在2024全球灣區(qū)科技創(chuàng)新發(fā)展論壇上，中國科學(xué)院院士、天津大學(xué)教授、精密儀器與光電子工程學(xué)院名譽院長、激光與光電子研究所所長、天津市智慧物聯(lián)信息技術(shù)研究院院長姚建銓發(fā)表了主題演講——《從全球激光市場的潛景看人工智能技術(shù)的發(fā)展》，對激光技術(shù)的發(fā)展和團(tuán)隊取得的最新成果做了非常精彩的詮釋，代表了激光技術(shù)國際最新的成果和最高的水平，并為激光產(chǎn)業(yè)和人工智能結(jié)合發(fā)展指明了方向。
當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速發(fā)展，激光微納技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)正在與制造業(yè)深入融合，不斷改變著制造業(yè)的生產(chǎn)方式、組織方式和發(fā)展模式，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化已經(jīng)成為全球制造業(yè)發(fā)展的重要方向。姚建銓院士長期致力于激光技術(shù)的研究，在本次論壇演講之初就向大家展示了中國近期在全球激光領(lǐng)域取得的重大成就。首先，美國的核聚變實驗已經(jīng)成功點火，而中國緊隨其后，從美國的突破到德國萬瓦級甚至數(shù)十萬瓦級光纖激光器的問世，標(biāo)志著世界激光技術(shù)邁入了一個新時代。大型激光器的功率可達(dá)數(shù)十萬瓦，甚至百萬瓦級的激光武器，而小型激光器如微納激光器也展現(xiàn)出多樣化的發(fā)展。因此，美國的成就引領(lǐng)了這一潮流，而中國和德國的千瓦級至百萬瓦級光纖激光器也成了代表。其次，光纖激光器在激光切割、激光焊接、3D打印以及微納激光技術(shù)方面的應(yīng)用，標(biāo)志著我國進(jìn)入了以激光材料加工為核心的智能制造新時代。智能制造領(lǐng)域廣泛采用了人工智能技術(shù)。第三，激光材料加工與人工智能、機器學(xué)習(xí)、材料科學(xué)、技術(shù)以及光電子技術(shù)的融合，形成了一個相互促進(jìn)、相互融合的強大產(chǎn)業(yè)鏈動力。第四，以深圳和廣州為代表的珠江三角洲地區(qū)，以上海、南京、蘇州、無錫、杭州為代表的長江三角洲地區(qū)，以及武漢、成渝等地區(qū)為主，濟南、天津、西安、江蘇、浙江、鞍山等地為輔，全國范圍內(nèi)形成了多地區(qū)共同發(fā)展的激光光電子產(chǎn)業(yè)熱潮。最后一點，激光與光電子技術(shù)，作為人工智能的伴生技術(shù)，在我國國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的眾多領(lǐng)域中，已經(jīng)成為不可或缺的重要組成部分。從激光制造到中國制造2025，再到智能制造，以及微納和精密材料加工領(lǐng)域，中國在新一輪科技革命中取得了迅速的發(fā)展。激光技術(shù)具有雙重功能，既是一種強大的能量載體，也是一種信息載體。它可以作為最快的切割工具、最精準(zhǔn)的測量儀器，甚至是亮度最高的光源。激光的應(yīng)用范圍廣泛，從能夠熔化金剛石到摧毀導(dǎo)彈和衛(wèi)星，再到在人體細(xì)胞上進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。實際上，激光技術(shù)不僅無處不在，而且能夠提供高功率、大能量，并作為信息傳輸?shù)拿浇?，如光通訊。激光與其他技術(shù)的結(jié)合，已經(jīng)催生了激光加工、激光通信、激光檢測和激光醫(yī)療等交叉學(xué)科領(lǐng)域，為人類認(rèn)識和改造世界提供了眾多新工具。在化學(xué)領(lǐng)域，激光化學(xué)得以發(fā)展；在生物領(lǐng)域，激光生物技術(shù)應(yīng)運而生；激光還被用于材料加工、醫(yī)療和武器系統(tǒng)。因此，我所從事的激光技術(shù)在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中扮演著極其重要的角色。此外，從光學(xué)和物理相互作用的角度來看，激光技術(shù)的發(fā)展是不可或缺的。我們不能忽視其在激光器研發(fā)、激光加工、材料處理、激光醫(yī)療以及光學(xué)檢測等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，尤其是在國防和軍工方面。激光技術(shù)的最新進(jìn)展及其應(yīng)用接下來，我將簡要介紹激光器和材料加工的最新進(jìn)展。這里展示的是我們研發(fā)的一些激光器，涵蓋了從2019年到2023年的全球市場，數(shù)據(jù)顯示激光產(chǎn)業(yè)每年以5%、8%甚至15%的速度增長，展現(xiàn)出強勁的發(fā)展趨勢。我們列舉了多種高功率激光器、激光裝置以及激光微納加工的原型機和整機產(chǎn)品。這些設(shè)備支持多波長、多脈寬以及各種功能，能夠覆蓋從1微米到五六微米的波長范圍，包括紅、綠、藍(lán)等各種顏色的激光。因此，無論是激光技術(shù)本身還是其在不同原理和材料加工中的應(yīng)用，例如激光清洗，都有廣泛的應(yīng)用實例和展示。