超材料与人工智能的结合

超材料技术与计算机、大数据、算法、微纳制造相结合,融合出全新的主动赋能的材料技术应用体系。在5G大时代,最终还是要通过具体产品终端落地。航空技术、超材料技术等重工业领域尖端技术、材料技术,或许是接下来真正能让5G和AI落地的非常关键的新技术环节,让整个产品在实战过程中可用。

 

超材料在大型装备中的应用

超材料虽然有“材料”二字,但并不是传统意义上的材料,而是利用人造结构、计算机、微纳技术以及新型材料技术结合在一起,变成利用人造结构造出来的人造物质。深圳市2011年推动了一项大型科研项目叫做“人造物质大数据库”,到今天已经有500亿种人造微结构,每一个人造结构都跟原子、分子一样,对自然界各种各样物理刺激有着相应的响应。这500亿种微结构相比元素周期表118种元素,给我们非常多的调制原料、结构甚至产品属性的能力。

我们将这种能力反过来通过技术工程化手段,材料不再被选择、被应用,而是主动赋能下一代尖端大型装备,使得这些装备,包括最新的先进飞机、无人机、航空器、新型海洋装备,让这些装备不仅是新型物理结构,还是数字空间中的物理结构,它的物理结构、机械结构也变成大数据、传感智能作战的技术手段。

材料工业过去这么多年的发展,终于超材料技术这个十几年前开始新兴的学科开始与计算机、大数据、算法、微纳制造相结合,融合出全新的主动赋能的材料技术应用体系。

大型装备这一类技术产品度非常复杂,所有适配、终端产品应用环境,无论是强度领域的要求,静强度、动强度、雷击等一系列要求都需要满足,同时还需要对复杂的数字空间的电磁信号进行各种各样调制,以确保其在实际使用过程中的效果,包括大型舰船的构建,新型材料制备和成型过程有着很复杂的工艺和技术,需要既能减重又有非常强的实际承载,与此同时还要承担很多数字功能。

 

智能头盔如何变成现实

像这样应用于大型尖端装备、航空装备、海洋装备的新兴技术,影响着国际格局的新兴技术,在跟个人、跟单兵相结合时,又会发挥什么作用? 未来战警智能头盔已经在上海第一届、第二届进出口博览会大规模应用的全新超级战警个人单兵装备,这种个人单兵装备跟原来不一样,任何一个人戴上这顶头盔时,都会突然发现自己具备了超能力,可以实时掌握周围所有环境,可以协同执行相关任务,而且还认识了所有的车、所有证件、所有环境,这是把智能传感结构变成单兵装备之后能带来的能力。

干警戴上我们的头盔之后可以看到很多信息,当重点关注人员出现时,它会第一时间反应,而且可以当场处理。这个头盔可以看作一部苹果手机或华为手机的壳子去掉,把主板拿出来,扔到一个像头盔的壳子里,这样的产品跟5G相连,就可以变成人工智能识别产品。

这样的产品需要通过295、296防刺、防爆各种各样测试,单兵装备需要有足够的防护措施能力,而不是简单的做一个壳子。在这种工程边界的约束条件下,怎么样加上刚才能源系统、热控系统、人工智能系统、AI系统、显示系统、通信系统?然后重量还要跟原来头盔重要一样?这非常难,必须得像我们在最先进的飞机里做到的航空技术,利用最先进的航空材料和制造方法,才能把具有295、296防护性能的壳体做到180g的重量,是正常轻质头盔的三分之一的重量。

此外还有很多特殊要求,比如3公斤钢锥的锥尖从1米高的高度,从任何角度落下来,不能刺穿1毫米的薄壳,不是简单的把钢锥弹走,而是要把能量弹出,否则二次撞击会对人造成伤害。同时,所有人都担心,戴着这样的智能装备,24小时视频数据流自动连续进行交互,对人体辐射会不会非常大?由于采用电磁调制技术,可以做到国家标准1/40的辐射量。

还有一个难度在于白天有大太阳的刺激,晚上是夜晚灯光,怎么样让AI系统既能观察屏幕内的信息,同时还能看到周围的环境,我们通过光学调制进行全天候增强。此外还有航空配重、人体工学设计和新材料应用,最终打造出在实战领域取得很多战果,得到集体立功表现的全新的、面向5G的装备。

在5G大时代到来时,相信每个人、每个企业家都会有非常多的宏大梦想,但是再宏大的梦想最终还是要通过具体产品终端,让这些梦想落地。希望未来我们一起把5G时代带给中国的科技变化和产业变化真正落到实处,变成现实。