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中科院傳感困惑

http://007sbw.cn 2009-11-02 09:26 來源:21世紀經(jīng)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系統(tǒng)與信息技術(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向來賓介紹這項尚不為眾人熟知的前沿技術——微納傳感網(wǎng)絡。

  就好比人的大腦末梢感知神經(jīng),傳感網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)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?nèi)藗兩罘绞降氖蠹夹g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(fā)明專利。

  不過,正當他的研究成果被開始應用于上海浦東機場、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(xiàn)了:對于微納傳感這樣一個新興產(chǎn)業(yè),從實驗室到大規(guī)模生產(chǎn)應用必然要走過產(chǎn)業(yè)化階段,如何推進大規(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”這個被國際電聯(lián)評為“未來改變?nèi)祟惿钭钪匾男畔⒓夹g”究竟是怎么一回事。

  這是個復雜的玩意,它是一個由大量不同類型的傳感器節(jié)點(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。如果說移動通信和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的是人和人,那么傳感器網(wǎng)絡聯(lián)接的則是物和物或人和物。由于傳感網(wǎng)絡必須高度靈敏自治,因此實現(xiàn)這種網(wǎng)絡聯(lián)接的技術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和產(chǎn)業(yè)——微納電子工藝技術。

  微納傳感技術常被用于好萊塢間諜片。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(fā)聲、不能觸碰地面,并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(fā)實驗室警報系統(tǒng),而用來“監(jiān)控”這些微小變化的,就是微納傳感網(wǎng)絡。

  上世紀90年代末,美國率先開始了微納傳感技術的研究。先是應用于軍事領域,然后被廣泛地推廣至各個領域: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時代正在從“Computer is the network”(電腦是網(wǎng)絡)向“Sensor is the network”(傳感即網(wǎng)絡)轉變。

  看到納微傳感產(chǎn)業(yè)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(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年當美國的移動計算和網(wǎng)絡國際會議作出“無線傳感器網(wǎng)絡是下一個世紀面臨的重大發(fā)展機遇”的重大判斷后,中科院為創(chuàng)新工程成立的信息領域戰(zhàn)略研究專家組便提出:我國應該研發(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,中科院微系統(tǒng)所自籌了幾十萬元經(jīng)費,與中興通訊合作開始了“基于手機網(wǎng)絡的傳感網(wǎng)的演示系統(tǒng)”的課題研究——這個概念性的探索,卻邁出了我國在納微網(wǎng)絡研究的第一步。

  由于微納傳感屬于信息技術領域的新興領域,早期只有零星的應用。劉海濤及其團隊做了大量前期工作,他們根據(jù)需要首先成立了3個研究中心: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。其中前兩個中心都已成為當?shù)卣嘏氖聵I(yè)單位。與此同時也積極參與國家和國際標準的制定。

  2008年9月,在德國召開了ISO/IEC國際傳感網(wǎng)標準化大會第二次會議上,由微系統(tǒng)所聯(lián)合中國移動提交的“傳感器網(wǎng)絡標準化體系框架”、“傳感器網(wǎng)絡體系架構”等核心提案,在被成員國代表詳細討論后被國際組織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)結成合作。目前微系統(tǒng)所已經(jīng)跟包括中國移動、中興通訊、華為、諾基亞等在內(nèi)的大企業(yè)達成戰(zhàn)略合作。

  2008年3月,微系統(tǒng)所應用于機場領域的“圍界防入侵微納傳感網(wǎng)產(chǎn)品”被上海浦東機場采納,價值六千多萬元。在普通機場35公里的范圍內(nèi),劉海濤的研究組為其布設了3萬多個節(jié)點,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???。”劉海濤說,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)也已在黃山市進行鋪設。而微系統(tǒng)所與安達泰公司合作聯(lián)合承包的上海城市軌道交通反恐傳感器網(wǎng)絡也開始在部分地鐵站臺進行試驗。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)相關產(chǎn)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(wǎng)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(guī)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(wǎng)類服務收入可望超過5萬億元。以微納傳感網(wǎng)帶動的相關產(chǎn)業(yè)鏈,其整體經(jīng)濟效益至少達到萬億級。

  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,劉海濤和他的團隊又有了新的擔憂。

  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)工程技術中心”,無錫市政府投入啟動資金、場地并提夠優(yōu)惠支持政策,微系統(tǒng)所投入成果、人才、設備及協(xié)助經(jīng)費等資源。

  在雙方規(guī)劃中,這一工程技術中心將成為一個產(chǎn)業(yè)孵化和技術平臺。根據(jù)行業(yè)應用和公眾應用的不同需求,工程中心設計承接項目,然后通過技術入股、專利授權等方式向下游企業(yè)輸出研究成果、培訓、測試等服務。

  “我們并不缺錢,2008年投入的經(jīng)費就有2個億?!眲⒑f,他最終希望是國家能夠真正看到這個產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略意義,引導更多的資本和人才進入這個領域,讓微納傳感產(chǎn)業(yè)真正成為我國未來的強勢產(chǎn)業(yè),在全球高科技領域擁有真正屬于自己的話語權。

  “國家應該抓住這次機遇,全面推動微納產(chǎn)業(yè),爭取培養(yǎng)一批優(yōu)質企業(yè),樹立我國在這一領域的優(yōu)勢地位。”劉說,但目前國內(nèi)有關層面對此仍缺乏認識、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)絡架構,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”——傳感網(wǎng)。三張網(wǎng)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(wǎng)絡環(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)展計劃,日本在2004-2007年間投入了29億美元,其中傳感器網(wǎng)絡是四項重點戰(zhàn)略之一。韓國則制定了IT839戰(zhàn)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(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》在重大專項、優(yōu)先發(fā)展主題、前沿領域也均將傳感器網(wǎng)絡列入其中,其中重大專項“新一代寬帶移動無線通信網(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)目前尚沒有相關政策。

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