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中科院傳感困惑

http://bfqmb.cn 2009-11-02 09:26 來源:21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道

   這是一份長達(dá)70頁的幻燈片文稿。當(dāng)劉海濤用略帶沙啞的嗓音飛快地講到第10頁的時(shí)候,他的額頭上微微滲出了汗珠。

  作為中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)(以下簡稱“上海微系統(tǒng)所”)副所長,劉海濤已經(jīng)記不清這是第幾次用這份PPT向來賓介紹這項(xiàng)尚不為眾人熟知的前沿技術(shù)——微納傳感網(wǎng)絡(luò)。

  就好比人的大腦末梢感知神經(jīng),傳感網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的重要組織部分。這份PPT可是說是他和團(tuán)隊(duì)過去近十年研究成果的一份總結(jié)。20世紀(jì)90年代末,當(dāng)西方國家開始關(guān)注這一“未來改變?nèi)藗兩罘绞降氖蠹夹g(shù)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(tuán)隊(duì)人員克服了重重阻力,獲得了這一領(lǐng)域160多項(xiàng)發(fā)明專利。

  不過,正當(dāng)他的研究成果被開始應(yīng)用于上海浦東機(jī)場、上海地鐵交通軌道等領(lǐng)域,訂單開始大量增長時(shí),新的難題出現(xiàn)了:對于微納傳感這樣一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),從實(shí)驗(yàn)室到大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用必然要走過產(chǎn)業(yè)化階段,如何推進(jìn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化?

  中科院十年研發(fā)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(gè)被國際電聯(lián)評為“未來改變?nèi)祟惿钭钪匾男畔⒓夹g(shù)”究竟是怎么一回事。

  這是個(gè)復(fù)雜的玩意,它是一個(gè)由大量不同類型的傳感器節(jié)點(diǎn)(如傳感、信息采集、處理、收發(fā)等)所組成的一種智能化的自治網(wǎng)絡(luò)。如果說移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的是人和人,那么傳感器網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的則是物和物或人和物。由于傳感網(wǎng)絡(luò)必須高度靈敏自治,因此實(shí)現(xiàn)這種網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的技術(shù)和器件也必須非常精確,這種“納米級”的要求促成了一種全新的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)——微納電子工藝技術(shù)。

  微納傳感技術(shù)常被用于好萊塢間諜片。當(dāng)《諜中諜》男主角湯姆·克魯斯從實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)口拴著繩子懸在空中盜取機(jī)密資料時(shí),他不能發(fā)聲、不能觸碰地面,并且必須保持實(shí)驗(yàn)室的溫度維持不變,他的任何一個(gè)“不小心” 都可能會觸發(fā)實(shí)驗(yàn)室警報(bào)系統(tǒng),而用來“監(jiān)控”這些微小變化的,就是微納傳感網(wǎng)絡(luò)。

  上世紀(jì)90年代末,美國率先開始了微納傳感技術(shù)的研究。先是應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,然后被廣泛地推廣至各個(gè)領(lǐng)域:反恐、電力、交通、環(huán)保乃至家居生活以及更多。2003年美國《商業(yè)周刊》撰文描述說,IT時(shí)代正在從“Computer is the network”(電腦是網(wǎng)絡(luò))向“Sensor is the network”(傳感即網(wǎng)絡(luò))轉(zhuǎn)變。

  看到納微傳感產(chǎn)業(yè)的市場價(jià)值,麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)等都開始對此進(jìn)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(xù)投入到了這場新的搶占科研制高地的戰(zhàn)役中。

  中科院上海微系統(tǒng)的研究幾與國際同步。1999年當(dāng)美國的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會議作出“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是下一個(gè)世紀(jì)面臨的重大發(fā)展機(jī)遇”的重大判斷后,中科院為創(chuàng)新工程成立的信息領(lǐng)域戰(zhàn)略研究專家組便提出:我國應(yīng)該研發(fā)建立軍民兩用的傳感網(wǎng)。

  2001年,在向中科院提出申請的同時(shí),中科院微系統(tǒng)所自籌了幾十萬元經(jīng)費(fèi),與中興通訊合作開始了“基于手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳感網(wǎng)的演示系統(tǒng)”的課題研究——這個(gè)概念性的探索,卻邁出了我國在納微網(wǎng)絡(luò)研究的第一步。

  由于微納傳感屬于信息技術(shù)領(lǐng)域的新興領(lǐng)域,早期只有零星的應(yīng)用。劉海濤及其團(tuán)隊(duì)做了大量前期工作,他們根據(jù)需要首先成立了3個(gè)研究中心:上海無線通信研究中心,嘉興無線傳感網(wǎng)工程中心,寧波無線傳感網(wǎng)工程中心。其中前兩個(gè)中心都已成為當(dāng)?shù)卣嘏氖聵I(yè)單位。與此同時(shí)也積極參與國家和國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。

  2008年9月,在德國召開了ISO/IEC國際傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化大會第二次會議上,由微系統(tǒng)所聯(lián)合中國移動(dòng)提交的“傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化體系框架”、“傳感器網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)”等核心提案,在被成員國代表詳細(xì)討論后被國際組織ISO/IEC采納。

