迎接智能時(shí)代

智能時(shí)代的特點(diǎn)就是智能化的系統(tǒng)，這是它的核心。智能化的系統(tǒng)有三根支柱，動(dòng)態(tài)感知、智慧識(shí)別、自動(dòng)反應(yīng)：

首先它是要?jiǎng)討B(tài)感知，就是像我們的眼睛，耳朵等五官，可是，二維碼、條形碼不是動(dòng)態(tài)的，它們是事先做好放在那里的。所以智能化的系統(tǒng)里面，我們要靠傳感器，達(dá)成動(dòng)態(tài)感知，而傳感器則是代替我們五官的。

第二個(gè)就是要智慧識(shí)別，識(shí)別就是要分析，相當(dāng)于我們的腦子。這里面要靠大數(shù)據(jù)的分析，大數(shù)據(jù)的分析有兩個(gè)方面，一個(gè)是文本大數(shù)據(jù)，是現(xiàn)成的，另一個(gè)是物理大數(shù)據(jù)，是通過(guò)測(cè)量得到的，比如天氣預(yù)報(bào)，我們?nèi)梭w看B超，做CT， 要更加注重物理過(guò)程的規(guī)律、模型、方法。通過(guò)規(guī)律發(fā)現(xiàn)規(guī)律，事半功倍。

第三個(gè)就是要自動(dòng)反應(yīng)。現(xiàn)如今我們有基礎(chǔ)信息平臺(tái)，有互聯(lián)網(wǎng)，有物聯(lián)網(wǎng)，有集成電路，有芯片技術(shù)，有通訊技術(shù)5G的技術(shù)，能大大提高自動(dòng)反應(yīng)。

例如，一個(gè)打乒乓球的機(jī)器人，是典型的智能化系統(tǒng)，因?yàn)槭紫人吹靡?jiàn)乒乓球，這是動(dòng)態(tài)感知，第二個(gè)它要算這個(gè)乒乓球彈起來(lái)怎么樣，第三個(gè)是它反應(yīng)，把它打回去，在智能化的系統(tǒng)中，一個(gè)是人工智能，一個(gè)是智慧地球。人工智能在工業(yè)上已經(jīng)用得非常普遍。

德國(guó)慕尼黑的寶馬工廠里，有5000個(gè)人，里面1000個(gè)是機(jī)器人。在智慧地球里面，包括智慧空天海地、智慧能源環(huán)境、智能制造等。“智慧地球 = 互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)”，這是IBM總裁的定義。溫總理在無(wú)錫有一段講話，“把所有通過(guò)物品，通過(guò)信息傳感的設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)進(jìn)行智能化處理，這個(gè)就是物聯(lián)網(wǎng)了。”

智能系統(tǒng)，是在某一區(qū)域中智能化運(yùn)行某一行為。比如在家庭智慧的老幼監(jiān)視系統(tǒng)或者設(shè)備控制系統(tǒng)；在小區(qū)智慧的能源調(diào)控系統(tǒng)；在工廠智慧的物流系統(tǒng)等。所以智能系統(tǒng)是一定在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，實(shí)行一個(gè)、兩個(gè)或者三個(gè)行為。如果說(shuō)區(qū)域越來(lái)越大，行為越來(lái)越多，那么你的智慧度就越來(lái)越高。

在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的基礎(chǔ)信息化技術(shù)上，智慧城市至少應(yīng)該有四層架構(gòu)：感知層、互聯(lián)層、分析層、反應(yīng)層，進(jìn)而在城市綜合管理、 交通物流貿(mào)易、能源環(huán)境安全、 醫(yī)療文化教育和城市社區(qū)安居五大方面獲得廣泛應(yīng)用。

其中包含兩個(gè)核心的技術(shù)，一個(gè)是實(shí)時(shí)感知技術(shù)，是通過(guò)傳感器芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二個(gè)是智慧分析系統(tǒng)，通過(guò)模型和大數(shù)據(jù)的分析實(shí)現(xiàn)，比如人體心臟監(jiān)視器，數(shù)據(jù)分析中心實(shí)時(shí)獲取心臟信息后發(fā)送出去，如果發(fā)現(xiàn)你的心電圖有什么問(wèn)題，馬上就可以采取措施，這就是智慧的醫(yī)療。

