陳碩
王明孝,第十二屆、十三屆全國人大代表,中共黨員,博士,專業技術少將軍銜,技術二級。歷任技術員、中隊長、助理工程師、隊長、工程師、業務處長、高級工程師、主任等職,現任西部戰區陸軍某測繪信息中心高級工程師、西部戰區陸軍信息工程科技創新工作站主任、西部戰區陸軍某博士后科研工作站主任,被蘭州大學等8所高校聘為兼職教授和指導老師。
從事野外測繪工作近30年來,先后有7項科研成果填補國內測繪領域空白,5項成果獲軍隊科技進步一等獎,15項成果獲國防發明專利,36項成果在部隊推廣應用。編著了《自然地理學》《地理空間數據可視化》等11部專著,發表學術論文50余篇。獲得個人獎勵、榮譽稱號眾多,榮立二等功2次、三等功3次。所帶團隊榮立集體二等功1次、三等功2次,2017年獲得中國夏堅白測繪事業創業與科技創新獎。作為群體帶頭人,所帶團隊2012年獲第四屆“軍隊科技創新群體獎”,2018年被確定為陸軍首批重點扶持創新團隊。
當軍事測繪“遭遇”3D打印、虛擬現實(VR/AR),“撞上”AI(人工智能),會擦出怎樣的火花?兩敗俱傷還是相得益彰?
西部戰區陸軍某測繪信息中心高級工程師王明孝,一個把軍民融合觀念滲透到數十年測繪工作中的“老兵”,以一項又一項創新技術成果的應用給出了答案。
軍事測繪+3D打印
2014年3月,蘭州軍區某測繪信息中心利用3D打印技術成功打印出我國第一幅3D地形圖的消息,在《人民日報》、央視《新聞聯播》等媒體刊(播)發,引起了全社會的廣泛關注。
將3D打印技術應用于地形圖生產,來自王明孝一個腦洞:“美國人能用3D技術打印出世界上第一輛3D汽車,英國人能打印出飛機,蘇格蘭人能打印出人造肝臟組織。我們能不能嘗試一下,用這項技術打印出3D地形圖來?”
這并不是一件容易的事。
作為一項高新技術,3D打印出現于20世紀90年代的美國,出現不久,就以流程短、成本低、性能高,及數字化、個性化等優勢受到世界矚目。它被譽為“萬能制造機”“第三次工業革命”重大標志之一,尖端核心技術一度為西方國家所掌握。
一沒技術、二沒人才,這是一場不占任何優勢的“戰役”,困難顯而易見。但王明孝,就是那個??杏补穷^的人。他認定:“3D打印技術可直接根據計算機圖形數據,生成三維地形模型,不僅提高了材料利用率,還可以在短時間內制造出精細的產品,此項技術應用到軍事測繪領域,將是地形圖制作的創舉,也是大勢所趨?!?/p>
只要瞅準了方向,那就是干,管他困難幾何。在這之前,王明孝已經帶領測繪信息中心的科研團隊成功進行過多項國家重點工程建設任務。
無論是在西部無人區用腳步丈量祖國山河的“死地重生”,還是在中國第一條數字化鐵路—青藏鐵路測繪中一舉拿下的“五個第一”,抑或是來自于高寒高原地區怒江大型水電站測繪及酒泉風電測繪時的屢敗屢戰……那些為了攻克難關廢寢忘食的日日夜夜,都告訴王明孝:只要想干,這世上沒有什么是不可能的。
于是,王明孝將這種“無所不能”精神帶到了軍事測繪與3D打印的“跨界融合”之中。
沒技術,學!搜集所有關于3D打印技術的資料,聯系所有與3D打印有關的人,利用一切機會學。
沒人才,借!廣發“英雄帖”,向42家與中心有技術合作的單位,尋求一切可能的科技和人才力量支持。
為了做出自己的3D打印機,他們先引進了兩臺揣摩學習,為了找到適合又便宜的3D打印材料,他們不斷嘗試。
從研制3D打印材料,到研究專用膠水,到進行紋理數據處理,再到編寫建模程序,最終自主研發出打印軟件,他們只用了幾個月的時間,就完成了我國第一幅應用3D打印技術研制的3D地形圖—《蘭州市區三維(3D)地形圖》。
經過不斷的技術升級、參數改造,2014年,他們拿出了有6項國家發明專利護航、總體技術達到國際先進水平的3D打印地形圖,不負眾望。全國制圖學與地理信息系統專業委員會主任、中國工程院院士王家耀的鑒定結論是:此項成果設計思路新穎、研制難度大、技術先進,填補了國內空白,居國際先進水平。
有了3D打印地形圖做鋪墊,3D打印作戰沙盤遇到的阻力就小了很多。如今,他們已經將超大型幅面真彩色精準地形沙盤的精度,由最初的1毫米提高到0.1毫米,將打印時間由24小時縮短到4小時,技術成果居于國際先進水平。
最重要的是,他們實現了打印材料的低成本、自主生產,利用甘肅的“特產”—沙土,實現了對高新科技的攻關,每噸只需200元。
王明孝和他的同事們,為軍事測繪與3D打印的這一次跨界融合,交出了近乎完美的答卷,也為之后更多的融合應用打下了堅實的基礎?!叭诤希皇菍讉€新技術的簡單疊加,而是將各種創新要素通過創造性的融合使各創新要素之間互補匹配,從而使創新系統的整體功能發生質的飛躍?!?/p>
