當今競技體育的發展對裝備、器械、測試儀器提出了更高的要求。近年來運動生物力學與其它學科的指標進行交叉運用使測試儀器的功能、準確度等不斷的提高。器材與測試儀器出現專項化，測試和訓練的計算機化，專項技術的專用測試儀器以及運動員的服裝，器械的研究不斷的增強。隨著科學訓練的不斷普及化，技術測試儀器專項化等在競技體育研究中得到充分應用并不斷向科學化和合理化的方向發展。運動生物力學在設計、研究、改進體育儀器、運動裝備、訓練器械等歷來是研究的一個重要方面，運動生物力學在未來的競技體育科研中應以機械、電子、材料、計算機等的專家積極交流，在競技體育的儀器、器材設備、和設施的科研、開發和應用方面，發揮自己的作用。
（二）運動生物化學在運動員選材中將扮演更加重要的作用
運動生物力學中的許多測試儀器可用來收集、分析和評價運動員與器材運動的信息，高速攝影儀，測力臺、肌電圖、關節測角儀等這些儀器精確度高，效果好。且這些儀器是科研人員的在競技體育研究中的重要研究工具，運動員選材在競技體育中是非常重要的，隨著科學訓練的普及化，有些儀器也被教練員及科研人員使用來進行運動員選材并且在選材過程中扮演中重要的作用
（三）運動損傷及康復的研究將更加的深入
預防運動損傷是運動員取得更好的成績有著重要的意義，并且在實踐研究中找出導致損傷的因素及提出預防措施，使運動損傷的風險降至最低，為運動員取得最佳成績打下了基礎。近年來我國在運動損傷及康復的研究也越來越受到重視且與運動專項結合不斷加強。預防運動損傷與康復的研究要多方法、多學科結合的研究，所以加強多學科的交叉對預防運動員傷病與康復的研究是運動生物力學研究的發展趨勢。
（四）技術動作的分析研究增多
競技體育動作技術研究是運動生物力學主要研究的領域之一。用運動生物力學原理優化的訓練方法與技術動作應用在競技體育中，可以有效延長運動壽命還可以預防運動的損傷，為運動員取得理想的成績奠定了基礎。目前研究技術動作最多的項目有田徑、武術等技術穩定性的項目，而集體項目、對抗性項目等項目研究的較少。而今后競技體育的動作技術研究的發展趨勢主要有：從幾個運動項目的研究向眾多運動項目的研究擴展；從單人項目向集體項目向對抗性項目發展；從單純技術研究向戰術研究發展；從單項指標的測試研究向多項指標的綜合測試；從單一的運動學指標測試研究向運動學、動力學、生物學多項指標的綜合測試研究發展；從單學科研究向多學科綜合研究發展；從單一的運動生物力學研究向生物力學、運動生理生化、運動心理等多學科的綜合測試研究方向邁進[5]。
（五）人體運動模型研究及計算機模擬與仿真
計算機實現對人體運動模型的研究是目前處于人體運動研究的最前沿的理論方法，此種方法不僅能用電腦全過程模擬人體各種運動并用三維動畫方式完整地顯示出來，而且還能對人體尚未實現的運動預測其可能性和技術要點，這個方法是運動生物力學今后研究的重要領域之一。但是隨著電子計算機在運動生物力學研究中的普遍利用，運動生物力學研究中很多困難已逐步得到解決，因此，建立各種運動模型進行模擬試驗是運動生物力學研究方法的又一發展趨勢。在建立人體運動模型的基礎上，對運動過程進行模擬與仿真是目前也是目前運動生物力學探索的難點及運動生物力學尖端研究課題。國家體育總局科研所郝衛亞等[6]研究并實現了一個適合于跳水運動的三維人體運動仿真與顯示平臺――數字化三維跳水專項運動仿真系統。通過該系統，可以對競技體育動作技術進行生物力學的分析且利用三維動畫對運動員的動作技術進行模擬仿真，進而促進科學化訓練。
（六）運動生物力學的基礎理論研究與訓練實驗的結合不斷加強
運動生物力學的研究旨在更好的進行科學訓練，目前最先要解決的是怎樣將生物力學的有關理論和測試方法等研究盡快地運用到競技體育實踐中解決運動訓練的具體問題，為此根據目前訓練的需要應將研究的報告簡單化、形象化、實用化，以提高運動訓練的實效性，幫助運動員提高運動成績。
四、小結
（一）對運動技術研究在今后運動生物力學在競技體育研究中仍然是研究的重點，競技體育動作技術研究是今后運動生物力學研究的重要領域之一。
（二）運動裝備、訓練器械、測試儀器設備的研制增多，且運用高新技術研制生物力學的測試儀器是運動生物力學研究者不斷研究的內容。
（三）運動生物力學在運動員的選才過程中將扮演中重要的作用，隨著科學訓練的普及化，運動生物力學中的許多測試儀器經常應用于運動員的選材。
（四）運動損傷與康復的研究將更加得到重視，應廣泛結合其它學科的交叉研究共同解決運動生物力學在競技體育研究中的有關問題，而且與運動專項結合更加緊密的研究以期來減少在訓練中的運動損傷。
（五）加強多學科的合作，研究與訓練實踐的更好結合，促進運動生物力學的科研更好地為訓練服務，以提高運動訓練的實效性，促進運動員成績的提高。
（六）人體運動模型及計算機模擬仿真等高新技術使運動生物力學的研究手段得到大幅度提高，適時運用高新技術來研制測試儀器是運動生物力學研究的一個重要課題。
參考文獻：
[1]路慧娟.我國近十年運動生物力學的研究進展及發展趨勢[J].科技創新導報.2010.2.2.
[2]劉平.生物力學在運動醫學領域應用現狀和展望[J].醫用生物力學.2008.2(23):99.
[3]華立君.運動生物力學的研究現狀與展望[J].牡丹江師范學院學報.2006.4:41-42.
[4]華立君.運動生物力學的研究現狀與展望[J].牡丹江師范學院學報.2006.4:41-42.
