“頂天立地”，高校“智造”

黃增強(qiáng)

2016年11月11日至12月5日，第18屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)在上海國(guó)家會(huì)展中心舉行，其中有69所高校參加了本屆工博會(huì)。在高校展區(qū)，一系列涵蓋紡織面料、醫(yī)衛(wèi)防護(hù)材料、高性能纖維、航空復(fù)合材料、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域的多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，引起了人們的廣泛關(guān)注。

1.“極視1號(hào)”無(wú)人機(jī)

“極視1號(hào)”無(wú)人機(jī)是同濟(jì)大學(xué)測(cè)繪與地理信息學(xué)院劉春教授團(tuán)隊(duì)歷時(shí)三年，自主研發(fā)的一款科技創(chuàng)新成果。

這款產(chǎn)品是一個(gè)重約2.7千克的低空遙感傳感器，能極目千米，利用光譜從空中識(shí)別人眼看不到的多種生態(tài)信息，可搭載于四軸、六軸、固定翼等多種無(wú)人機(jī)上。例如，北京數(shù)維翔圖高新技術(shù)股份有限公司利用“極視1號(hào)”，幫助廣東丹霞山進(jìn)行珍稀植被“丹霞梧桐”株數(shù)統(tǒng)計(jì)，識(shí)別成功率已近八成；在貴州鮑家屯非物質(zhì)文化遺產(chǎn)調(diào)查中，“極視1號(hào)”獲取的數(shù)據(jù)輔助了古建筑群落與古代山水環(huán)境的空間要素提取與空間分布分析；近期，“極視1號(hào)”參與電網(wǎng)輸電線路的環(huán)境調(diào)查，在安徽阜寧進(jìn)行的示范性試驗(yàn)中，對(duì)輸電線路周邊物種類別的識(shí)別率高達(dá)92%。

“極視1號(hào)”觀測(cè)面積大，1小時(shí)飛行可完成對(duì)2000畝地面空間的信息采集，數(shù)據(jù)精度高，可為我國(guó)城市建設(shè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保等諸多行業(yè)獲取與處理“大數(shù)據(jù)”提供便捷、可靠的一體化解決方案。如要在城市建設(shè)中修筑一條路，通過(guò)“極視1號(hào)”遙感無(wú)人機(jī)，可獲取大量自動(dòng)化采集的信息數(shù)據(jù)，從而完成整個(gè)地形地貌的測(cè)量工作，并規(guī)劃出不同路線，然后將數(shù)據(jù)提交給相關(guān)單位，輔助施工單位進(jìn)行相關(guān)工程決策。

2.旋轉(zhuǎn)式動(dòng)態(tài)靜電紡紗機(jī)

“旋轉(zhuǎn)式動(dòng)態(tài)靜電紡紗機(jī)”由上海工程技術(shù)大學(xué)服裝學(xué)院辛斌杰博士及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)，它由高壓靜電模塊、紡絲液的存儲(chǔ)和流動(dòng)模塊、紡絲料筒與噴絲頭的搭配模塊、噴絲頭運(yùn)動(dòng)控制模塊、調(diào)溫調(diào)濕模塊、照明模塊和通風(fēng)模塊等組成。在高壓電場(chǎng)的作用下，紡絲液被抽長(zhǎng)拉細(xì)，形成納米纖維，然后利用不同形狀的接收器接收納米纖維，并形成納米纖維集合體。

該裝置主要分為兩種制備模式：紗線和纖維網(wǎng)。在制備紗線的過(guò)程中，通過(guò)接收器的不斷旋轉(zhuǎn)，完成納米纖維束的集束加捻過(guò)程，從而得到納米級(jí)紗線；在制備纖維網(wǎng)的過(guò)程中，通過(guò)接收器的不斷旋轉(zhuǎn)和噴絲頭架在水方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成納米纖維在接收面上的均勻收集，形成納米纖維。

