http://kadhoai.com.cn 2026-04-28 11:16:53 來源:21世紀經濟報道
這是一份長達70頁的幻燈片文稿。當劉海濤用略帶沙啞的嗓音飛快地講到第10頁的時候,他的額頭上微微滲出了汗珠。
作為中國科學院上海微係統與信息技術(以下簡稱“上海微係統所”)副所長,劉海濤已經記不清這是第幾次用這份PPT向來賓介紹這項尚不為眾人熟知的前沿技術——微納傳感網絡。
就好比人的大腦末梢感知神經,傳感網絡是物聯網的重要組織部分。這份PPT可是說是他和團隊過去近十年研究成果的一份總結。20世紀90年代末,當西方國家開始關注這一“未來改變人們生活方式的十大技術之首”,劉海濤和他的同事們也開始對微納傳感投入研究。十年間,他和團隊人員克服了重重阻力,獲得了這一領域160多項發明專利。
不過,正當他的研究成果被開始應用於上海浦東機場、上海地鐵交通軌道等領域,訂單開始大量增長時,新的難題出現了:對於微納傳感這樣一個新興產業,從實驗室到大規模生產應用必然要走過產業化階段,如何推進大規模產業化?
中科院十年研發史
劉海濤總是試圖用一種簡單的方式告訴人們,“微納傳感”這個被國際電聯評為“未來改變人類生活最重要的信息技術”究竟是怎麼一回事。
這是個複雜的玩意,它是一個由大量不同類型的傳感器節點(如傳感、信息采集、處理、收發等)所suo組zu成cheng的de一yi種zhong智zhi能neng化hua的de自zi治zhi網wang絡luo。如ru果guo說shuo移yi動dong通tong信xin和he互hu聯lian網wang聯lian接jie的de是shi人ren和he人ren,那na麼me傳chuan感gan器qi網wang絡luo聯lian接jie的de則ze是shi物wu和he物wu或huo人ren和he物wu。由you於yu傳chuan感gan網wang絡luo必bi須xu高gao度du靈ling敏min自zi治zhi,因yin此ci實shi現xian這zhe種zhong網wang絡luo聯lian接jie的de技ji術shu和he器qi件jian也ye必bi須xu非fei常chang精jing確que,這zhe種zhong“納米級”的要求促成了一種全新的技術和產業——微納電子工藝技術。
微納傳感技術常被用於好萊塢間諜片。當《諜中諜》男主角湯姆·克魯斯從實驗室通風口拴著繩子懸在空中盜取機密資料時,他不能發聲、不能觸碰地麵,並且必須保持實驗室的溫度維持不變,他的任何一個“不小心” 都可能會觸發實驗室警報係統,而用來“監控”這些微小變化的,就是微納傳感網絡。
上世紀90年代末,美國率先開始了微納傳感技術的研究。先是應用於軍事領域,然後被廣泛地推廣至各個領域:反恐、電力、交通、環保乃至家居生活以及更多。2003年美國《商業周刊》撰文描述說,IT時代正在從“Computer is the network”(電腦是網絡)向“Sensor is the network”(傳感即網絡)轉變。
看到納微傳感產業的市場價值,麻省理工學院、哈佛大學等都開始對此進行深入研究,而一向以革新著稱的英特爾、微軟、諾基亞等公司在近一兩年也陸續投入到了這場新的搶占科研製高地的戰役中。
中科院上海微係統的研究幾與國際同步。1999年當美國的移動計算和網絡國際會議作出“無線傳感器網絡是下一個世紀麵臨的重大發展機遇”的重大判斷後,中科院為創新工程成立的信息領域戰略研究專家組便提出:我國應該研發建立軍民兩用的傳感網。
2001年,在向中科院提出申請的同時,中科院微係統所自籌了幾十萬元經費,與中興通訊合作開始了“基於手機網絡的傳感網的演示係統”的課題研究——這個概念性的探索,卻邁出了我國在納微網絡研究的第一步。
由於微納傳感屬於信息技術領域的新興領域,早期隻有零星的應用。劉海濤及其團隊做了大量前期工作,他們根據需要首先成立了3個研究中心:上(shang)海(hai)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin),嘉(jia)興(xing)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)網(wang)工(gong)程(cheng)中(zhong)心(xin),寧(ning)波(bo)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)網(wang)工(gong)程(cheng)中(zhong)心(xin)。其(qi)中(zhong)前(qian)兩(liang)個(ge)中(zhong)心(xin)都(dou)已(yi)成(cheng)為(wei)當(dang)地(di)政(zheng)府(fu)特(te)批(pi)的(de)事(shi)業(ye)單(dan)位(wei)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)也(ye)積(ji)極(ji)參(can)與(yu)國(guo)家(jia)和(he)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)。