在激光材料加工和激光清洗方面，我們有各種儀器，包括手持式和臺式設(shè)備，它們適用于多種用途，并在工業(yè)加工中實現(xiàn)了眾多應(yīng)用。我展示了激光清洗的多種設(shè)備，它們在現(xiàn)場使用中表現(xiàn)出色，為工業(yè)加工提供了許多解決方案。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，激光技術(shù)的應(yīng)用同樣廣泛，特別是在激光醫(yī)療、體外光譜診斷和內(nèi)窺鏡技術(shù)方面。這些技術(shù)在各個科室中都得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在光學(xué)成像、光生成像、多光顯位和拉曼成像等領(lǐng)域。從2021年以來，醫(yī)療器械市場的情況也令人鼓舞。我所領(lǐng)導(dǎo)的學(xué)科團(tuán)隊在激光器研發(fā)方面做出了大量工作，尤其是在醫(yī)療內(nèi)窺鏡、光譜分析和體外診斷方面。由于病毒的廣泛傳播，激光技術(shù)也被用于病毒檢測，這方面的應(yīng)用非常廣泛。我領(lǐng)導(dǎo)的學(xué)科組還在激光海洋應(yīng)用、海洋監(jiān)測、激光成像、水下通訊和聲納成像方面取得了顯著進(jìn)展。我們特別關(guān)注利用激光進(jìn)行水下通信和探測的技術(shù)。這里展示的是我們學(xué)生制作的一些實驗裝置。我們還利用激光技術(shù)檢測構(gòu)件內(nèi)部的空洞、裂紋和缺陷。激光致聲技術(shù)是一種先進(jìn)的技術(shù)，能夠?qū)⒓す鈹y帶的信息轉(zhuǎn)化為聲音信號，用于傳輸、成像和導(dǎo)航。在理論分析和實驗研究方面，我們已經(jīng)完成了多項工作。從2018年到2022年，我們先后完成了兩項中央軍委前沿創(chuàng)新項目，在國防建設(shè)中為海洋應(yīng)用做出了貢獻(xiàn)。鑒于地球表面71%的面積是海洋，中國作為一個海洋大國，擁有350萬平方公里的海洋面積和1.5萬公里的海岸線，海洋探測監(jiān)測的重要性不言而喻。我們利用激光技術(shù)所做的工作得到了社會的認(rèn)可。在超聲檢測和水下通訊方面，我們也進(jìn)行了大量研究，包括發(fā)射和接收技術(shù)的比較研究。我們快速瀏覽了海洋傳感技術(shù)、制造和材料加工方面的情況。激光清洗技術(shù)方面，我們與企業(yè)合作，在汽車輪胎模具檢測清洗方面取得了顯著成果。我們的學(xué)生研發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)出口到泰國等國家。因此，我們不僅致力于制造對人類和社會有價值的產(chǎn)品，還致力于將尖端技術(shù)和知識普及到全社會，并傳承給下一代。為此，我對我國激光領(lǐng)域提出了一些建議，包括加強頂層設(shè)計、基礎(chǔ)研究、學(xué)科建設(shè)和產(chǎn)業(yè)融合。無人機技術(shù)與多學(xué)科融合的未來展望近期，低空經(jīng)濟及其相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域備受關(guān)注。其發(fā)展勢頭強勁，產(chǎn)業(yè)鏈和市場更是前景廣闊，特別是在救援、防護(hù)、監(jiān)測、物流和旅游等領(lǐng)域。在國防方面，低空經(jīng)濟也展現(xiàn)出其重要性。我個人對多無人機系統(tǒng)的管理、監(jiān)測和通信等方面充滿興趣，并正與相關(guān)單位合作，致力于低空無人機通信系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和空域管理的研究。我們也在與全國多個單位以及深圳的相關(guān)機構(gòu)尋求合作。在最近的一個會議上，我提出將激光無人機技術(shù)、人工智能通信以及天文環(huán)境等多個學(xué)科領(lǐng)域相結(jié)合，并在波段上整合傳統(tǒng)電子波、紅外和激光技術(shù)，以實現(xiàn)高速寬帶和低延遲的測量、通信和控制協(xié)同。在空間應(yīng)用方面，我們追求近、中、高空間的立體化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，直至產(chǎn)業(yè)化的最終應(yīng)用。我堅信，在未來一到三年內(nèi)，國內(nèi)將興起以低空經(jīng)濟為標(biāo)志的新經(jīng)濟形態(tài)。珠江三角洲和長江三角洲地區(qū)將走在前列，無人機的廣泛應(yīng)用將極大地豐富人們的生活，成為極為重要的發(fā)展領(lǐng)域。 “居高聲自遠(yuǎn)，非是藉秋風(fēng)。”期待未來深圳市在激光技術(shù)，海洋技術(shù)和低空經(jīng)濟方面繼續(xù)保持先鋒地位，將領(lǐng)先技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，為國家做出光輝的榜樣，進(jìn)一步推動全國快速形成一個新的高科技發(fā)展?fàn)顟B(tài)。
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