科技模块6——设计细节(产品)
核心场景
全域智慧研教平台
重视学术科研与智能教育
一、 平台核心模块与量化资源需求
模块一:区域计算中心
·功能: 承载中央知识大脑,负责全平台的高性能计算、AI训练、数据存储和复杂模拟。
·物资消耗:
·服务器机架(含CPU/GPU): 200-300台
·网络交换机: 50台
·存储阵列: 10套 (约 5PB 总容量)
·冷却系统: 1套 (液冷为主)
·备用电源: 大型UPS + 柴油发电机阵列
·空间消耗:
·占地面积: 500 m² (约25m x 20m)
·容积: 4,000 m³ (层高8米)
·能源消耗:
·额定功率: 400 kW
·日均能耗: 7200 kWh (按75%负载,24小时运行计算)
模块二:沉浸式协作终端(1800套)
·功能: 用户的个人工作台,提供沉浸式科研与学习体验。
·物资消耗 (单台):
·VR/AR头显: 1套
·触觉反馈手套/手柄: 1对
·高性能图形工作站: 1台
·高精度体感追踪器: 2-4个
·空间消耗 (单台):
·占地面积: 10 m²
·容积: 30 m³ (层高3米)
·能源消耗 (单台):
·额定功率: 1.2 kW (工作站+外设)
·单日能耗 (按使用8小时计): 3 kWh
模块三:模块化实验舱(400个)
·功能:实体实验室的基本单元,可进行标准化实验。
·物资消耗 (单舱):
·舱体结构 (钢材/复合材料): 5 吨
·通用分析仪 (如光谱仪): 1台
·自动化液体处理机器人: 1套
·3D生物打印机/材料打印机: 1台
·环境控制单元 (温湿度、洁净度): 1套
·常用实验耗材 (试剂、培养皿、传感器): 月度补给约 200 kg
·空间消耗 (单舱):
·标准尺寸: 6m x 3m x 3m
·容积: 54 m³
·能源消耗 (单舱):
·额定功率: 25 kW (环境控制+仪器)
·日均能耗 (按活跃8小时计): 200 kWh
模块四:创新中心 (物理枢纽)(5处)
·功能: 提供实体协作、项目展示和社交的空间,作为虚拟世界的补充。
·物资消耗:
·大型交互式显示屏: 5-10块
·会议设施: 50人规模
·快速原型制作设备 (如桌面级3D打印机、激光切割机): 3-5台
·休闲家具与绿植
·空间消耗:
·占地面积: 300 m²
·容积: 900 m³ (层高3米)
·能源消耗:
·额定功率: 30 kW (照明、显示、设备)
·日均能耗 (按使用12小时计): 360 kWh
模块五:软件与网络平台 (虚拟)
·功能:作系统、AI算法、知识图谱、协作平台。
·资源消耗: 此部分资源已计入区域计算中心和用户的网络带宽消耗中,不单独计算。
二、 平台部署场景与总资源估算
模块 | 部署数量 | 总物资 (估算) | 总空间消耗 | 总能源消耗 (年均)
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区域计算中心 | 1个 | 服务器300+台,钢结构与冷却系统若干 | 4,000 立方米 | 2700000 千瓦时
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沉浸式协作终端 | 1800台 | VR设备1800套,工作站1800台 | 54,000 立方米 | 2000000千瓦时
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模块化实验舱 | 40个 | 钢材200吨,精密仪器40套 | 2160 立方米 | 3300000千瓦时
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创新中心 | 5个 | 显示屏25块,原型设备15台 | 4,500 立方米 | 657000 千瓦时
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总计 (物资种类繁多,总重超200吨) 65000 m³ 8700000 kWh
资源总结
1. 空间 (~65,000 m³): 这约等于一个容积为 32m * 50m * 40m 的建筑物。通过模块化(实验舱)和虚拟化(协作终端),它将传统校园分散的实验室、机房和教室功能高度集中,整体空间利用效率提升显著。
2. 能源 (~51,000 kWh/日): 这是一个非常高的能耗水平。这凸显了采用绿色能源(如建设配套光伏电站或购买绿电)对于该平台的可持续性至关重要。
3. 物资: 物资需求庞大且多样,从大宗商品(钢材)到尖端科技(芯片、精密仪器)。平台的成功依赖于全球化的、稳定的供应链。其优势在于,通过共享,这20个实验舱可以满足过去可能需要100个传统实验室才能支撑的研究需求,从全社会的角度看,降低了对仪器设备的总量需求,是一种集约化的资源利用模式。
全域智慧研教平台通过集中消耗巨量的能源和计算资源,并集约化使用空间和物资,来换取整个科研教育体系效率和能力的革命性提升。它是一种面向未来的、高投入、高产出的知识基础设施。
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