軍事研發+VR/AR
要展現VR(虛擬現實)/AR(增強現實)的身臨其境感,體驗過的人都知道,軍事游戲是最佳題材之一。
商家可以把VR/AR用到軍事游戲,為什么我們不能把它們應用到軍事科研?對于已將軍民融合理念透進骨子里的王明孝來說,想通這件事,非常簡單。
事實上,最早的AR和VR技術便出自軍事領域,甚至可以說就是純粹的軍事科技。如果追根溯源,VR是從早期戰斗機頭盔系統的一項技術分支發展而來。AR具有真實世界和虛擬世界的融合性及實時交互的特點,在未來海陸空天多維一體的數字化戰場上,應用潛力巨大?,F在,世界各國都在花大力氣、大價錢推動軍事VR/AR技術的發展與應用。
還是老脾氣,認準了就干!在搞透了VR/AR之后,王明孝輕輕松松就想出了無數個VR/AR在軍事研發中的應用場景:戰斗機虛擬仿真訓練系統、武器裝備三維仿真、武器裝備拆裝保養及維修模擬、戰場環境三維數字仿真、戰場態勢和作戰推演、戰區政治教育虛擬展示……到現在,王明孝已經帶領團隊開展了多項VR/AR在軍事研發領域的嘗試,且都頗有成效。
其實不止3D打印和VR/AR,在王明孝的研究范疇之外,其他的軍事科技同樣伴隨科技革命的腳步日新月異。我們的科學家能做的,便是如王明孝這樣,順應潮流,做科技革命的弄潮兒。
軍民融合,由表及里
近年來,智能科技特別是人工智能的浪潮,也在裹挾著傳統測繪行業不斷前進。隨著智能傳感器設備和測量設備精度的智能性、實時性、可靠性越來越高,之前需要由人跋山涉水甚至冒著生命危險完成的工作將由智能設備和機器人來完成。
而軍民融合,也在科技大潮的推動下,在黨中央、國務院的積極推動下,變得更加深入而透徹。
習近平總書記把軍民融合上升到了國家戰略的高度,為軍民融合深度發展指明了方向。作為始終奮戰在軍民融合一線的科技工作者,王明孝對軍民融合的認識也在逐步深入。
王明孝認為,“推動軍民融合深度發展,有利于整合優化我國軍地雙方資源,是做好軍事斗爭準備打勝仗的有效途徑,是奪取未來戰爭勝利的關鍵,具有劃時代的重大意義?!倍嗄陙?,他也已將這種認識滲透到實際工作之中。
他積極推動將原蘭州軍區某測繪信息中心作為依托單位,先后成立了信息工程科技創新工作站和博士后科研工作站。依托這兩個工作站,他們聚攏了大批的優質科研資源與人才—解放軍信息工程大學、中國科學院、清華大學、西安交通大學等52家科研機構、院校和企業相繼進站,20位知名院士擔任顧問,軍內外近百名知名教授、研究員、高級工程師組成專家委員會,進站單位相關專業600余人成為中青年業務骨干……
這些資源與人才,都可以服務軍隊戰斗力建設,同樣可以服務地方經濟發展。王明孝介紹,近年來,創新工作站和博士后工作站始終緊貼部隊戰斗力建設、緊盯世界科技前沿,先后攻克了多項技術難題,在軍事測繪導航領域獲得一系列重大創新成果,獲得幾十項軍隊科技進步獎,其中一等獎5項,20多項成果填補了國家和軍隊測繪導航領域空白。
其中,3D打印技術的應用,是最突出的成果。目前,3D打印技術除了應用在立體地形圖、軍用沙盤等領域,還在武器裝備訓練和制造、文物掃描修復、建筑、旅游、醫學等多領域廣泛運用,產生良好的社會經濟效益。
2016年,在陸軍和西部戰區陸軍黨委、首長機關的指導關心下,創新工作站和博士后工作站與蘭州國家高新技術開發區、西安交通大學、解放軍信息工程大學、甘肅省伯驪江3D打印科技有限公司共同成立快速制造國家工程研究中心蘭州創新示范中心。同時,在甘肅省和蘭州市政府的大力支持下,甘肅省3D打印工程實驗室和甘肅省三維地圖快速制造動員中心也在蘭州國家高新技術開發區建成。
正如王明孝所說,“我國的軍民融合將是全要素、多領域、高效益的軍民融合?!比缃裉m州已初步形成了“政府給政策—部隊和地方用戶提需求—博士工作站搞研發—企業抓生產”的軍民融合模式。隨著這一模式的不斷成熟完善,勢必推動甘肅省、蘭州市更多的技術創新和產業化的形成。
如今,創新工作站已有源源不斷的成果產出,先后有90多個科研項目獲軍隊科技進步獎,8項成果分獲國際發明展覽會金銀獎,15項成果獲國家發明專利,72%以上的科研成果已轉化應用到部隊作戰訓練一線,并被原四總部表彰為軍隊科技創新群體獎。
近期,王明孝帶領的科技創新團隊又被上級選調到陸軍某研究機構,在新的、更大的平臺上進行測繪導航的保障研究和軍民融合的深度發展。
習近平總書記說,“融”得自然順暢,“合”出優質高效,經濟和國防就能協調發展、平衡發展、兼容發展。
為了做到這一點,王明孝和他的戰友們一直在努力。他們始終牢記“科技強軍”“科技強國”的時代重任,努力讓科技創新成為強軍興軍的強大引擎,讓軍民融合成為社會經濟建設的強大推力!