科技的魔力變幻無常。它既可上九天探月,也可窺視人體最細的血管;既可被用于高冷的軍事武器中,制敵于萬里之外,也可照進你的碗里,讓假冒食品現(xiàn)形。
近年來,一些軍用“黑科技”經(jīng)科研人員之手,已經(jīng)華麗轉身,成為老百姓身邊“可用、好用”的民用科技,并改變著每個人的生活。
把一片顏色、形狀都極其逼真的假葉子放在一大叢樹葉中,僅靠肉眼很難識別,然而在光譜測量的“火眼金睛”下會瞬間現(xiàn)形。這項常見于軍事中的反偽裝技術被科學家們找到了新的用武之地。
通過一臺特殊的光譜成像設備,羊肉是真是假,魚死了幾個小時,橙子表皮打的什么蠟,一照便知。它的原理是將成像技術和光譜分析技術結合,通過獲取目標物的二維圖像信息和一維光譜信息,快速判斷其物理和化學成分。
雖然聽上去挺簡單,但集成這樣一套包含高光譜微型相機和高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設備,并實現(xiàn)高光譜圖像的采集、傳輸、存儲和處理功能并不容易。
傳統(tǒng)的高光譜成像設備受限于體積、重量和價格等,難以推廣,而該款產(chǎn)品采用新工藝在單芯片上集成了光譜分光元件、光電傳感器和讀出電路,減少了整個系統(tǒng)的復雜度,具有光譜成像圖譜合一的優(yōu)勢,且體積小、重量輕、成本低、速度快。
光譜成像微系統(tǒng)可用于生活的方方面面。目前已通過該系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測領域完成了無人機載光譜成像儀的研制工作,實現(xiàn)了對水庫區(qū)域藍藻等浮游植物的檢測。在智慧農業(yè)領域也實現(xiàn)了對地面農作物種類鑒別的檢測。
科學家們正在研究將這套系統(tǒng)微縮到手機芯片里,只需用手機掃一掃,便可知道食品的真假和質量。
“目前我國一些三甲醫(yī)院對手術顯微鏡的需求完全依賴進口?!苯蚝郊夹g物理研究所第五研究室主任孟軍合曾帶領團隊為“嫦娥三號”裝上自主研發(fā)的探月鏡頭,如今他們把視線從外太空轉向人體微觀世界。
現(xiàn)在每臺進口手術顯微鏡(俗稱高端手術顯微鏡)平均售價高達100多萬元,成為各三甲醫(yī)院不得不提高外科手術收費標準的原因之一。進口手術顯微鏡也確實具有許多國產(chǎn)產(chǎn)品難以達到的高性能,比如復消色差光學成像系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、智能動平衡支架系統(tǒng)等,更能滿足高精度、微創(chuàng)傷、低風險的外科手術要求。
把探月鏡頭的技術放進手術室是一項復雜的系統(tǒng)工程。其中涉及光學設計與裝校、機械設計、先進制造、電子電氣、軟件工程等多學科領域,不僅是鏡頭,顯微鏡的各個零部件也需要自主研發(fā)。
目前,孟軍合的科研團隊已經(jīng)完成高端手術顯微鏡產(chǎn)品所有核心技術的突破以及試制樣機生產(chǎn),其價格將遠遠低于進口產(chǎn)品。
航空航天技術中用于夜間作戰(zhàn)的紅外熱成像技術可被用于普通的私家車中,即使遇到黑暗、車燈眩光等情況,駕駛者也能通過紅外輻射成像“看清”道路。如果在車輛周圍出現(xiàn)行人、車輛及動物,它也能及時報警。這便是我國自主研發(fā)的車載夜視輔助駕駛系統(tǒng)。
其中,防爆型“紅外+可見光”雙光一體化智能監(jiān)控設備即使在黑夜、雨雪、煙霧等惡劣環(huán)境中也能正常工作,同時耐海水和工業(yè)大氣的侵蝕,可適應-455℃至70℃的工作環(huán)境,屬于防爆型安防監(jiān)控類產(chǎn)品。
此外,科研人員還將飛機制造業(yè)的焊接技術引入3D打印,成功研發(fā)出便攜3D打印機。這款設備擁有迷你的身材、輕巧的體型,操作簡單,工作完成后可被方便地收入背包或行李箱中。
便攜3D打印機采用獨特的靜音技術,比普通打印機產(chǎn)生的噪音要小15分貝以上。(據(jù)中國青年報)