在上海理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室,一個(gè)價(jià)值上百億元的創(chuàng)新故事正在醞釀,筆者看到了各種有趣的道具——用瓷磚切成的假匕首、做工有些粗糙的塑料玩具槍,以及一包假扮“塑膠炸藥”的橡膠粒。
這些“武器”之所以出現(xiàn)在此,是為給一臺(tái)正在研發(fā)的高科技“照相機(jī)”做模特。事實(shí)上,“武器”的原型,包括陶瓷刀、3D打印槍等,都不是金屬材質(zhì),如果不法分子隨身攜帶,不隨行李經(jīng)過(guò)X光機(jī),很難靠金屬探測(cè)儀識(shí)別。但這臺(tái)“相機(jī)”卻能借助一種特殊的“光”——太赫茲電磁波,“照亮”被藏匿的違禁品,從而賦予安檢員一雙火眼金睛。
此前,全球只有美國(guó)等少數(shù)國(guó)家有能力開發(fā)此類設(shè)備。如今,上海的學(xué)者、工程師、企業(yè)家們聯(lián)手打破壟斷,初步成功開發(fā)了具備世界一流水平的太赫茲安檢機(jī);據(jù)了解,幾周前,國(guó)內(nèi)某大型公共項(xiàng)目已拋出橄欖枝,將采購(gòu)10臺(tái)設(shè)備,這也是國(guó)內(nèi)太赫茲安檢儀的首筆訂單。
“太赫茲”是怎樣一種神奇的光?為了推進(jìn)這個(gè)世界一流的技術(shù)成果,上海的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈條又是如何展開的?
開拓太赫茲技術(shù)“最后處女地”
太赫茲電磁波的頻率遠(yuǎn)低于可見(jiàn)光,介于微波與遠(yuǎn)紅外線之間,落在千億赫茲(即太赫茲、THz)頻段,此前缺乏研究。直到21世紀(jì)前夜,科學(xué)界才首次人工生成了它,不過(guò)問(wèn)世不久,太赫茲波就立即被寄予厚望,多家智庫(kù)稱其為“未來(lái)十大技術(shù)”。中國(guó)工程院院士、上海理工大學(xué)光電學(xué)院院長(zhǎng)莊松林介紹,在諸多應(yīng)用方向中,安檢是近期最具潛力的一個(gè)。太赫茲波具備不錯(cuò)的透視成像能力,能輕易穿過(guò)各種包裝和織物;而且其光子的能量只有X射線的百萬(wàn)分之一,是可見(jiàn)光的五千分之一,對(duì)人體沒(méi)有健康風(fēng)險(xiǎn)。
“透視+健康”,順理成章,科技界希望用太赫茲探測(cè)人體。莊松林團(tuán)隊(duì)的核心成員、上理工教授朱亦鳴介紹,起步最早的美國(guó),2009年將太赫茲安檢儀正式引入機(jī)場(chǎng),新儀器“火線立功”,識(shí)破了一起炸藥劫機(jī)陰謀。名聲大振后,太赫茲安檢儀引來(lái)大量訂單,如今美國(guó)所有國(guó)際機(jī)場(chǎng)都實(shí)現(xiàn)了覆蓋。
在上理工的實(shí)驗(yàn)室,國(guó)產(chǎn)太赫茲安檢儀正在調(diào)試,所有的核心器件都基于自主技術(shù)。儀器的外形像一部開著半扇門的貨運(yùn)電梯。筆者揣上一把塑料玩具槍,走進(jìn)“電梯”想考考它,兩三秒后,安檢儀的屏幕上就顯示出一個(gè)灰色人影,雖然看不清五官,但腰部明顯有一塊黑斑——“武器”現(xiàn)形了。朱亦鳴說(shuō),由于太赫茲技術(shù)可用于軍事目的,所以美國(guó)允許出口的安檢儀,成像精度只有5厘米,“看”不清打火機(jī)。技術(shù)禁運(yùn)給國(guó)產(chǎn)技術(shù)帶來(lái)了機(jī)遇期——上理工經(jīng)過(guò)5年研發(fā),已經(jīng)完成的這一代設(shè)備分辨率達(dá)1.5厘米,能用低得多的成本實(shí)現(xiàn)同樣的性能。
配置太赫茲領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化“黃金組合”
在國(guó)內(nèi)的太赫茲領(lǐng)域,莊松林團(tuán)隊(duì)處于先進(jìn)位置,是僅有的能提供系統(tǒng)技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)——這是上理工的合作伙伴拓領(lǐng)科技集團(tuán)經(jīng)過(guò)2年悉心調(diào)研得出的結(jié)論。
去年春天開始,拓領(lǐng)與上理工開始合作,推進(jìn)太赫茲產(chǎn)業(yè)化??偨?jīng)理龍明認(rèn)為,僅安檢儀在國(guó)內(nèi)就有150億元的市場(chǎng):“約200家機(jī)場(chǎng)、數(shù)千座高鐵、軌交車站,這筆賬并不難算。”
產(chǎn)學(xué)研的聯(lián)合,為太赫茲技術(shù)的轉(zhuǎn)化插上了翅膀。莊松林分析道,高校的優(yōu)勢(shì)在于原理研究,要落實(shí)到產(chǎn)品上,繞不開工程化,這并非教授所擅長(zhǎng);拓領(lǐng)的長(zhǎng)處恰好是機(jī)械制造,這家醫(yī)藥裝備制造商擁有流水線和加工經(jīng)驗(yàn),還有靠創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的決心。但簡(jiǎn)單的產(chǎn)學(xué)研組合還不足以完成產(chǎn)業(yè)化的臨門一腳。去年秋天,博康智能公司為這個(gè)創(chuàng)新聯(lián)合體補(bǔ)上了"用"這一重要拼圖。博康曾為國(guó)內(nèi)眾多機(jī)場(chǎng)提供安全技術(shù),非常了解市場(chǎng),副總裁楊瑞說(shuō):"技術(shù)轉(zhuǎn)化除了產(chǎn)學(xué)研,還應(yīng)加上用戶這一要素,只有傾聽(tīng)用戶,才能讓技術(shù)更快落地。"博康帶回的用戶反饋正在從大量細(xì)節(jié)入手重塑產(chǎn)品--比如,為贏得乘客對(duì)人體透視安檢的信任,機(jī)場(chǎng)希望安檢儀放棄目前的深色調(diào),轉(zhuǎn)用醫(yī)療設(shè)備那樣的白色。
莊松林和楊瑞都強(qiáng)調(diào),新技術(shù)非常需要政府支持。目前,該項(xiàng)目得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部和市科委、市教委等的資助,不僅如此,政府的宏觀視野對(duì)配置資源也起到了關(guān)鍵作用,"我們?nèi)綌y手就是靠科委牽線,因?yàn)樗麄儗?duì)創(chuàng)新鏈的上下游都很熟悉。"莊松林說(shuō)。
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