中關(guān)村：創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展 科技改變生活

創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，科技改變生活。

　　中關(guān)村，建設(shè)全國科技創(chuàng)新中心的主戰(zhàn)場；

　　中關(guān)村，構(gòu)建“高精尖”經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的主力軍。

　　在這片創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的沃土上，創(chuàng)新創(chuàng)意迸發(fā)，創(chuàng)新活動噴涌。從神舟飛天到蛟龍入海，從納米材料到集成電路，從人工智能到節(jié)能環(huán)保，一項(xiàng)項(xiàng)“高精尖”的“硬”科技“硬氣”十足，讓人目不暇接……

　　【人工智能】

　　中關(guān)村首奪“視覺識別奧賽”冠軍

　　從谷歌、IBM、微軟、蘋果等國際科技巨頭，再到百度等國內(nèi)企業(yè)，要問他們的共同點(diǎn)是什么？答案就是他們都在競相開發(fā)人工智能技術(shù)，IBM研發(fā) 的“深藍(lán)”超級計(jì)算機(jī)擊敗世界象棋冠軍，到谷歌研發(fā)無人駕駛汽車。包含機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理等領(lǐng)域的人工智能，已經(jīng)成為巨頭蓄力比拼的戰(zhàn) 場。微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨甚至預(yù)言：IT 界的下一個(gè)大事件是計(jì)算機(jī)視覺與深度學(xué)習(xí)的結(jié)合。

　　說到計(jì)算機(jī)視覺，通俗來話，就是讓計(jì)算機(jī)像人腦一樣能看懂(識別)世界。就在前不久，《紐約時(shí)報(bào)》第一時(shí)間報(bào)道了一項(xiàng)重要比賽，素有“計(jì)算機(jī)視 覺奧林匹克”之稱的ImageNet結(jié)果揭曉，在微軟、三星、高通、騰訊、UIUC等業(yè)界和學(xué)界巨頭參與的情況下，三支華人科學(xué)家團(tuán)隊(duì)則囊括了所有冠軍， 來自中關(guān)村的創(chuàng)業(yè)企業(yè)——商湯科技(SenseTime)，更是成為首個(gè)在此項(xiàng)賽事中奪魁的中國企業(yè)。

　　中國企業(yè)此次奪魁的“視頻物體檢測”比賽，是今年ImageNet的新增比賽任務(wù)，需要在運(yùn)動的連續(xù)視頻中檢測物體位置、同時(shí)識別物體類別，堪稱此次比賽中難度最大的領(lǐng)域。一旦該技術(shù)成熟，在無人機(jī)、交通、安防、電影、動畫等領(lǐng)域都將迎來巨大的應(yīng)用空間。

　　這項(xiàng)賽事中奪冠的團(tuán)隊(duì)，由商湯科技主任研究員閆俊杰和香港中文大學(xué)歐陽萬里教授領(lǐng)銜，在檢測數(shù)量、檢測準(zhǔn)確率兩項(xiàng)指標(biāo)上都獲得了世界第一，其中檢測準(zhǔn)確率更是超過60%。要知道，在四年前的首屆ImageNet上，冠軍對于靜態(tài)圖片物體的檢測準(zhǔn)確率也僅為8%。

　　百度成全球人工智能領(lǐng)域“四巨頭”

　　中關(guān)村是國內(nèi)最具優(yōu)勢的新一代信息技術(shù)創(chuàng)新策源地，引領(lǐng)了軟件、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等多次產(chǎn)業(yè)變革浪潮。除了商湯科技、格靈深瞳等一批 專注于計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)，較早利用互聯(lián)網(wǎng)搜索為基礎(chǔ)布局人工智能的百度，則已經(jīng)與谷歌、Facebook和IBM并成為人工智能“四巨 頭”。

　　德國奪冠率17%，阿根廷奪冠率12.9%……打開百度的大數(shù)據(jù)引擎，點(diǎn)開世界杯預(yù)測一欄，可以看到每個(gè)參賽隊(duì)伍的奪冠概率分析––這都是根據(jù)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析得出的結(jié)果。

