在2024全球灣區科技創新發展論壇上，中國科學院院士、天津大學教授、精密儀器與光電子工程學院名譽院長、激光與光電子研究所所長、天津市智慧物聯信息技術研究院院長姚建銓發表了主題演講——《從全球激光市場的潛景看人工智能技術的發展》，對激光技術的發展和團隊取得的最新成果做了非常精彩的詮釋，代表了激光技術國際最新的成果和最高的水平，并為激光產業和人工智能結合發展指明了方向。
當前，新一輪科技革命和產業變革加速發展，激光微納技術、大數據、人工智能等新一代信息技術正在與制造業深入融合，不斷改變著制造業的生產方式、組織方式和發展模式，數字化、網絡化、智能化已經成為全球制造業發展的重要方向。姚建銓院士長期致力于激光技術的研究，在本次論壇演講之初就向大家展示了中國近期在全球激光領域取得的重大成就。首先，美國的核聚變實驗已經成功點火，而中國緊隨其后，從美國的突破到德國萬瓦級甚至數十萬瓦級光纖激光器的問世，標志著世界激光技術邁入了一個新時代。大型激光器的功率可達數十萬瓦，甚至百萬瓦級的激光武器，而小型激光器如微納激光器也展現出多樣化的發展。因此，美國的成就引領了這一潮流，而中國和德國的千瓦級至百萬瓦級光纖激光器也成了代表。其次，光纖激光器在激光切割、激光焊接、3D打印以及微納激光技術方面的應用，標志著我國進入了以激光材料加工為核心的智能制造新時代。智能制造領域廣泛采用了人工智能技術。第三，激光材料加工與人工智能、機器學習、材料科學、技術以及光電子技術的融合，形成了一個相互促進、相互融合的強大產業鏈動力。第四，以深圳和廣州為代表的珠江三角洲地區，以上海、南京、蘇州、無錫、杭州為代表的長江三角洲地區，以及武漢、成渝等地區為主，濟南、天津、西安、江蘇、浙江、鞍山等地為輔，全國范圍內形成了多地區共同發展的激光光電子產業熱潮。最后一點，激光與光電子技術，作為人工智能的伴生技術，在我國國民經濟和國防建設的眾多領域中，已經成為不可或缺的重要組成部分。從激光制造到中國制造2025，再到智能制造，以及微納和精密材料加工領域，中國在新一輪科技革命中取得了迅速的發展。激光技術具有雙重功能，既是一種強大的能量載體，也是一種信息載體。它可以作為最快的切割工具、最精準的測量儀器，甚至是亮度最高的光源。激光的應用范圍廣泛，從能夠熔化金剛石到摧毀導彈和衛星，再到在人體細胞上進行生物醫學應用。實際上，激光技術不僅無處不在，而且能夠提供高功率、大能量，并作為信息傳輸的媒介，如光通訊。激光與其他技術的結合，已經催生了激光加工、激光通信、激光檢測和激光醫療等交叉學科領域，為人類認識和改造世界提供了眾多新工具。在化學領域，激光化學得以發展；在生物領域，激光生物技術應運而生；激光還被用于材料加工、醫療和武器系統。因此，我所從事的激光技術在國民經濟和國防建設中扮演著極其重要的角色。此外，從光學和物理相互作用的角度來看，激光技術的發展是不可或缺的。我們不能忽視其在激光器研發、激光加工、材料處理、激光醫療以及光學檢測等領域的廣泛應用，尤其是在國防和軍工方面。接下來，我將簡要介紹激光器和材料加工的最新進展。這里展示的是我們研發的一些激光器，涵蓋了從2019年到2023年的全球市場，數據顯示激光產業每年以5%、8%甚至15%的速度增長，展現出強勁的發展趨勢。我們列舉了多種高功率激光器、激光裝置以及激光微納加工的原型機和整機產品。這些設備支持多波長、多脈寬以及各種功能，能夠覆蓋從1微米到五六微米的波長范圍，包括紅、綠、藍等各種顏色的激光。