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智光稳焰:以人工智能赋能先进光源技术 为国产高端科学仪器注入创新动力

更新时间:2026-09-09 13:43 来源:华夏教育新闻网 编辑:张媛

近年来,随着航空航天、高端制造、新能源、新材料等战略性新兴产业快速发展,高精度检测技术的重要性日益凸显。作为光谱分析设备的核心组成部分,宽谱光源的稳定性直接影响检测结果的准确性与可靠性。然而,传统激光维持等离子体宽谱光源在运行过程中普遍存在流场波动、能量不稳定、控制精度不足等问题,成为制约设备性能提升的重要因素。

面对这一行业难题,南昌理工学院“智光稳焰”项目团队立足国家高端科学仪器自主创新需求,创新提出“CFD-AI协同优化”技术路线,成功研发出“基于CFD-AI协同的激光维持等离子体宽谱光源流场优化与稳定性控制系统”,探索出一条人工智能赋能先进光源技术发展的新路径。

聚焦行业需求 发现技术突破口

科技创新的价值,在于回应现实需求。项目启动前,团队成员围绕高端光谱检测设备的发展现状开展了大量调研工作。通过查阅文献资料、走访相关企业以及与行业专家交流,团队了解到,目前国内外宽谱光源技术正朝着高稳定性、高智能化方向发展,而流场扰动引发的等离子体波动问题始终是影响设备性能的重要因素之一。

传统控制方式大多依赖经验参数调整,不仅控制效率有限,而且难以适应复杂工况下的动态变化需求。“如果能够提前预测流场变化,并实现实时智能调控,是否能够让光源始终保持最佳工作状态?”带着这样的思考,团队将研究方向锁定在流场优化与智能控制领域,希望利用人工智能技术提升光源稳定性,实现从“经验控制”向“智能控制”的转变。

跨学科融合创新 打造智能控制新方案

与传统研究模式不同,“智光稳焰”项目从立项之初便强调学科交叉融合。

团队将计算流体力学(CFD)与人工智能算法相结合,建立了集“仿真分析—数据训练—智能预测—动态控制”于一体的协同优化系统。

在研发过程中,团队首先构建高精度CFD流场模型,对等离子体周围气流速度、温度场分布以及湍流结构进行模拟分析;随后利用人工智能算法对海量实验数据和仿真数据进行训练学习,建立流场特征参数与等离子体稳定性之间的关联模型。

通过这一技术路径,系统能够实时感知运行状态,预测流场变化趋势,并自动调整关键控制参数,实现对等离子体状态的智能优化。

经过多轮实验验证,系统在流场控制精度、响应速度以及运行稳定性方面均取得显著提升,为激光维持等离子体宽谱光源智能化发展提供了新的技术思路。

从实验室到创新实践 青春力量书写科技梦想

创新从来不是一蹴而就的。项目研发过程中,团队经历了无数次方案修改和实验失败。

为了获得更加准确的仿真结果,成员们反复调整模型参数;为了提高算法预测精度,团队不断优化数据集和训练方法;为了验证系统性能,他们开展了一轮又一轮实验测试。

实验室的灯光常常亮到深夜,电脑屏幕上的仿真画面一次次刷新,记录着团队不断探索和突破的过程。

正是在这种不断试错、持续改进的过程中,项目逐渐从理论构想发展成为具有实际应用价值的创新成果。“科研最大的魅力就在于不断接近答案。”团队成员表示,“每一次实验成功,都让我们更加坚定继续前进的信心。”

创新育人平台 助力项目成长

项目的成长离不开南昌理工学院创新创业教育体系的支持。

近年来,学校持续推进创新创业教育改革,积极构建“课程教学、科研训练、学科竞赛、成果转化”相融合的人才培养模式,为学生科技创新提供了广阔舞台。

项目团队依托学校实验平台开展技术研发,在项目论证、实验测试、竞赛培育以及成果申报等方面获得了有力支持。

同时,学校积极组织创新创业培训、项目路演和专家辅导活动,为团队创造与行业专家、企业技术人员交流学习的机会,不断提升学生创新实践能力和工程应用能力。

从课堂到实验室,从实验室到创新竞赛平台,学校为学生搭建起了一条科技创新成长通道。

让科技成果服务国家发展

当前,高端光谱检测设备广泛应用于航空航天、新材料研发、环境监测、工业制造等领域。

对于科研机构而言,更稳定的光源意味着更精准的数据支撑;对于制造企业而言,更可靠的检测能力意味着更高的产品质量;对于国家战略性产业而言,则意味着关键核心技术自主可控能力的进一步提升。

“智光稳焰”项目所探索的不仅是一项技术创新,更是一种以人工智能推动传统科学仪器升级的发展思路。未来,团队将继续围绕先进光源技术开展深入研究,推动人工智能与科学仪器深度融合,努力实现科研成果向产业应用转化,为我国高端装备制造和科学仪器自主创新贡献青春力量。

青春因创新而闪耀

从发现问题到解决问题,从理论研究到技术创新,从校园实验室到服务国家需求,“智光稳焰”项目记录着一群青年学子的成长足迹。

他们用专业知识探索科技前沿,用创新实践回应时代需求,用青春热情诠释新时代大学生的责任与担当。

未来,这束诞生于南昌理工学院实验室的“智慧之光”,也将继续向更广阔的天地延伸,在推动科技进步与产业发展的道路上绽放更加耀眼的光芒。