　　這個(gè)大數(shù)據(jù)引擎是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的？與人類思考一樣，大數(shù)據(jù)引擎對數(shù)據(jù)的搜索分析及預(yù)測也通過一個(gè)機(jī)器大腦——百度大腦來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)“大腦”用計(jì)算機(jī)模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，包括模擬人腦學(xué)習(xí)分析的能力，從而通過多層的學(xué)習(xí)模型和海量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)智能分析，然后做出預(yù)測。

　　人工智能的核心是機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，即通過算法使機(jī)器能從大量歷史數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)規(guī)律，從而對新的樣本做智能識別或?qū)ξ磥碜鲱A(yù)測。深度學(xué)習(xí)更接近于人類 的學(xué)習(xí)方式，它通過模仿人類大腦行為的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用更多層次的網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)來收集事物的外形、聲音等信息，進(jìn)行感知理解并產(chǎn)生相應(yīng)行為。比如，要讓機(jī)器 “認(rèn)識”物體，就需要若干層網(wǎng)絡(luò)，首先要建立最基本的一層人工神經(jīng)元，用來探知物體的邊緣形狀等基本信息，第二層神經(jīng)元需要將第一層感知到的物體邊緣形狀 拼湊起來，認(rèn)知物體形狀。然后第三層進(jìn)一步拼湊信息從而得出物體整體的形態(tài)。這些過程都是機(jī)器自主完成的，并不需要工程師在任何環(huán)節(jié)輸入信息。

　　【新材料】

　　超順排碳納米管材料引發(fā)全球轟動

　　從塑料制品到復(fù)合材料，從超導(dǎo)材料到納米材料……一種新材料的誕生，往往意味著一個(gè)時(shí)代的開始。

　　0.3毫米厚、0.5克重，用輕薄如紙來形容絲毫不為過。這樣一張薄膜，經(jīng)過加工可制成2000張手機(jī)觸摸屏——這就是足以引起一場材料革命的超順排碳納米管陣列薄膜。生產(chǎn)這種“碳絲綢”的世界上第一條生產(chǎn)線，于日前落戶中關(guān)村懷柔園。

　　作為國家及北京市的重大科技成果產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，這項(xiàng)成果源于中國納米科技領(lǐng)軍人物、清華—富士康納米科技研究中心主任范守善院士團(tuán)隊(duì)的技術(shù)發(fā)明成果——超順排碳納米管陣列。

　　該成果一問世即引起了全球廣泛關(guān)注。范守善院士解釋，超順排碳納米管陣列是一種生長在襯底上，具有高純度、高質(zhì)量、定向排列的新型碳納米管材 料。該材料除了質(zhì)量遠(yuǎn)高于其他種類的碳納米管以外，還有一個(gè)極具吸引力的特點(diǎn)，即可以如抽絲剝繭一般紡成長線、抽成薄膜，工藝簡單，易于規(guī)模化。

　　“紡出的長線和薄膜材料可用于制造具備納米材料優(yōu)異性能的電子、機(jī)械產(chǎn)品，在微同軸電纜、觸摸屏、薄膜揚(yáng)聲器、柔性加熱膜、催化劑載體薄膜、離子薄膜電池、超精密機(jī)械部件等諸多領(lǐng)域都具有極其廣闊的應(yīng)用空間。”范守善院士說。

　　早在1991年，日本科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了碳的一種新形態(tài)，即碳納米管。它的發(fā)現(xiàn)讓全世界相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家興奮不已，認(rèn)為碳材料的新應(yīng)用又打開了一扇窗。但此后的很長一段時(shí)間，碳納米管的研究卻陷入了沉寂，沒有取得太大突破。

　　直到2001年，清華大學(xué)范守善院士團(tuán)隊(duì)才在世界上率先制備成功超順排碳納米管材料，打開了一條碳納米管真正應(yīng)用的道路。這項(xiàng)研究成果后來發(fā)表在了英國《自然》雜志上，引起全球?qū)W術(shù)界轟動，被看成是“架起了一個(gè)聯(lián)系納米世界和宏觀世界的橋梁”。

　　這種碳納米薄膜，目前在全世界只有中國能生產(chǎn)制作。雖然一期廠房只有3000平方米，但四年內(nèi)年產(chǎn)量將達(dá)1.8億片，年產(chǎn)值近10億元，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不可估量。