因此，無論是激光技術本身還是其在不同原理和材料加工中的應用，例如激光清洗，都有廣泛的應用實例和展示。在激光材料加工和激光清洗方面，我們有各種儀器，包括手持式和臺式設備，它們適用于多種用途，并在工業加工中實現了眾多應用。我展示了激光清洗的多種設備，它們在現場使用中表現出色，為工業加工提供了許多解決方案。在生物醫學領域，激光技術的應用同樣廣泛，特別是在激光醫療、體外光譜診斷和內窺鏡技術方面。這些技術在各個科室中都得到了廣泛應用，尤其是在光學成像、光生成像、多光顯位和拉曼成像等領域。從2021年以來，醫療器械市場的情況也令人鼓舞。我所領導的學科團隊在激光器研發方面做出了大量工作，尤其是在醫療內窺鏡、光譜分析和體外診斷方面。由于病毒的廣泛傳播，激光技術也被用于病毒檢測，這方面的應用非常廣泛。我領導的學科組還在激光海洋應用、海洋監測、激光成像、水下通訊和聲納成像方面取得了顯著進展。我們特別關注利用激光進行水下通信和探測的技術。這里展示的是我們學生制作的一些實驗裝置。我們還利用激光技術檢測構件內部的空洞、裂紋和缺陷。激光致聲技術是一種先進的技術，能夠將激光攜帶的信息轉化為聲音信號，用于傳輸、成像和導航。在理論分析和實驗研究方面，我們已經完成了多項工作。從2018年到2022年，我們先后完成了兩項中央軍委前沿創新項目，在國防建設中為海洋應用做出了貢獻。鑒于地球表面71%的面積是海洋，中國作為一個海洋大國，擁有350萬平方公里的海洋面積和1.5萬公里的海岸線，海洋探測監測的重要性不言而喻。我們利用激光技術所做的工作得到了社會的認可。在超聲檢測和水下通訊方面，我們也進行了大量研究，包括發射和接收技術的比較研究。我們快速瀏覽了海洋傳感技術、制造和材料加工方面的情況。激光清洗技術方面，我們與企業合作，在汽車輪胎模具檢測清洗方面取得了顯著成果。我們的學生研發的產品已經出口到泰國等國家。因此，我們不僅致力于制造對人類和社會有價值的產品，還致力于將尖端技術和知識普及到全社會，并傳承給下一代。為此，我對我國激光領域提出了一些建議，包括加強頂層設計、基礎研究、學科建設和產業融合。近期，低空經濟及其相關技術領域備受關注。其發展勢頭強勁，產業鏈和市場更是前景廣闊，特別是在救援、防護、監測、物流和旅游等領域。在國防方面，低空經濟也展現出其重要性。我個人對多無人機系統的管理、監測和通信等方面充滿興趣，并正與相關單位合作，致力于低空無人機通信系統、定位系統和空域管理的研究。我們也在與全國多個單位以及深圳的相關機構尋求合作。在最近的一個會議上，我提出將激光無人機技術、人工智能通信以及天文環境等多個學科領域相結合，并在波段上整合傳統電子波、紅外和激光技術，以實現高速寬帶和低延遲的測量、通信和控制協同。在空間應用方面，我們追求近、中、高空間的立體化技術、網絡和系統，直至產業化的最終應用。我堅信，在未來一到三年內，國內將興起以低空經濟為標志的新經濟形態。珠江三角洲和長江三角洲地區將走在前列，無人機的廣泛應用將極大地豐富人們的生活，成為極為重要的發展領域。 “居高聲自遠，非是藉秋風。”期待未來深圳市在激光技術，海洋技術和低空經濟方面繼續保持先鋒地位，將領先技術產業化，為國家做出光輝的榜樣，進一步推動全國快速形成一個新的高科技發展狀態。
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