在上海理工大學的實驗室,一個價值上百億元的創新故事正在醞釀,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”之所以出現在此,是為給一臺正在研發的高科技“照相機”做模特。事實上,“武器”的原型,包括陶瓷刀、3D打印槍等,都不是金屬材質,如果不法分子隨身攜帶,不隨行李經過X光機,很難靠金屬探測儀識別。但這臺“相機”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,全球只有美國等少數國家有能力開發此類設備。如今,上海的學者、工程師、企業家們聯手打破壟斷,初步成功開發了具備世界一流水平的太赫茲安檢機;據了解,幾周前,國內某大型公共項目已拋出橄欖枝,將采購10臺設備,這也是國內太赫茲安檢儀的首筆訂單。
“太赫茲”是怎樣一種神奇的光?為了推進這個世界一流的技術成果,上海的產業創新鏈條又是如何展開的?
開拓太赫茲技術“最后處女地”
太赫茲電磁波的頻率遠低于可見光,介于微波與遠紅外線之間,落在千億赫茲(即太赫茲、THz)頻段,此前缺乏研究。直到21世紀前夜,科學界才首次人工生成了它,不過問世不久,太赫茲波就立即被寄予厚望,多家智庫稱其為“未來十大技術”。中國工程院院士、上海理工大學光電學院院長莊松林介紹,在諸多應用方向中,安檢是近期最具潛力的一個。太赫茲波具備不錯的透視成像能力,能輕易穿過各種包裝和織物;而且其光子的能量只有X射線的百萬分之一,是可見光的五千分之一,對人體沒有健康風險。
“透視+健康”,順理成章,科技界希望用太赫茲探測人體。莊松林團隊的核心成員、上理工教授朱亦鳴介紹,起步最早的美國,2009年將太赫茲安檢儀正式引入機場,新儀器“火線立功”,識破了一起炸藥劫機陰謀。名聲大振后,太赫茲安檢儀引來大量訂單,如今美國所有國際機場都實現了覆蓋。
在上理工的實驗室,國產太赫茲安檢儀正在調試,所有的核心器件都基于自主技術。儀器的外形像一部開著半扇門的貨運電梯。筆者揣上一把塑料玩具槍,走進“電梯”想考考它,兩三秒后,安檢儀的屏幕上就顯示出一個灰色人影,雖然看不清五官,但腰部明顯有一塊黑斑——“武器”現形了。朱亦鳴說,由于太赫茲技術可用于軍事目的,所以美國允許出口的安檢儀,成像精度只有5厘米,“看”不清打火機。技術禁運給國產技術帶來了機遇期——上理工經過5年研發,已經完成的這一代設備分辨率達1.5厘米,能用低得多的成本實現同樣的性能。
配置太赫茲領域產業化“黃金組合”
在國內的太赫茲領域,莊松林團隊處于先進位置,是僅有的能提供系統技術的研究機構——這是上理工的合作伙伴拓領科技集團經過2年悉心調研得出的結論。
去年春天開始,拓領與上理工開始合作,推進太赫茲產業化。總經理龍明認為,僅安檢儀在國內就有150億元的市場:“約200家機場、數千座高鐵、軌交車站,這筆賬并不難算。”
產學研的聯合,為太赫茲技術的轉化插上了翅膀。莊松林分析道,高校的優勢在于原理研究,要落實到產品上,繞不開工程化,這并非教授所擅長;拓領的長處恰好是機械制造,這家醫藥裝備制造商擁有流水線和加工經驗,還有靠創新實現轉型的決心。但簡單的產學研組合還不足以完成產業化的臨門一腳。去年秋天,博康智能公司為這個創新聯合體補上了"用"這一重要拼圖。博康曾為國內眾多機場提供安全技術,非常了解市場,副總裁楊瑞說:"技術轉化除了產學研,還應加上用戶這一要素,只有傾聽用戶,才能讓技術更快落地。"博康帶回的用戶反饋正在從大量細節入手重塑產品--比如,為贏得乘客對人體透視安檢的信任,機場希望安檢儀放棄目前的深色調,轉用醫療設備那樣的白色。
莊松林和楊瑞都強調,新技術非常需要政府支持。目前,該項目得到了國家自然科學基金、科技部和市科委、市教委等的資助,不僅如此,政府的宏觀視野對配置資源也起到了關鍵作用,"我們三方攜手就是靠科委牽線,因為他們對創新鏈的上下游都很熟悉。"莊松林說。
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