　　納米技術(shù)讓一舉一動皆能發(fā)電

　　去年9月，全球最大的專業(yè)信息服務(wù)提供商湯森路透集團(tuán)在美國發(fā)布2015年度“引文桂冠獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)名單，在這項(xiàng)被稱為“諾貝爾獎(jiǎng)得主預(yù)測”的獎(jiǎng)項(xiàng)中，中國科學(xué)院外籍院士、華裔科學(xué)家王中林榜上有名。

　　王中林此次獲獎(jiǎng)，源于他發(fā)明了可將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的納米能源系統(tǒng)。這一系統(tǒng)可用來驅(qū)動傳感器或者微型器件，應(yīng)用于將肢體運(yùn)動轉(zhuǎn)換為能量的可穿戴服裝設(shè)備。

　　這是一項(xiàng)什么樣的科學(xué)成果？通俗地說，這是一種自驅(qū)動的納米發(fā)電機(jī)，可以將微小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。植入皮下，可以利用肌肉活動來供電，不需要更換電池，就可以檢測血脂、血糖和心臟活動，放在水里可以監(jiān)測水質(zhì)和環(huán)境。

　　王中林曾舉例，如果把納米發(fā)電機(jī)裝在地毯或地板下面，老人每走一步，它就會產(chǎn)生一個(gè)電信號，如果老人摔倒了，可以遠(yuǎn)程通知家人馬上知道。

　　納米發(fā)電機(jī)還可用于對河流、雨滴、海浪的動能收集。通過摩擦納米發(fā)電機(jī)四種基本模式的組合應(yīng)用，可以高效地回收海洋中的動能資源，使得海洋有望成為新型的藍(lán)色能源。

　　除了上述納米材料，中關(guān)村還在推動石墨烯材料的產(chǎn)業(yè)化。比如，位于中關(guān)村豐臺園的北京碳世紀(jì)公司去年9月發(fā)布由該公司研發(fā)生產(chǎn)的石墨烯發(fā)動機(jī)油節(jié)能改進(jìn)劑——“碳威”。產(chǎn)品的面世意味著石墨烯已突破宏量制備技術(shù)的限制，正式開啟石墨烯工業(yè)化應(yīng)用。

　　【先進(jìn)制造】

　　液態(tài)金屬鑄就“馬良神筆”

　　先看一個(gè)故事：家里的一根電路斷了，不需要找專業(yè)的電工上門修理，只需用筆畫一下，就完成了接駁。《哈利·波特》中這樣的神奇故事，并非來自科學(xué)幻想或影視作品，它們即將成為現(xiàn)實(shí)。為此帶來新希望的，是身兼中科院理化所研究員及清華大學(xué)教授的劉靜博士。

　　劉靜團(tuán)隊(duì)研發(fā)的液態(tài)金屬項(xiàng)目，曾先后被評為北京市首批重大產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目、北京技術(shù)市場金橋獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目等。而今，液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)化逐漸花開落蒂。

　　傳統(tǒng)的電子器件印刷工序通常較為復(fù)雜，易污染環(huán)境，且耗時(shí)、耗材、耗能，成本很高。對此，劉靜說：“這些年來，國內(nèi)外一直在探討，能否改變集成電路設(shè)計(jì)制造的游戲規(guī)則，就像寫字或繪畫一樣，將電路及電子器件直接寫在基底上。”

　　常規(guī)的導(dǎo)電油墨，包括新近出現(xiàn)的基于納米金/銀/銅以及碳納米管、石墨烯等的電子油墨，仍存在配制工藝復(fù)雜、電阻率高、器件成型固化溫度高等缺點(diǎn)。

　　“我們實(shí)驗(yàn)室的重要貢獻(xiàn)在于，將室溫下可以流動的金屬引入了印刷電子。”劉靜說。這種所見即所得的電子直寫技術(shù)，被劉靜命名為DREAM-Ink(夢之墨)技術(shù)。

　　所謂液態(tài)金屬，既可以是像水一樣的流體，也可以是固體；既是導(dǎo)體，也可以轉(zhuǎn)換成其他性質(zhì)材料。比如，源于劉靜小組的工作表明，液態(tài)金屬可以注射入人的身體里固化作為骨骼。