以自然界動植物的生存規律及其構造為研究分析對象，將其不同的形態規律在建筑中應用，從而創造出更為節能和人性化的建筑，即為仿生建筑。
一、仿生建筑的概念
為了保障建筑物的整體結構和布局的科學合理，建筑設計師會仿照自然界中生物體的形態和生長機理進行建筑的設計。當前，隨著經濟的發展，建筑行業也在不斷的進步著，仿生建筑就是建筑行業進步的重要標志之一。仿生建筑既要模范生物體的形態，同時還會參照生物體的生存規律對建筑物進行仿生設計。仿生建筑的科學合理性就在于自然界中的生物體大都經過了較為漫長的進化歷史，同時其形態及發展規律逐漸適應了其生存的環境，因此，為了實現建筑與自然的和諧，就可以利用仿生建筑學對建筑物進行設計，創造出較為美觀且功能強大的建筑體。
二、仿生建筑學的應用
1、形態仿生建筑
形態仿生建筑是指模仿自然界的萬千生物的一種建筑形態仿生設計，一般都是模仿自然界的有特色的造型。建筑形態的仿生設計的發源地最初是從人的本能作為出發點的。一些設計師從自己感興趣的生物形象中找到適合的元素進行設計再加工，而自然的盡其可能將自然形態模仿用于建筑中，創造了許多精彩的作品。舉例來說，很多結構為地下架空結構形式的民居干闌建筑即是以鳥筑巢的位置為設計依據的，這種結構既可以防漏水，而且還可以防止飛禽走獸的破壞。
2、建筑結構仿生
仿生建筑學最為重要的組成部分就是建筑結構仿生，也可以說代表仿生建筑學發展水平的就是建筑結構仿生。當前，在我國仿生學被專家學者劃分成五種模式，表面模式、生長模式、運動模式、編織模式以及脹壓模式，這五種模式是表現自然生物形態的總體概況。如果將這些模式與建筑設計相融合，并對其進行合理調整，就可以構建出較為合理的建筑結構。很多建筑結構都是仿照了自然界中生物體的結構形態，例如仿照恐龍骨骼、仿照葉脈的網狀結構等。
3、建筑功能仿生
探究自然界生物體的功能，并在建筑設計中充分應用到生物體的功能就是建筑功能仿生。比如，我們生活中比較常見的植物竹子，它是軀干中空的形態，該種植物形態它自身的功能主要體現在承載上部枝葉的荷載和活載，還能通過中空的軀干輸送自身所需要的營養物質。竹子的結構功能形式在當前的簡體結構形式的建筑中應用較廣。與建筑形態、結構以及材料仿生相比較來說，建筑功能仿生起步較晚，發展時間尚短，因此，需要對其進行不斷的研究與分析。
4、建筑材料仿生
建筑材料仿生是為了滿足人們對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態、色彩以及構成成分等因素為設計模板，分析生物材料的性能、機理以及相關結構，同時將此結構進行合理復制，創造出與原生物體性能、結構相仿的建筑材料。舉例來說，泡沫建材結構就是以蜂巢為設計靈感的。這種結構不僅具有美觀性，同時還可以起到保溫的作用。一般情況下，設計師將樹脂與尿素甲醛泡沫填充到泡沫建材中，使得泡沫建材體積較輕，便于施工，同時其還具有夏季隔熱，冬季保溫的效果。
三、仿生建筑學今后的發展方向
1、生態綠色節能建筑
不論是綠色建筑、有機建筑、生態建筑或是零能耗建筑，它們都有共通之處，就是盡可能的降低建筑對其周遭環境的影響，簡單來說，就是要在建筑施工及建筑使用階段盡可能的節約能源，以保證我國能源的可持續發展。未來，隨著我國經濟結構的轉型升級和人們環保意識的不斷增強，生態節能建筑將會成為建筑發展趨勢的新導向。且從生態節能建筑在世界各國的發展情況來看，其發展趨勢有著觀念大眾化、設計主流化、全面化等顯著特征。除此之外，綠色生態建筑設計可以有效的降低能耗綠色建筑設計貫穿于建筑工程的選址、平面規劃、建材選用的設計全過程，而且綠色建筑設計最注重的就是考慮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術作為支持，對一些復雜、具有不確定性以及高度非線性特征的過程進行控制。在一座智能建筑中，通常都會使用智能控制技術對電梯群進行調度，以最優化的方式利用資源，同時會使用智能控制技術對建筑中的照明、空調進行控制，在便利人們生活的同時，節約能源，為人們設計出更加舒適、安全、節能、環保、便利的建筑環境，其是仿生建筑學的重要發展趨勢之一。
3、多維空間建筑
所謂多維空間建筑即指將建筑物向更廣空間、海洋空間或者是地下空間等方向發展建設，在這之中，仿生建筑學發揮著重大的作用。舉例來說，當前建筑物發展的大趨勢即建筑逐漸下地下空間發展，例如當前的地下商場或者是隧道等都是其主要體現。這些地下建筑不僅方便了人們的生產生活，同時也促進了城市的經濟發展，便利了城市土地規劃。在進行地下建筑的設計時，必須要考慮到仿生學，例如充分分析研究蚯蚓是如何在地下泥土中行走的，同時將其規律與建筑建造結合起來，創造出更符合地下生存條件的建筑體。
四、結語
關鍵詞：計算機科學與技術；發展趨勢；研究
中圖分類號：TP3-4文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2012) 05-0000-02
計算機科學與技術與我們的社會、生活、工作等方方面面都息息相關，因此，分析計算機科學與技術發展的趨勢問題具有十分重要的現實意義。為此，本文分析了計算機科學技術的發展趨勢，以下是本人對此問題的幾點看法。
一、計算機科學與技術發展的整體方向
計算機科學與技術的發展可以說是日新月異，發展速度非常的快，但統觀計算機技術的未來發展，主要向著“高”、“廣”、“深”三個方向發展。具體分析如下：
第一，向“高”度發展。體現在計算機的主頻上，隨著主頻的逐步提高，計算機的整體性能會越來越穩定，速度會越來越快。英特爾公司已經研制出能集成超出10億個晶體管的微處理器，也就是說一臺計算機不止使用一個處理器，可能會用到幾十、幾百甚至更多的處理器，即并行處理，截止目前，在世界范圍內性能最高的通用機就采用了上萬臺處理器。而專用機的并行程度又要高出通用機，其關鍵核心技術是操作系統，體現在兩方面，一方面是如何高效能的使很多計算機之間產生聯系，實現處理機間的高速通信，另一方面是如何有效管理這些計算機，并使之互相配合、協調工作。
第二，向“廣”度發展。隨著計算機的高速發展，計算機已經普及，成為個人常用之物，可以說人手一臺。向“廣”度發展指網絡化范圍的擴大以及向各個領域的逐漸滲透。到那時，計算機就會無處不在，像現在的發動機一樣，應用于所有電器中，你家里的電器不管是冰箱、洗衣機還是筆記本、書籍等都已電子化。說不定多少年后學生用的教科書也被淘汰，被和教材大小一樣的筆記本計算機所代替，學生可根據自己實際需要查閱、記錄所需的資料。有人預言未來的計算機如此普及價格就和買一本書一樣便宜，還有一次性使用的，用完就可以扔掉，它將成為人們生活中最常用、最方便的日用品。