  另外一方面,則是采用靈活的方式和體制與各大企業(yè)結(jié)成合作。目前微系統(tǒng)所已經(jīng)跟包括中國移動(dòng)、中興通訊、華為、諾基亞等在內(nèi)的大企業(yè)達(dá)成戰(zhàn)略合作。

  2008年3月,微系統(tǒng)所應(yīng)用于機(jī)場領(lǐng)域的“圍界防入侵微納傳感網(wǎng)產(chǎn)品”被上海浦東機(jī)場采納,價(jià)值六千多萬元。在普通機(jī)場35公里的范圍內(nèi),劉海濤的研究組為其布設(shè)了3萬多個(gè)節(jié)點(diǎn),形成了迄今為止國際上最大規(guī)模的民用傳感網(wǎng)。

  “需求增長非常快?!眲⒑f,微系統(tǒng)所將與民航總局合作,在大連、西安、首都集成等地推廣這一安全產(chǎn)品。用于交通道路監(jiān)控的磁敏傳感網(wǎng)也已在黃山市進(jìn)行鋪設(shè)。而微系統(tǒng)所與安達(dá)泰公司合作聯(lián)合承包的上海城市軌道交通反恐傳感器網(wǎng)絡(luò)也開始在部分地鐵站臺進(jìn)行試驗(yàn)。2010年即將在上海舉行的世博會已經(jīng)確定采用微系統(tǒng)的傳感網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行安全布控。

  不缺錢

  劉海濤說,保守預(yù)測,未來五年中國家庭市場微納傳感網(wǎng)終端需求可達(dá)1億戶,按平均每戶投資1萬元計(jì),終端市場規(guī)模將達(dá)1萬億元;按設(shè)備收入與服務(wù)收入之間1:5比例計(jì)算,平安家居傳感網(wǎng)類服務(wù)收入可望超過5萬億元。以微納傳感網(wǎng)帶動(dòng)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈,其整體經(jīng)濟(jì)效益至少達(dá)到萬億級。

  不過,就在訂單特別是企業(yè)級用戶訂單源源不斷飛向微系統(tǒng)所時(shí),劉海濤和他的團(tuán)隊(duì)又有了新的擔(dān)憂。

  由于微納傳感網(wǎng)的研發(fā)比較超前,難以與市場對接。為了解決這個(gè)問題,2008年末,上海微系統(tǒng)所與無錫市政府共同成立了自收自支事業(yè)單位——“無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)中心”,無錫市政府投入啟動(dòng)資金、場地并提夠優(yōu)惠支持政策,微系統(tǒng)所投入成果、人才、設(shè)備及協(xié)助經(jīng)費(fèi)等資源。

  在雙方規(guī)劃中,這一工程技術(shù)中心將成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)孵化和技術(shù)平臺。根據(jù)行業(yè)應(yīng)用和公眾應(yīng)用的不同需求,工程中心設(shè)計(jì)承接項(xiàng)目,然后通過技術(shù)入股、專利授權(quán)等方式向下游企業(yè)輸出研究成果、培訓(xùn)、測試等服務(wù)。

  “我們并不缺錢,2008年投入的經(jīng)費(fèi)就有2個(gè)億。”劉海濤說,他最終希望是國家能夠真正看到這個(gè)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略意義,引導(dǎo)更多的資本和人才進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域,讓微納傳感產(chǎn)業(yè)真正成為我國未來的強(qiáng)勢產(chǎn)業(yè),在全球高科技領(lǐng)域擁有真正屬于自己的話語權(quán)。

  “國家應(yīng)該抓住這次機(jī)遇,全面推動(dòng)微納產(chǎn)業(yè),爭取培養(yǎng)一批優(yōu)質(zhì)企業(yè),樹立我國在這一領(lǐng)域的優(yōu)勢地位?!眲⒄f,但目前國內(nèi)有關(guān)層面對此仍缺乏認(rèn)識、尚未制定統(tǒng)一的戰(zhàn)略。

  根據(jù)國際電聯(lián)近期提出的未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),在互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)之下,還有一張人們看不見“物與物之間的網(wǎng)絡(luò)”——傳感網(wǎng)。三張網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成人與人、人與物乃至物與物之間隨時(shí)隨地溝通的全新網(wǎng)絡(luò)環(huán)境——泛在網(wǎng)(Ubiquitous Network),而由此人類社會將從“e社會”走向“U社會”。

  據(jù)記者了解,包括歐盟、日本、韓國、新加坡、中國臺灣等在內(nèi)的國家和地區(qū),都已制定了“U”社會發(fā)展計(jì)劃,日本在2004-2007年間投入了29億美元,其中傳感器網(wǎng)絡(luò)是四項(xiàng)重點(diǎn)戰(zhàn)略之一。韓國則制定了IT839戰(zhàn)略,計(jì)劃到2010年在這一領(lǐng)域投入700億美元。我國《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》在重大專項(xiàng)、優(yōu)先發(fā)展主題、前沿領(lǐng)域也均將傳感器網(wǎng)絡(luò)列入其中,其中重大專項(xiàng)“新一代寬帶移動(dòng)無線通信網(wǎng)”已將其列為重要方向之一,不過,對于這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具體戰(zhàn)略和措施,國內(nèi)目前尚沒有相關(guān)政策。

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