　　業(yè)內(nèi)專家介紹，可在各種基底上直接制作電子器件的直寫式印刷方法，有望重塑集成電路產(chǎn)業(yè)。在實(shí)驗(yàn)室里，研究小組利用夢之墨技術(shù)制成的透明導(dǎo)電薄膜、天線和RFID元件等。看起來只是在不同基底上用筆畫了幾道，但是它們已展示出顯著的實(shí)用性。

　　3D打印國產(chǎn)飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件

　　在昌平區(qū)沙河，有一排剛竣工的藍(lán)瓦白墻廠房，這是中航天地激光科技有限公司的研發(fā)生產(chǎn)基地。中航天地的核心技術(shù)是“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件 激光成形技術(shù)”，即用激光技術(shù)將鈦合金逐層堆積，制造出鈦合金飛機(jī)整體構(gòu)件，而傳統(tǒng)制造方法是依靠鍛造和機(jī)械加工，不斷做“減法”。這項(xiàng)技術(shù)曾榮獲國家技 術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

　　鈦合金強(qiáng)度高，耐蝕性好，耐熱性高，雖然造價(jià)昂貴，卻是制造飛機(jī)主風(fēng)擋整體窗框等整體構(gòu)件的優(yōu)質(zhì)材料。不過，傳統(tǒng)制造方法是鍛造和機(jī)械加工，不斷給材料做“減法”。材料利用率不足10%，90%以上的鈦合金材料都被切削浪費(fèi)掉了。

　　做“減法”費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢，王華明帶頭的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研發(fā)的是一種做“加法”的制造方式——通過計(jì)算機(jī)控制，用激光將合金粉末熔化，一束激光有規(guī)則地在金屬材料上游走，一層層堆積起來，“生長”出一個(gè)合金部件。

　　十幾年前，一個(gè)A4紙大小的結(jié)構(gòu)件，需要七八個(gè)小時(shí)才能“打印”完畢。幾年過去，他們已經(jīng)可以制造出超過5平方米的飛機(jī)高性能鈦合金大型結(jié)構(gòu)件。

　　我國自主研發(fā)的飛機(jī)機(jī)頭鈦合金主風(fēng)擋整體窗框，尺寸大、形狀復(fù)雜。國內(nèi)的飛機(jī)制造廠無法用傳統(tǒng)鍛造方法制造，只有求助于一家歐洲公司，但是光每 件模具費(fèi)就要價(jià)50萬美元，而交貨周期還要等兩年。2009年，王華明團(tuán)隊(duì)僅僅用了55天，就把產(chǎn)品做了出來，零件成本還不到歐洲鍛造模具費(fèi)的1/10。 這個(gè)突破，使我國成為繼美國之后世界上第二個(gè)掌握飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成形及應(yīng)用的國家。

　　【生物醫(yī)藥】

　　外企高價(jià)收購中關(guān)村企業(yè)新藥海外開發(fā)權(quán)

　　人類的生存和健康離不開醫(yī)藥。人類在生存發(fā)展的過程中不斷出現(xiàn)疑難頑癥，促使醫(yī)藥業(yè)不斷進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究，因此醫(yī)藥行業(yè)被國際上公認(rèn)為“永不衰落的朝陽產(chǎn)業(yè)”。

　　中關(guān)村是我國生物和健康領(lǐng)域創(chuàng)新資源與醫(yī)療資源最為密集的區(qū)域之一。近期，一家名叫百濟(jì)神州的新藥研發(fā)公司吸引了大家的目光。雖然成立只有5年時(shí)間，還沒有一個(gè)產(chǎn)品上市，但是它卻獲得了美國資本市場認(rèn)可。原因何在？新藥研發(fā)能力！

　　百濟(jì)神州是由北京生命科學(xué)研究所所長王曉東博士在中關(guān)村創(chuàng)辦的一家致力于腫瘤藥新藥研發(fā)的公司，擁有4個(gè)臨床階段的在研藥物和數(shù)個(gè)臨床前產(chǎn)品。

　　2014年9月，百濟(jì)神州收到了德國制藥巨頭默克雪蘭諾的900萬美元付款，而就在當(dāng)年5月，百濟(jì)神州還收到了后者打來的500萬美元付款。不到半年，1400萬美元已經(jīng)打入百濟(jì)神州的賬戶。