第三，向“深”度發展。即向人工智能方向發展。比如說，如何把網上豐富的、有用的信息變為己有，如何使人機更好地互動等，這是計算機人工智能發展、研究的的主要課題。所謂人工智能，即計算機的智能成分占主要，會具備多種感知能力、邏輯思維能力，到那時，人們可以與計算機自由交流，用手寫字輸入，甚至可以用表情、手勢和計算機溝通，人機交流方便、靈活、快捷。使人產生身臨其境之感的交互設備也已經發明出來，主要體現在虛擬現實技術領域方面。同時，信息將實現永久性存儲，百年存儲器正在研發當中，讓我們一起期待吧。
二、計算機科學技術的幾個具體發展趨勢
從近幾年來計算機科學的發展來看，計算機科學技術的具體發展趨勢，主要有以下幾個方面：
（一）運算速度大大提高的高速計算機
近年來，美國人發明了一種通過空氣的絕緣性來大幅度提高電腦運行速度的新技術。由紐約保利技術公司研究人員發明生產出一種電腦中使用的新型電路，這種電路的芯片之間是由一種“膠滯體包裹的導線”進行連接的，而組成這種“膠滯體”的物質中有90%的成分是空氣，眾所周知，空氣恰恰是一種不導電的優良的絕緣體。經實踐研究表明，計算機運行速度的快慢與晶體管或芯片之間信號的傳遞速度有直接關系，目前國際上普遍采用的“硅二氧化物導線”在信號傳遞的過程中一般都會吸收掉一部分信號，因此延長了傳遞信息的時間。而保利技術公司研究制造的這種“膠滯體導線”，在信息傳輸過程中幾乎沒有吸收任何信號，所以它能夠更快的傳遞信息。除此之外，這種導線不但有利于大幅度降低電耗，節約材料成本，而且無需更改計算機芯片，可直接安裝，最重要的是極大的提高了計算機運行速度。但美中不足的是，這種導線的散熱效果較差，無法及時排出電路生成的熱量。為此，保利公司迅速組織科研人員，針對這一缺陷進行創新改造，終于研究出一種“電腦芯片冷卻”技術，即在計算機電路中置放許多裝有液體的微型管道，用以吸收電路在工作中形成的熱量。電路開始發熱時，其產生的熱量可以將微型管中的液體汽化，汽化之后的物質逐漸擴散到微型管的另一端，會重新凝結，順流到微型管底部，從而達到吸收熱量、有效散熱的功效。目前，美國宇航局正在對該項技術進行太空失重實驗，如果實驗取得成功，“空氣膠滯體”導線技術將被廣泛應用于全球計算機的使用中，有助于大幅度提高計算機的運行速度。
（二）超微技術領域的生物計算機
早在二十世紀八十年代，生物計算機就已經投入研制了，這種計算機最大的特點就是利用生物芯片，由生物工程技術中所產生的“蛋白質分子”組合構成。在這種生物芯片中，信息是以波的方式進行傳遞的，其運算速度快的驚人，幾乎相當于普通計算機運算速度的十萬倍，且具備強大的儲存空間，而其能量消耗僅為普通計算機的十分之一，這種生物計算機的優勢作用顯而易見。由于蛋白質分子具有再生能力，因此，它可以通過自我組合而合成新的微型電路，這樣就使得計算機具備了生物體的基本特征，因此被稱為生物計算機。例如：這種計算機可以通過生物自身的調節作用自主修復出現故障的芯片，甚至能夠模擬人腦進行思考。1994年，美國首次將生物計算機公諸于世，隨之公布的還有模擬電子計算機而進行的邏輯運算，并提出了解決“虛構”的七座城市之間路徑問題的最佳設計方案。前不久，來自世界各國的二百多名計算機專家學者就曾經齊聚美國的普林斯頓大學，聯名呼吁計算機科技應向生物計算機領域努力進軍。根據現在的生物計算機技術發展來看，預計將在不久的未來，制造出通過物理和化學作用就能檢測、處理、儲存、分析、傳輸數據信息的分子元件。現階段，計算機科學家們已經在生物超微技術領域取得了一定成就，實現了部分突破，制造出了超微機器人。而科學家們更長遠的計劃是讓這種超微機器人變成一部微型生物計算機，從而在生物體內取代某些人體器官，完成血管、內臟等器官的修復作用，并殺死病毒細胞，使人類身體健康、延年益壽。
（三）以光為傳輸媒介的光學計算機
光學計算機是一種以光作為信息傳輸手段的計算機，這種計算機與傳統計算機（電子）相比，具有諸多優勢特點：光的速度有目共睹，這是電子計算機永遠無法比擬的，并且光速具有一定的頻率和偏振特征，大大提高了光學計算機傳輸信息的能力；光的發射根本不需要任何導線，即使發生交會也不會造成干擾；光學計算機的智能水平也大大高于電子計算機。可見，光學計算機是人類不斷追求的理想計算機。早在二十世紀九十年代，世界各國以及各個科研機構，就已經投入大量的人力、物力、財力用以研發“光腦技術”。其中，由英國、德國、法國、意大利等60多個國家組成的科研隊伍研發的光學計算機成果顯著，該計算機的運算速度比電子計算機快了一千多倍，而且準確率相當高。除此之外，有些超高速計算機只能在低溫狀態下運行，而光學計算機不受溫度的限制；光學計算機的存儲量超大，抗干擾能力超強，不管在什么條件下都能正常運行；光腦具有與人腦相似的特性，就算系統中的某一元件出現損壞，也不影響運算結果。
（四）含苞待放的量子計算機
計算機專家已經根據量子學理論知識，在量子計算機的研制方面取得了一定成果，如：美國科學家已經成功完成了4個“鋰離子”量子的纏結狀態，這一成果體現了人類在量子計算機研究領域上已經更上一層樓。
（五）應用納米技術的納米計算機
納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。應用納米技術研制的計算機內存芯片，其體積只有數百個原子大小，相當于人的頭發絲直徑的千分之一。美國正在研制一種連接納米管的方法，用這種方法連接的納米管可用作芯片元件，發揮電子開關、放大和晶體管的功能。專家預測，10年后納米技術將會走出實驗室，成為科技應用的一部分。納米計算機體積小、造價低、存量大、性能好，將逐漸取代芯片計算機，推動計算機行業的快速發展。
當然，以上僅是本人對計算機科學與技術發展趨勢的幾點淺薄認識和看法，對于此問題的研究，有待于我們做進一步的探討和思考。
參考文獻：
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關鍵詞：工程材料學 教學體會 教學方法
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
凡與工程有關的材料都稱為工程材料。工程材料按其性能特點分為結構材料和功能材料兩大類。結構材料以力學性能為主，兼有一定的物理、化學性能；功能材料以特殊的物理化學性能為主。工程材料主要應用于機械制造、航空、航天、化工、建筑及交通運輸等部門，對社會經濟的發展起到不可替代的作用。