2008年9月,在德國召開了ISO/IEC國際傳感網標準化大會第二次會議上,由微係統所聯合中國移動提交的“傳感器網絡標準化體係框架”、“傳感器網絡體係架構”等核心提案,在被成員國代表詳細討論後被國際組織ISO/IEC采納。
另外一方麵,則是采用靈活的方式和體製與各大企業結成合作。目前微係統所已經跟包括中國移動、中興通訊、華為、諾基亞等在內的大企業達成戰略合作。
2008年3月,微係統所應用於機場領域的“圍界防入侵微納傳感網產品”被上海浦東機場采納,價值六千多萬元。在普通機場35公裏的範圍內,劉海濤的研究組為其布設了3萬多個節點,形成了迄今為止國際上最大規模的民用傳感網。
“需求增長非常快。”劉海濤說,微係統所將與民航總局合作,在大連、西安、首(shou)都(dou)集(ji)成(cheng)等(deng)地(di)推(tui)廣(guang)這(zhe)一(yi)安(an)全(quan)產(chan)品(pin)。用(yong)於(yu)交(jiao)通(tong)道(dao)路(lu)監(jian)控(kong)的(de)磁(ci)敏(min)傳(chuan)感(gan)網(wang)也(ye)已(yi)在(zai)黃(huang)山(shan)市(shi)進(jin)行(xing)鋪(pu)設(she)。而(er)微(wei)係(xi)統(tong)所(suo)與(yu)安(an)達(da)泰(tai)公(gong)司(si)合(he)作(zuo)聯(lian)合(he)承(cheng)包(bao)的(de)上(shang)海(hai)城(cheng)市(shi)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)反(fan)恐(kong)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)也(ye)開(kai)始(shi)在(zai)部(bu)分(fen)地(di)鐵(tie)站(zhan)台(tai)進(jin)行(xing)試(shi)驗(yan)。2010年即將在上海舉行的世博會已經確定采用微係統的傳感網相關產品進行安全布控。
不缺錢
劉海濤說,保守預測,未來五年中國家庭市場微納傳感網終端需求可達1億戶,按平均每戶投資1萬元計,終端市場規模將達1萬億元;按設備收入與服務收入之間1:5比例計算,平安家居傳感網類服務收入可望超過5萬億元。以微納傳感網帶動的相關產業鏈,其整體經濟效益至少達到萬億級。
不過,就在訂單特別是企業級用戶訂單源源不斷飛向微係統所時,劉海濤和他的團隊又有了新的擔憂。
由於微納傳感網的研發比較超前,難以與市場對接。為了解決這個問題,2008年末,上海微係統所與無錫市政府共同成立了自收自支事業單位——“無錫微納傳感網工程技術中心”,無錫市政府投入啟動資金、場地並提夠優惠支持政策,微係統所投入成果、人才、設備及協助經費等資源。
zaishuangfangguihuazhong,zheyigongchengjishuzhongxinjiangchengweiyigechanyefuhuahejishupingtai。genjuxingyeyingyonghegongzhongyingyongdebutongxuqiu,gongchengzhongxinshejichengjiexiangmu,ranhoutongguojishurugu、專利授權等方式向下遊企業輸出研究成果、培訓、測試等服務。
“我們並不缺錢,2008年投入的經費就有2個億。”liuhaitaoshuo,tazuizhongxiwangshiguojianenggouzhenzhengkandaozhegechanyedezhanlveyiyi,yindaogengduodezibenherencaijinruzhegelingyu,rangweinachuanganchanyezhenzhengchengweiwoguoweilaideqiangshichanye,zaiquanqiugaokejilingyuyongyouzhenzhengshuyuzijidehuayuquan。
“國家應該抓住這次機遇,全麵推動微納產業,爭取培養一批優質企業,樹立我國在這一領域的優勢地位。”劉說,但目前國內有關層麵對此仍缺乏認識、尚未製定統一的戰略。
根據國際電聯近期提出的未來網絡架構,在互聯網、通信網之下,還有一張人們看不見“物與物之間的網絡”——傳感網。三張網絡共同構成人與人、人與物乃至物與物之間隨時隨地溝通的全新網絡環境——泛在網(Ubiquitous Network),而由此人類社會將從“e社會”走向“U社會”。
據記者了解,包括歐盟、日本、韓國、新加坡、中國台灣等在內的國家和地區,都已製定了“U”社會發展計劃,日本在2004-2007年間投入了29億美元,其中傳感器網絡是四項重點戰略之一。韓國則製定了IT839戰略,計劃到2010年在這一領域投入700億美元。我國《國家中長期科學與技術發展規劃(2006-2020年)》在重大專項、優先發展主題、前沿領域也均將傳感器網絡列入其中,其中重大專項“新一代寬帶移動無線通信網”已將其列為重要方向之一,不過,對於這一產業發展的具體戰略和措施,國內目前尚沒有相關政策。