　　所賣何物？不是投資，不是產(chǎn)品，而是技術(shù)。根據(jù)雙方協(xié)議，上述藥物在中國的開發(fā)和商業(yè)化由百濟(jì)神州負(fù)責(zé)，而在全球其他地區(qū)的市場則交由默克雪蘭諾負(fù)責(zé)。百濟(jì)神州為此可獲得最高達(dá)4.65億美元的收益。1400萬美元僅僅是其中一部分而已。

　　默克雪蘭諾是一家面向全球150個(gè)國家和地區(qū)提供多種處方藥的生物制藥企業(yè)。默克雪蘭諾全球業(yè)務(wù)開發(fā)及戰(zhàn)略執(zhí)行負(fù)責(zé)人蘇珊·赫伯特表示，上述協(xié)議的簽訂，有助于雙方協(xié)手為全球患者提供創(chuàng)新型抗癌藥物。

　　業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，國際領(lǐng)先制藥企業(yè)高價(jià)收購中國自主研發(fā)新藥，反映了中國新藥研發(fā)能力取得明顯提升，并日益得到國際社會普遍認(rèn)可。

　　“投入不斷增加，技術(shù)不斷進(jìn)步，大量人才回國效力，這幾年中國新藥研發(fā)能力提升很快，成果越來越多，可以用欣欣向榮來形容。從仿制藥到仿研藥，再到創(chuàng)新藥，中國新藥研發(fā)即將步入世界先進(jìn)行列。”王曉東說。

　　【電子信息技術(shù)】

　　首臺“云計(jì)算機(jī)”和“萬能”芯片

　　信息技術(shù)(IT)已成為支撐當(dāng)今經(jīng)濟(jì)活動和社會生活的基石。在過去10年中，全世界信息設(shè)備制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的增長率是相應(yīng)的國民生產(chǎn)總值(GNP)增長率的兩倍，成為帶動經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。

　　在中關(guān)村，電子信息產(chǎn)業(yè)是中關(guān)村的主導(dǎo)和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，在云計(jì)算、電子信息產(chǎn)業(yè)制造、集成電路設(shè)計(jì)等領(lǐng)域聚集了紫光等一批企業(yè)。

　　2013年，紫光發(fā)布了紫云1000，這是中國自主研發(fā)的首臺“云計(jì)算機(jī)”，也是世界第一臺云計(jì)算機(jī)。紫云1000由紫光股份有限公司技術(shù)團(tuán)隊(duì) 經(jīng)過近2年的努力研發(fā)成功，采用與個(gè)人計(jì)算機(jī)和超級計(jì)算機(jī)完全不同的分布式體系架構(gòu)，借助于云計(jì)算的虛擬化技術(shù)，由多個(gè)成本相對較低的計(jì)算資源融合而成， 其計(jì)算能力和存儲能力可動態(tài)伸縮并無限擴(kuò)展。紫云1000的研發(fā)成功，標(biāo)志著中國在云計(jì)算核心技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。

　　在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，中關(guān)村企業(yè)京微雅格推出了我國首枚自主研發(fā)的高性能FPGA芯片(俗稱“萬能”芯片)。

　　與“術(shù)業(yè)有專攻”，針對某一具體應(yīng)用、領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的專業(yè)芯片不同，一枚指甲蓋大小的“萬能”芯片，只要經(jīng)過軟件改寫和編程，就能在不同行業(yè)系統(tǒng)中靈活“跨界”，充當(dāng)其“大腦”。

　　“萬能”芯片因其適用領(lǐng)域廣泛、研制門檻高而成為“武林高手”們爭相比拼的重鎮(zhèn)。三星、摩托羅拉等全球60多家頂級科技公司陸續(xù)投入到攻關(guān)“萬能芯片”的項(xiàng)目中，少則投入了8000萬美元，多則花費(fèi)數(shù)億美元，但大多無果而終。

　　成就屬于過去。展望十三五，中關(guān)村將繼續(xù)立足創(chuàng)新，成為國家自主創(chuàng)新的重要源頭和原始創(chuàng)新主要策源地。

　　中關(guān)村，始終勇立科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的潮頭！