工程材料學作為高校工科材料類和大機類本科生專業基礎課，在目前寬口徑復合型人才培養中發揮著越來越重要的作用。筆者在工程材料學課程中運用基礎理論與前沿研究相結合的教學方法獲得了不錯的教學成果。
1 工程材料學課程內容與目標
工程材料學課程屬于材料科學與工程類專業的技術基礎課。材料科學與工程類專業的學生在學完材料科學基礎和材料加工原理等基礎理論課后，頭腦中堆滿了有關材料科學的概念和現象，但是在遇到實際問題時往往不知從何處下手。工程材料學就是從材料科學和實際使用的角度出發，根據學生已有的材料科學的基礎理論、概念和現象，建立整體統一的概念和體系，闡明它們之間的內在聯系，幫助學生學會分析問題和解決問題的方法，培養在實際工程中正確地選擇材料和使用材料的能力。
通過該課程的學習，學生需要掌握各類金屬材料的基本特征，改善材料性能的技術途徑以及合理地選擇材料、使用材料的原則和方法，具備能根據零部件實際服役條件正確合理地選用材料、安排其大致的加工工藝路線，制定其相應的熱處理工藝的能力，為今后實際科研和生產奠定技術基礎。
2 基礎理論與前沿研究相結合的教學方法
工程材料學課程重點講授常規工程材料的組織結構特征和性能特點，改善性能的熱處理工藝以及常規工程材料的選用等方面的內容。采用課堂講授、課堂討論以及有關材料熱處理、加工等工廠實際情景錄像、現場觀摩等多種教學方式加強學生對課程基本知識的掌握和理解。
2.1 理論與科研實際相結合提升學生的認知程度
僅通過文本、圖片、聲音及圖像等多種形式來向學生傳達課程信息，并不能讓學生對工程材料學這一應用型課程具有直觀與深刻的理解與體會。因此，為了使課程內容多樣化，增加學生學習興趣，提高工科材料類和大機類本科生對工程材料學課程的認知程度，加強基礎課程理論與前沿科研信息的銜接，筆者在授課過程中將自己相關的科研工作與體會靈活地穿插在課堂內容中加以介紹。
如在第一章講解“非晶”與“準晶”的概念時，筆者用一節課時間介紹自己在該領域的研究工作以及國際上在非晶、準晶材料領域研究的最新進展和非晶、準晶材料的應用現狀。這一做法在喚起了一些學生對非晶和準晶材料的研究興趣的同時，多層次深入的介紹讓學生對非晶的理解不僅僅停留在“非晶是一種沒有原子的三維周期性排列的金屬或合金固體”的概念上，而是對非晶這一特殊結構材料的發展及應用價值有了較為直觀的了解。不僅如此，通過對特殊原子排列結構的理解與學習更能促進學生對金屬結構相關內容的聯想與反思。這樣，對于工程材料學課程中其他相關內容的理解也起到較大幫助作用。
又如，在《有色金屬》章節介紹“鎂合金材料”時，筆者將自己在鎂合金材料領域多年的研究積累濃縮在一節課中對學生做了生動的介紹，特別注重高性能鎂合金材料研究思想的介紹。可降解鎂合金材料作為生物醫用材料有著巨大的發展潛力，筆者在課程中向學生介紹了由上海交通大學輕合金精密成型國家工程研究中心自主研發的JDBM可降解生物醫用鎂合金的研究現狀。在豐富課程理論內容的同時，也向學生傳達了前沿的研究思想與發展趨勢，不僅有助于學生對工程材料領域的認識，也有助于學生建立材料科學整體的宏觀認知與理解。
2.2 理論聯系實際促進學生獨立思考
“學而不思則罔，思而不學則殆”，在教學過程中還應注重學生被動學習與主動思考的結合。因此，在基礎理論與前沿研究相結合的教學方法中，筆者針對提高學生主動思考這一問題，通過啟發學生完成在工程材料領域中的相關調研加深學生對工程材料行業的思考與了解。
筆者針對所講授的主要工程材料的最新研究及應用現狀布置了以下調研題目：
（1）民用建筑用鋼的研究現狀和發展趨勢。
（2）汽車用超高強度鋼板的研究現狀和發展趨勢。
（3）核電用鋼的研究現狀和發展趨勢。
（4）大型飛機關鍵結構用先進鋼鐵材料的研究現狀和發展趨勢。
將學生分成4個小組，每個小組從以上4個調研題目中選擇一個專題，通過網絡或者查閱文獻等方法了解相關的知識。每個組員要求提交一份不少于2 000字的專題綜述報告，不僅僅要求學生撰寫文獻綜述，而且鼓勵學生在綜述中大膽發表自己的觀點，同時每個小組制作PPT并合作完成一個15分鐘的專題報告展示。
這一做法不僅能調動學生學習的主動性和積極性，也能提高學生檢索文獻及團隊合作的能力。
此外，本課程成績的考核強化了平時學習效果的考核。課堂討論、調研報告、考勤等占總成績的50%，期末考試成績占總成績的50%。所以，學生對這門課程一直保持著較高的學習熱情，很好地實現了本課程教學大綱的目標。筆者前后對7屆學生講授工程材料學課程，學生網上評教結果均為優秀，本門課程的教學方式和效果受到了學生的充分肯定。
3 結束語
總體看來，采用基礎理論與前沿研究相結合并輔助多種教學手段的教學方式取得了顯著的成效。通過該課程的學習，學生較好地掌握了各類常見金屬工程材料的組織、結構特點、改善性能的基本途徑和相應的工程材料的選用。通過7屆學生的期末試卷完成情況來看，大部分學生可自主完成基本工業零部件的選材、加工與熱處理工藝，很好地實現了本課程教學大綱的目標。
關鍵詞：工業爐；問題；節能現狀；發展趨勢
中圖分類號：TK175 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）15-0165-02
雖然我國國民經濟和工業的發展呈現高速平穩狀態，但是能源問題依然是經濟發展的重大威脅。目前我國已成為世界上能源需求第二的國家，能源消費占到世界的10%左右，但是能源利用率卻遠遠低于發達國家。為我國建設和諧社會和實現經濟可持續發展的目標，黨的“十一五規劃”、“十二五規劃”都對節能減排提出了要求。可見實現節能對國家及國家經濟實現可持續發展的重要性。而工業爐又是我國能源消耗大戶，因此對工業爐節能提出了更高的要求。文章就從工業爐出現的問題談起，分析其節能現狀及其發展趨勢。
1 工業爐問題
雖然近年來我國工業爐的發展取得了很大的進展，但是它的確還存在著許多問題。
1.1 爐型與燃燒裝備落后，污染嚴重
我國工業爐總量很大，但是燃燒裝備落后，特別是燃煤鍋爐總數多，耗煤總量大。而燃煤工業爐又存在許多問題。它不僅技術裝備差、能源利用率低、熱效率低、運行水平也比較低，而且污染又很嚴重，它每年會產生大量煤渣，向大氣中排放大量的煙塵、二氧化碳，成為了大氣的直接污染源，影響了空氣質量。
1.2 工業爐大多分散
我國工業爐雖然數量較多，但是分布散開，不集中。雖然我國許多地區已采取了熱電聯供、鍋爐大型化和供熱集中的措施，以及利用清潔燃料。這些在一定程度上減少了空氣污染，但是我國以煤炭為主的能源結構在短期內不會改變，所以煤炭工業爐還將長期大量被分散應用。