該研究成果具有自動(dòng)化程度高、控制精度好、納米級(jí)精密加工等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)該裝置制備的納米級(jí)產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、過(guò)濾、個(gè)體防護(hù)、傳感器、自清潔、能源、電磁等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于推進(jìn)我國(guó)新材料的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義。

3.離子阱質(zhì)譜儀

“離子阱質(zhì)譜儀”是復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授丁傳凡及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的。作為一種現(xiàn)代科學(xué)儀器，它主要用于檢測(cè)樣本中的化學(xué)成分和含量。

質(zhì)譜儀中的離子阱是通過(guò)電磁場(chǎng)作用，將離子限定在有限空間內(nèi)，即“阱”內(nèi)。離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由于質(zhì)量、大小、種類的不同，離子的運(yùn)動(dòng)軌道也會(huì)有所差異，而此差異可以通過(guò)物理方程式呈現(xiàn)出來(lái)。離子阱將被電離后的離子“收入囊中”，科學(xué)家可以對(duì)此進(jìn)行質(zhì)量分析，并推導(dǎo)出檢測(cè)的樣品中含有哪些成分、每種成分的含量是多少等。

如用餐者不知道大米中的重金屬含量是否超標(biāo)，就可以使用質(zhì)譜儀，對(duì)大米的取樣進(jìn)行分析，判斷其中含有的重金屬元素是否達(dá)到對(duì)人體有害的程度。此外，質(zhì)譜儀還可用于測(cè)量蔬果上的農(nóng)藥殘留量。

4.“海象-1500”無(wú)人遙控潛水器

“海象-1500”無(wú)人遙控潛水器是以上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院連璉教授、任平研究員、馬廈飛研究員為核心的深海技術(shù)與裝備研究團(tuán)隊(duì)自主研制的，它是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的首套1500米深水油氣工程維修專用大型無(wú)人遙控潛水器系統(tǒng)，也是海上油氣田水下作業(yè)和應(yīng)急維修必不可少的重要裝備之一，承擔(dān)著水下搜索觀察、水下井口對(duì)接、防噴器安裝、水下采油樹(shù)、水下管匯和跨接管輔助安裝、海底管道檢測(cè)和輔助維修等重型作業(yè)任務(wù)，解決了長(zhǎng)期以來(lái)復(fù)雜水下環(huán)境設(shè)備無(wú)法檢測(cè)維修的難題。

“海象”無(wú)人遙控潛水器長(zhǎng)約3.3米，高近2.2米，重達(dá)4.5噸，有兩套多功能強(qiáng)力機(jī)械手，可攜帶各類大功率作業(yè)工具完成切割、采樣、抓舉，標(biāo)志物海底回收等多種水下精準(zhǔn)作業(yè)，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到85%以上，關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際同類技術(shù)水平。

5.融合北斗的多傳感物流跟蹤與監(jiān)控系統(tǒng)

華東師范大學(xué)包起帆團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“融合北斗的多傳感物流跟蹤與監(jiān)控系統(tǒng)”將北斗通信和定位、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)進(jìn)行集成，創(chuàng)新了小型化、低功耗、模塊化、集定位、通信、數(shù)據(jù)交互于一體的物流跟蹤與監(jiān)控終端系列產(chǎn)品。這些終端在面向公共服務(wù)的高擴(kuò)展性物流跟蹤與監(jiān)控云平臺(tái)以及智能手機(jī)客戶端軟件的配合下，可幫助人們隨時(shí)隨地監(jiān)控貨物到了哪里。

即使是移動(dòng)通信盲區(qū)，其所在位置、路徑軌跡，甚至開(kāi)關(guān)箱時(shí)間，箱內(nèi)溫度、濕度和振動(dòng)等信息都盡在發(fā)貨者掌握之中，猶如為貨物裝上了“千里眼”和“順風(fēng)耳”。

在“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”的時(shí)代大背景下，高校參展項(xiàng)目或“頂天”或“立地”，成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的生力軍。他們研發(fā)的科技產(chǎn)品和研究成果國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，甚至達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平，包攬了2016工博會(huì)創(chuàng)新金獎(jiǎng)的半壁江山。