首先是傳感器，就是一個(gè)器件，它是代替我們?nèi)说难劬Α⒈亲印⒍洌压饴暉犭娮由镞^(guò)程變成電。比如光電傳感器來(lái)說(shuō)，非常重視基礎(chǔ)研究，它提供方法、手段、模型、理論。既然是不同運(yùn)動(dòng)形式的器件，我們需要發(fā)現(xiàn)其規(guī)律，進(jìn)行在技術(shù)上提高、實(shí)現(xiàn)，從而做成了傳感器，這個(gè)就發(fā)展了光電芯片技術(shù)。

另外，用不同波段探測(cè)器，可以看到不同信息。因?yàn)椴煌牟ǘ斡胁煌奶卣鳎砸霾煌ǘ蔚奶綔y(cè)器。比如短波紅外，可見(jiàn)光和近紅外，都有不同的用處。現(xiàn)在照相機(jī)是可見(jiàn)光的，如果能發(fā)現(xiàn)規(guī)律，能做出不同波段的探測(cè)器，其應(yīng)用面將非常寬廣。

波長(zhǎng)再長(zhǎng)就是太赫茲（THz），其應(yīng)用面很廣，包括地垢油的監(jiān)測(cè)，醫(yī)學(xué)二維成像，安全（爆炸物探測(cè)），雷達(dá)建模等。這里面有核心技術(shù)，比如說(shuō)要做特殊靈敏的探測(cè)器、非夲征Ge光電探測(cè)器，場(chǎng)效應(yīng)晶體管探測(cè)器，肖特基勢(shì)壘探測(cè)器等等。

我們最近發(fā)現(xiàn)一個(gè)新現(xiàn)象：窄禁帶半導(dǎo)體MSM結(jié)構(gòu)與THz光場(chǎng)相互作用，外部電磁波(光子)入射到器件上，將在半導(dǎo)體材料中誘導(dǎo)勢(shì)阱，從而束縛來(lái)自于金屬中的載流子，使得材料中載流子濃度發(fā)生改變，出現(xiàn)載流子集聚。

紅外，不僅可以在黑暗里面看清圖象，同時(shí)還能看到溫度分布。我們可以用鐵電薄膜、氧化釩等，制造室溫工作的紅外探測(cè)器，根據(jù)科學(xué)道理，分析不同溫度的物體，以及對(duì)外輻射的能量分布。這也是現(xiàn)在疫情期間，經(jīng)常用來(lái)探測(cè)體溫的。

再比如說(shuō)火情監(jiān)控，可以通過(guò)固定式紅外監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)載紅外火情預(yù)警、紅外衛(wèi)星等紅外探測(cè)技術(shù)，及時(shí)準(zhǔn)確地穿透煙霧，發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)以及火場(chǎng)被困人員。

智能時(shí)代背景下光電傳感器需求，有以下幾點(diǎn)：少光子、單光子、光子數(shù)可分辨紅外探測(cè)器；超大規(guī)模焦平面列陣器件；不同波段光電器件；多波段融合光電器件；室溫工作紅外焦平面器件；新型讀出方式焦平面器件。要清楚材料器件結(jié)構(gòu)中物理過(guò)程，并能精細(xì)描述和控制，從而提升技術(shù)水平并達(dá)成創(chuàng)新。

因此，傳感器是智能化系統(tǒng)一個(gè)非常重要的核心技術(shù)。發(fā)展高性能的傳感器芯片非常重要，用更低的成本，實(shí)現(xiàn)更快的速度，更智能化的應(yīng)用。有了好的傳感器，就能握緊核心技術(shù)，再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，把傳感的信息傳出去加以分析，進(jìn)而達(dá)成多功能集成化、無(wú)線通信化、柔性化、微型化。

第二個(gè)核心技術(shù)，就是智慧分析，模型分析，大數(shù)據(jù)分析。我們現(xiàn)在是處在一個(gè)波動(dòng)世界里面，空間引力波、電磁波、機(jī)械波，這個(gè)波就有頻率、強(qiáng)調(diào)、位相、偏振，通過(guò)對(duì)于波的分析，就可以得到很多信息。