1.3 工業爐利用率低
我國工業爐間歇性運行這使得利用率很低。我國工業爐的平均熱效率較發達國家的工業爐熱效率要低20%左右，可見我國節能工作還不夠完善，節能空間可以有很大的提升，提高能源利用率可以極大提高經濟效益，所以節能工作的依然需要花費大量的時間和精力來完善。
1.4 技術落后，開發不夠
我國工業爐的運行狀態較其它領域的現代工業技術水平要低的多。工作方式原始，勞動強度依然很大。技術水平還不達標。
1.5 工業爐保溫差，熱損失大
我國工業爐產品大部分為非標產品，產品保溫材料性能不達標，熱量損失嚴重，對節能造成很大的困擾。
1.6 檢測、計量及控制儀表的力度不夠
我國工業爐通常是工藝要求控制某些參數才會設有儀表，一般都是憑借經驗來測量風量、能耗、煙氣。這些硬件不達標更談不上說工業爐節能問題了。
1.7 管理水平不夠
我國基礎管理人員對工業爐節能問題沒有給予以重視，管理水平過低，管理制度不夠完善。
工業爐存在的各種問題，引起了國家、社會、企業的廣泛關注。因此在國家“十”中將工業爐作為了十大重點節能工程之一，“十二五計劃”繼續貫徹執行實現降耗20%的目標，我國工業爐節能現狀令人期待。
2 工業爐節能現狀
針對工業爐存在的各種問題我國的工業爐節能已采取了許多措施。
2.1 設備改進
我國工業爐燃燒設備落后、陳舊。而工業爐裝置又直接影響到能源消耗的多少。采用合理的燃燒裝置可以實現燃料的充分燃燒，使爐內溫度場均勻分布以及實現節能降耗。比如：在工業爐上已經用到的高速燒嘴可以實現燃料完全燃燒，既提高了熱量的利用質量又節約了燃料；平焰燒嘴使爐內溫度場分布均勻；蓄熱式燒嘴有很明顯的節耗續能的效果。
2.2 燃燒技術改進
采用良好的燃燒技術達到節能減排的效果。如：高溫空氣燃燒技術，可以回收80%的煙氣，有低污染、環保、節能、燃燒均勻、燃燒面積廣等優點：富氧助燃技術，可以加快燃燒速度，促進完全燃燒，提高能源的利用率。
2.3 工業爐的結構改進
工業爐要選擇適合的爐膛結構，如：選擇圓形替代方形，使受熱均勻。另外也可根據需要加熱的材料來選擇合理的爐膛結構及合適的尺寸。
2.4 余溫高效回收
在燃燒完成后煙氣通過排煙口排出，但是由于煙氣排出后在排出口進行交換的時間短，煙氣帶走了大量的熱，大約達到了40%～60%。如果能夠充分利用好這份熱量，就可以回收大量的熱，提高熱能源利用的效率。這一方法被利用最廣泛的就是預熱助燃空氣。預熱助燃空氣加快了空氣的升溫速度，提高了熱能利用效率。也提高了生產效率，同時也提高了經濟效益。
2.5 傳熱過程進行強化
對加熱物質進行烘烤、干燥等處理，有利于提高熱交換速度，提高效率。同時加熱材料質量也得以提升。除了可以對加熱材料進行處理外，也可以對工業爐內外壁進行清潔，使受熱力層均勻，加快傳熱速度。還可以利用紅外線等設備加強輻射，提高熱效應。
2.6 檢測與控制的完善
前文已提到我國工業爐檢測設備缺乏，大部分時候憑借經驗。這樣的方式原始并且落伍，勞動強度大，給工人造成了很大的工作負擔，他們在觀測時很難得到理想的結果。這樣就不可避免的造成了許多浪費。為實行節能減排，我國現在推行工業爐自動控制技術。現在推行很廣泛的是熱平衡測試，這可以有效的控制能源，及時調控，實現高效節能。
2.7 加強能源管理
如果管理不到位，能源利用不合理，就會導致嚴重的浪費問題。所以組織高效的管理機制，對設備及時維修清理，對人員編制管理好，就會有利于能源的合理利用。
3 節能發展趨勢
現在我國針對工業爐存在問題雖已提出了一些解決措施，但是從我國經濟突飛猛進的發展速度和我國能源消耗大來看，我國面臨著嚴峻的形勢。為了改變這一嚴峻的形勢，我國必須抓住機會發展節能經濟。在未來工業爐發展上可以作如下措施。
3.1 對能源結構進行調整，實行燃料替代
我國能源主要是煤炭為主，工業爐也是以煤炭為主，但是大量直接的燃煤對空氣環境造成極大的污染。所以要尋找一種能源來代替煤炭。現在可以利用的資源還有有柴油、天然氣，雖然這些能源清潔度要高，但是這些能源成本過高，會降低經濟效益。在我國目前的工業爐企業很難廣泛使用。為此我們考慮到新的生物能源，這在我們的工業爐中有很大的發展前景。這些生物能源技術有：生物氣化技術、生物成型燃料技術和生物裂解油技術。
3.2 進一步研發新的高效燃燒技術
雖然我國已經采用了良好的燃燒技術（高溫燃燒技術、富氧助燃技術），但是這些技術也依然未達到最優化的程度。為了提高節能效率，這些燃燒技術水平有待更進一步的提高，如：燃燒技術可發展為使燃料燃燒用盡并且大量減少污染物的生成的水平，這樣是實行節能減排的良好措施。
3.3 節能與環保同等重要
我國工業爐大量使用煤炭燃燒，工業爐燃燒過程中排放了大量的煙層，污染物，對環境造成了極大的破壞，可見工業爐環保必要性。因此工業爐節能在進行的同時要注意減少空氣污染物的排放并及時消除污染物。
3.4 革新工業爐原料設備，采用新型材料
我國工業爐設備隨著經濟的發展顯得落后，為了適應現代科技的發展，我國的工業爐設備要及更新，可以采用輕型工業爐燃燒設備和耐熱型燃燒設備。這樣有利于充分的實現節能減排。
3.5 注重環保綠色
中國經濟發展道路上環保成為了一個大問題，以前的工業總是走先發展，后治理的道路，這不利于經濟的可持續發展。所以現在的工業爐行業要對能源結構進行調整，使工業爐發展走上綠色的道路。
3.6 進行人才管理培訓
雖然裝置設備、燃燒技術、檢測監測等硬件正在不停完善，但是工程技術人員、管理人員更應該受到重視。一個國家的長遠發展要看國家的軟文化實力，相比之下工業的發展從近期到未來的發展，他的技術人員都是十分重要的。同時為提高工業爐的利用率，人員管理安排也很重要，如果人盡其才就會起到事半功倍的效果。
4 結 語
工業爐的節能措施關乎工業的經濟效益、競爭力，關乎國家現在經濟的發展，更關乎國家未來的可持續發展。現實環境要求我們正視工業爐存在問題，要求我們對其節能現狀分析，讓我們更好的預測其發展趨勢，這也使我們得到了一個結論：要實現真正意義上的綠色環保經濟需要我們加強對新技術、新能源的研發力度。不斷探尋節能道路，走出一條屬于自己的環保、節能、經濟的發展大道。
參考文獻：
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RFID已經走過50余年,在最近幾年里得到了更快的發展。隨著技術的不斷進步,RFID產品的種類將越來越豐富,應用也越來越廣泛。展望未來,RFID將發生什么變化?將有哪些發展趨勢?
生物特征識別將成為RFID關鍵技術
隨著光電技術、微計算機技術、圖像處理技術與模式識別等技術的快速發展,尤其是嵌入式人臉識別技術的成熟,生物特征識別技術被列為21世紀對人類社會帶來革命性影響的十大技術之一。近幾年來,國內外已開發應用了聲音識別、人臉識別、簽字識別、指紋識別、掌形識別、眼虹膜識別等人體生物特征的鑒別。
這兩年,生物識別技術已部分應用到公安、安全、海關、金融、軍隊、機場、邊防口岸、安防等多個重要行業及領域,以及智能門禁、考勤等民用市場。專家預言,到2012年,生物特征識別技術將進入一個快速成長期,生物特征識別時代已經到來,生物特征識別技術將成為RFID重要組成部分,并促進RFID技術更快地發展。
產品電子碼EPC將成為物聯網技術新代表
隨著經濟全球化,信息網絡化進程的加快,為滿足對單個產品的標識和高效識別,近年來,一種產品電子碼EPC(Electronic Product Code)的技術產品應運而生。EPC系統是一個復雜、全面、綜合的系統,包括EPC編碼、網絡、通信協議等內容,它是在計算機互聯網和射頻技術RFID的基礎上,利用全球統一標識系統編碼技術給每一個實體對象一個唯一的代碼,從而構造了一個實現全球物品信息實時共享的物聯網。
結合RFID及互聯網系統的EPC技術,未來將成為現代供應鏈管理的主要標準,而透過互聯網在全球范圍對貨件進行追蹤及追溯的“物聯網”概念,已逐步成為物流業發展的新方向。可以說,EPC將成為繼條碼技術、RFID之后,再次變革商品零售結算、物流配送及產品跟蹤管理模式的一項重要新技術。可以預見,RFID/EPC自動識別技術將帶來國際航運物流和環球供應鏈的一場革命,將更進一步推動我國的自動識別產業發展。
RFID數據處理能力將越來越強,對軟件的需求越來越大
對于使用RFID技術的企業來說,如何有效處理應用RFID技術帶來的海量數據來降低成本,提高管理效率將是未來非常迫切的問題。因此企業需要一個強大數據管理平臺,它包括后端數據庫、應用程序以及正確的分析能力來處理由RFID系統生成的巨量數據。否則,企業可能會被大量的數據淹沒而享受不到RFID技術帶來的益處。
目前軟件在RFID應用中比較簡單,平均費用不超過整體RFID項目的13%。未來幾年,隨著大規模物流應用及開環方式應用的發展,海量RFID信息處理、傳輸和安全對RFID的系統集成和應用技術提出了新的挑戰,軟件將是RFID項目支出中相當重要的部分,在某些應用中,甚至會超過硬件的費用。
這主要表現在軟件/中間件在RFID整體市場的份額將會不斷提高,成為RFID市場新的動力。專家認為,未來RFID系統集成軟件將向嵌入式、智能化、可重組方向發展,通過構建RFID公共服務體系,將使RFID信息資源的組織、管理和利用更為深入和廣泛。
由于軟件/中間件在RFID系統中的地位越來越重要,目前國內外廠商在這方面投入了越來越多的技術研究,以滿足未來這方面的巨大需求,并取得了一定的成果,包括中科院自動化所推出了RFID公共服務體系基礎架構軟件和血液、食品、藥品可追溯管理中間件,清華同方的ezRFID中間件,ezONE ezFramework基礎應用套件等。
RFID將更便捷高效,并朝多功能演變
隨著3G移動技術、IT技術的不斷提高、普及,RFID讀寫器設計與制造的發展趨勢是將向多功能、多接口、多制式,并向模塊化、小型化、便攜式、嵌入式方向發展;同時,多讀寫器協調與組網技術將成為未來發展方向之一。
未來RFID閱讀器變得更精致、更便攜、讀取率更高。RFID標簽不僅能應用于液體、金屬等環境,甚至可以集成到溫度傳感器中,可水洗并能承受極端溫度,可以用來監測記錄溫度。目前無線射頻技術對那些對溫度變化異常敏感的食品的低溫運輸和遙感勘測應用的幫助非常大。如今這類傳感器標簽在冷鏈/食物鏈行業中應用廣泛且效果突出,在食物鏈上,RFID可以實現從田間到飯桌的全程化跟蹤。江蘇恒寶股份研發出了智能卡與電子標簽制造等產品解決方案,稱“從一粒種子開始,到最后被誰吃了,都能追蹤到。”
RFID日益網絡化,并與其他產業加速融合
當RFID系統應用普及到一定程度時,每件產品將通過電子標簽賦予自己獨特的身份標識,尤其是如今隨著3G、三網融合的日益普及,今后RFID與互聯網、電子商務結合將是必然趨勢,也必將改變人們傳統的生活、工作和學習方式。同時,與其他IT產業一樣,當標準和關鍵技術解決和突破之后,RFID也將與其他產業如3C、3網融合等形成更大的產業集群,并得到更加廣泛的應用,實現跨地區、跨行業應用。
另外,如今芯片頻率、容量、天線、封裝材料等組合日益形成產品系列化,RFID將與其他高科技加速融合,如與傳感器、GPS、生物識別結合。這一切,將促成RFID由單一識別向多功能識別發展。
統一標準、與國際接軌將是中國RFID未來工作重點
每個RFID標簽中都有一個唯一配對的身份識別碼,倘若它的數據格式有多樣且互不兼容,那么使用不同標準的RFID產品將不能互聯互通,這對經濟全球化下的物品流通將是嚴重制紂。因此標準的不統一是影響RFID全球發展的重要因素。當前RFID市場已形成了日本的“泛在ID中心”和美國的EPCGloble兩大標準組織各自為政、互不兼容的分庭抗禮局面。
如今,我國也開始制定自己的RFID標準,堅持“以應用促標準,以標準帶應用”的原則,適時出臺適用通用的標準頻率,以給中國企業一個快速發展的空間和時間。目前具體的標準內容還未全面落實,但可以肯定,編碼管理、核心技術及數據庫是未來RFID工作的重點。時下,歐美許多國家也陸續開始制定自己的標準,如何讓這些標準相互兼容,讓一個RFID產品能順利地在世界范圍中流通是當前重要急迫的課題。
RFID將變得更加安全、實用和便宜
RFID技術要想在對信息有較好保密要求的領域廣泛展開應用,時下仍存有一些技術問題,因為當前廣泛使用的無源RFID系統尚無有可靠安全機制,難于對數據進行很好的保密。因此不少RFID開發服務商正全面投入研究,認真采取安全措施,強大的密碼、編碼、身份認證等技術將得到更為廣泛普遍的研發和應用,今后若想對RFID進行破壞、克隆將會非常困難。同時,未來有關RFID法律將制定實施,RFID數據將會日益受到法律的保護。非法獲取和使用RFID標簽里的數據和文件將被認為是一種犯罪行為。
還有,智能移動設備中的RFID/NFC讀寫器將可使人們越來越廣泛進行信用卡/借記卡或電子錢包的金融交易、移動小額支付等,而印刷電子使用有機和無機材料,也將消除對昂貴的硅芯片的需求。RFID標簽也將被直接印在包裝上,這樣可以更廣泛地用于低價值商品――防偽或庫存的商品,最終還將節省不少成本。
高頻、超高頻是RFID未來主要應用頻率
時下我國的RFID技術應用,大都以中低頻(如門禁)為主。因為第二代身份證、世博會以及各種智能卡的應用促進,高頻正進入一個非常的歷史時期,平均每年約1億的速度發展。如果未來中國人口全部應用二代身份證,這種應用會保持五年的穩定出貨量。目前全球EPC通過“物聯網”的概念,正在向人們描繪一幅未來的美景,以物品的流通管理和倉庫管理為主要應用點,市場巨大,而高頻和超高頻段的電磁特性,將很好地在這一應用領域發揮作用。
目前,中國已經成為全球重要的生產制造基地之一,伴隨著全球供應鏈RFID化的發展趨勢,中國的RFID應用必將向著物流倉儲等超高頻領域拓展,以滿足采購商的配套需求。
RFID個性需求日益明顯,行業定制化越發普遍
眾所周知,不同類型的RFID用戶群,由于經營性質、行業、經營規模、發展階段等屬性的不同,會導致RFID需求特征差異較大,對RFID應用要求差別也較大。因此,行業化、細分化將是未來RFID的發展趨勢,也是制勝的銳器。
因此,將來RFID系統將不僅變得更強大,還將更有效地解決行業需求。一些公司為此特定行業定制方案,或聯合開發應用方案,這個趨勢在將來會進一步加快。今后,隨著RFID廠商的實施經驗不斷增長、技術不斷提升,將會提供更多針對行業需求的應用方案,從零售到倉儲,從制造到政務,從運輸到金融,等等,越來越多的RFID行業定制化日益明顯,變得更容易。到2012年,有遠見的企業將全面采用RFID,并將它作為一項企業基礎設施,提供資產、庫存、材料實時位置和狀態的穩定數據流,以進一步提高企業競爭力。
關鍵詞：園林景觀；低碳理念；應用
1.園林景觀低碳化存在的問題
1.1設計中存在的問題
一般情況下，對低碳園林進行設計時應盡量考慮在設計中引入低碳設計理念，減少不必要的材料浪費。但是一些園林設計工程師往往迫于利益的需要，以及對于現狀分析不當，導致在設計時考慮不足，使園林景觀在建設時產生了過多的材料浪費，增加了碳的排放量，對環境造成了一定的污染破壞。
1.2材料選擇中存在的問題
建筑材料的選擇是對園林低碳理念最直觀的體現，所以選用含碳量高的建材不僅導致了園林的碳排放量超標，也不利于低碳園林景觀理念的體現。
1.3景觀后期運作中存在的問題
現階段我國工程設計、施工和后期維護往往是相分離的，設計師在進行相關設計時一般只是考慮工程建設的要求和所要達到的標準，而忽視了工程后期運作對自然環境等問題產生的危害。
1.4高污染能源過多
許多建筑企業進行園林景觀設計時，并不考慮是否會對環境造成損害，所以對能源的利用也特別隨意，例如石油、煤炭等能源燃燒后會產生硫氧化物、二氧化碳等多種污染成分，這些污染成分會對大氣層造成損害，形成酸雨、霧霾等現象，間接對生態環境形成破壞，而且對人體健康也有很大的負面影響。
2.解決對策
2.1設計實現精細化
設計師在進行設計前應全面考慮各方面的問題，并對現場進行實地勘探，掌握各種有效數據，并對現狀進行科學分析，拿出針對本項目切實可行的方案。堅持因地制宜、適地適樹的原則，根據現狀盡量做到土方平衡，降低土方倒運過程中碳的排放量。在景觀設置方面，結合地形高處堆山，低處鑿湖，湖的位置盡量選擇在入水、排水方便的位置，減少管材的過度浪費。從建設源頭即方案的設計階段考慮節能低碳的方案是建設低碳園林的首要條件。
2.2低排碳量建材的使用
低碳材料是指使用周期長，生產和使用過程中能源消耗低、污染小、溫室氣體排放量小，可以循環使用并且可以回收再生產的新型材料。低碳的建材是園林低碳理念最顯著的體現，所以在進行園林景觀設計時應盡量采用低碳材料，這樣不僅能夠有效減低耗能，而且也可降低對周遭生態環境的污染度，在延長運行周期的同時，也避免了材料的浪費，有效節約了工程成本。在進行園林景觀設計時選擇低碳材料，是降低整體碳排放量的有效手段。
2.3加強生物循環系統的修復與建設
生物循環系統的成功搭建可以有效節約后期養護成本，有效修復生態環境。
2.3.1陸地生物鏈的恢復。科學化的植物搭配形成物質小循環。生態系統結構越復雜、物種越豐富，則系統表現出良好的穩定性，其抗干擾能力越強；反之，其結構簡單、種類單調，則系統的穩定性差，抗干擾能力相對較弱。植物是改善環境最主要的綠化因素，在進行設計時對于植物的搭配也要更加重視。要注重植物的多元化，實現下層、中層、高層植物緊密結合，使植物最大限度發揮其自身的功能。根據各項研究的結果來看，供氧固碳機能排在第一的是常綠灌木，第二是落葉喬木，第三是常綠喬木，第四是落葉灌木。所以，通過加強喬、灌、草的有機搭配種植，可以有效提升植被的供氧固碳機能。
2.3.2水體是園林景觀中不可或缺的一部分。水體生態系統的恢復可以有效減少清淤次數和注水次數。有效降低水體景觀的污染和成本節約。合理配置水體景觀的水生植物是恢復水體生態系統的前提。水體生物鏈的恢復要從調整水質和土壤酸堿度人手，再依次植入沉水植物、浮水植物、挺水植物。浮游生物的產生是水生動物食物鏈形成的基礎，逐層逐步地進行生物鏈的恢復。
2.3.3清潔能源的廣泛應用。可再生能源是指具有自我恢復原有特性，并可持續利用的一次能源，包括太陽能、水能、生物質能、氫能、風能、波浪能以及海洋表面與深層之間的熱循環。在園林景觀設計與建設中，可再生能源的廣泛推廣與應用，可以有效降低碳排放量，是最能體現低碳理念的選擇。當前，太陽能光伏發電路燈已經在園林景觀設計中廣泛應用，這也代表著可再生能源已經進入了園林景觀領域。
關鍵詞：智能包裝；科學技術；國內市場；發展趨勢
中圖分類號：F27文獻標識碼：Adoi：10.19311/ki.16723198.2016.14.020
1研究背景
在國際化貿易日益繁榮的今天，長時間、長距離的產品運輸已經非常有必要和不可避免。對于大多數的產品來說，環境和自身特性會對其質量產生明顯的影響，因為從生產至銷售，再到使用這一過程中，或許要經過很長的時間。包裝的作用，系統來看有兩個方面：第一，保護產品、方便貯運，為產品免受光照、氧化、受潮、微生物寄生和機械性擠壓以及灰塵提供可能性，使運輸過程更加安全。第二方面，促進銷售，包裝可以提品的信息，讓消費者對自身購買的產品有詳細和必要的了解。
隨著消費者對產品品質及其安全性，甚至生產過程低碳性等方面性能的日益關注，包裝技術也隨之發展。為了能更好地反映出包裝內產品的品質及其變化，將產品信息更方便地反饋給管理者或者消費者，智能包裝應勢而生。在智能包裝的技術中，大量的材料學、化學、物理學和生物學等科學技術被應用在實際中，制備出相應的包裝。本文從智能包裝的定義、工作機理，在我國的應用現狀及智能包裝的發展趨勢等幾個方面進行介紹。
2智能包裝的定義
智能包裝是指：在一個包裝、一個產品或產品-包裝組合中，有一集成化元件或一項固有特性，通過此類元件或特性把符合特定要求的智能成分賦予產品包裝的功能中，或者體現在產品本身的使用中。具體來說，智能包裝應該是利用新型的包裝材料，利用一定的結合了多學科技術的結構和形式，對于產品流通過程中的品質和安全進行測試與保證，優化管理產品在運輸過程中出現的問題。
舉例來說，如指示食品新鮮度類的智能包裝，這種包裝利用其食品在儲藏、運輸的過程中，發生物理化學反應時會產生某些特征性物質，這些物質與特定試劑可以產生顏色反應、溫度激活型的生物學反應，甚至酶引起的指示標簽的變化反應。利用這些特定的反應，表達成消費者易于理解的方式，從而直觀地對食品新鮮度進行表征。對于不同的產品，可以有諸如：微生物敏感型智能包裝、二氧化碳敏感型智能包裝、乙烯敏感型智能包裝等等。
3智能包裝材料的應用現狀
智能包裝按照其應用的科學技術及方向，可以分為以下幾個類別：（1）食品智能包裝，簡單來說是指示食品是否變質和延長保質期的包裝；（2）藥物智能包裝，用以提高患者服用藥品時的準確性和方便性以及保證藥品品質；（3）日化用品智能包裝，例如防曬護膚品的包裝盒可以實時監測大氣中紫外線的強度，以便指導消費者正確使用防曬品等。
智能包裝的研究與發展，是將科學技術與實際應用完美結合的一種方式，是對二者相互的促進，即實際需求促進科學技術發展，科學技術發展為實際需求提供實踐平臺及發展動力。中國在科學技術的發展方面，是由實用性指導逐漸向理論性、先驗性科學研究發展的過程，這個邏輯下中國智能包裝的發展應該處于較高的地位。但實際上，由于缺乏技術支持及對這方面的研究，中國的智能包裝的發展遠遠沒有達到廣泛應用的級別，盡管當下食品安全和產品品質問題迫在眉睫。相較而言，美國，澳大利亞和日本等發達國家的智能包裝技術已經部分成功的商業化，其中對于時間、溫度指示劑和氧氣指示劑類的產品包裝最為普遍，用于延長產品的貨架壽命和監視食品的品質及安全。
中國雖然對智能包裝的研究起步比較晚，但是發展迅速。20世紀90年代以后，隨著消費者對智能包裝的認知越來越多，我國的智能包裝，尤其是氣調包裝方面有了初步的應用。目前食品的氣調儲藏占果實儲藏總量的百分之十幾。盡管我們在智能包裝的技術研發水平和應用領域方面還有很大的欠缺，但是隨著我國科技的發展，我們在智能包裝的推廣上也會越來越順利，市場占有率也必然日益增加。在智能包裝技術的研發和應用上，國內也逐漸邁出了堅實的一步。中國農業大學開發了用于新鮮豬肉的TTI標簽，但應用率還不是很大；2007年，無線射頻識別電子標簽也應用到了月餅產品包裝盒上，但僅限于此種產品。上海海洋大學也新開發出能快速檢測食品新鮮程度并指示新鮮度的“電子鼻”，和用于指示病原微生物的“生態芯片”。
4智能包裝的發展趨勢
近年來，材料科學、計算機技術和人工智能等相關的技術的發展與進步，讓智能包裝有了快速的發展。在國外某些國家如美國、日本等已有較長時間的研究，并得到了較大范圍的應用。美國佛里多尼亞集團的報告顯示，消費者對于食品安全的日益增多的關注，以及減少容易腐爛和變質的食品或者藥品的損失的強烈需求，對智能包裝的市場需求也是日益增加。
根據國外的調查和分析，2011年全球智能包裝的產值增長至48億美元，2013年增長至141億美元。其中，美國在智能包裝的市場上，每年的增長率為13%，到2011年產值達11億美元。中國的智能包裝起步較晚，但隨著越來越多的國外大牌看好中國市場的前景并準備進軍中國市場，會對其發展有很大的促進作用。同時市場上智能包裝的消費需求也越來越大，保證了市場的快速形成，必然會拉動智能包裝的迅猛發展。2015年，無線射頻識別標簽的年需求量達到10000億枚，其中大多數用于智能包裝。僅僅從無線射頻識別的需求就可以看到智能包裝的巨大的市場及其潛在的機遇。預計在未來的幾年，獨立包裝的產品都會使用智能標簽。
在市場機制并非很健全，假冒偽劣產品仍然猖狂的情況下，消費者需要智能包裝技術的幫助，一方面是更好地了解自身所購買產品的品質并進行合理價格的購買，另一方面也可以督促商家，對自身產品進行從生產到銷售這一整個過程更加細致地品質把控。當然智能包裝越來越多地應用，也會減少產品的售出之前由于儲存與運輸環境出現的問題，它減少了生產商的損失，對于整個產業鏈有一個很好的幫助和促進作用。
5結論
智能包裝可以實現對產品的流通過程全程定位，并表現出產品的實際品質。在隨著全球化程度地提高，市場范圍大大延伸，產品供應鏈也隨之擴大。消費者對產品品質的保證要求越來越高，尤其是食品的新鮮度和精密儀器的保護程度以及藥品的安全性。這就間接控制產品供應鏈中的制造商、物流運輸第三方和零售商，提高生產產品的品質和運輸效率，來保證產品流通的成功率，減少零售商的退貨和消費者的投訴。消費者對產品包裝功能的不斷追求，是促進智能包裝的主要動力。發展智能包裝已成為當今社會包裝的發展趨勢之一，這是歷史的必然。我國應抓住現在的機遇，大力研發智能包裝技術，適應未來產品包裝的新形勢，創造智能化、信息化的新包裝，提升產品的價值來推動經濟的發展。同時這也是我們每個包裝人的任務和機遇，希望能在此中有所作為。
參考文獻
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