迎接智能時代

智能時代的特點就是智能化的系統(tǒng)，這是它的核心。智能化的系統(tǒng)有三根支柱，動態(tài)感知、智慧識別、自動反應(yīng)：

首先它是要動態(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，達成動態(tài)感知，而傳感器則是代替我們五官的。

第二個就是要智慧識別，識別就是要分析，相當于我們的腦子。這里面要靠大數(shù)據(jù)的分析，大數(shù)據(jù)的分析有兩個方面，一個是文本大數(shù)據(jù)，是現(xiàn)成的，另一個是物理大數(shù)據(jù)，是通過測量得到的，比如天氣預報，我們?nèi)梭w看B超，做CT， 要更加注重物理過程的規(guī)律、模型、方法。通過規(guī)律發(fā)現(xiàn)規(guī)律，事半功倍。

第三個就是要自動反應(yīng)。現(xiàn)如今我們有基礎(chǔ)信息平臺，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)，能大大提高自動反應(yīng)。

例如，一個打乒乓球的機器人，是典型的智能化系統(tǒng)，因為首先它看得見乒乓球，這是動態(tài)感知，第二個它要算這個乒乓球彈起來怎么樣，第三個是它反應(yīng)，把它打回去，在智能化的系統(tǒng)中，一個是人工智能，一個是智慧地球。人工智能在工業(yè)上已經(jīng)用得非常普遍。

德國慕尼黑的寶馬工廠里，有5000個人，里面1000個是機器人。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?！爸腔鄣厍?= 互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)”，這是IBM總裁的定義。溫總理在無錫有一段講話，“把所有通過物品，通過信息傳感的設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來進行智能化處理，這個就是物聯(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)是一定在一個區(qū)域內(nèi)，實行一個、兩個或者三個行為。如果說區(qū)域越來越大，行為越來越多，那么你的智慧度就越來越高。

在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算的基礎(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。

其中包含兩個核心的技術(shù)，一個是實時感知技術(shù)，是通過傳感器芯片來實現(xiàn)。第二個是智慧分析系統(tǒng)，通過模型和大數(shù)據(jù)的分析實現(xiàn)，比如人體心臟監(jiān)視器，數(shù)據(jù)分析中心實時獲取心臟信息后發(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，就是一個器件，它是代替我們?nèi)说难劬?、鼻子、耳朵，把光聲熱電子生物過程變成電。比如光電傳感器來說，非常重視基礎(chǔ)研究，它提供方法、手段、模型、理論。既然是不同運動形式的器件，我們需要發(fā)現(xiàn)其規(guī)律，進行在技術(shù)上提高、實現(xiàn)，從而做成了傳感器，這個就發(fā)展了光電芯片技術(shù)。

另外，用不同波段探測器，可以看到不同信息。因為不同的波段有不同的特征，所以要做不同波段的探測器。比如短波紅外，可見光和近紅外，都有不同的用處。現(xiàn)在照相機是可見光的，如果能發(fā)現(xiàn)規(guī)律，能做出不同波段的探測器，其應(yīng)用面將非常寬廣。

波長再長就是太赫茲（THz），其應(yīng)用面很廣，包括地垢油的監(jiān)測，醫(yī)學二維成像，安全（爆炸物探測），雷達建模等。這里面有核心技術(shù)，比如說要做特殊靈敏的探測器、非夲征Ge光電探測器，場效應(yīng)晶體管探測器，肖特基勢壘探測器等等。

我們最近發(fā)現(xiàn)一個新現(xiàn)象：窄禁帶半導體MSM結(jié)構(gòu)與THz光場相互作用，外部電磁波(光子)入射到器件上，將在半導體材料中誘導勢阱，從而束縛來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器，根據(jù)科學道理，分析不同溫度的物體，以及對外輻射的能量分布。這也是現(xiàn)在疫情期間，經(jīng)常用來探測體溫的。

再比如說火情監(jiān)控，可以通過固定式紅外監(jiān)控系統(tǒng)、機載紅外火情預警、紅外衛(wèi)星等紅外探測技術(shù)，及時準確地穿透煙霧，發(fā)現(xiàn)火點以及火場被困人員。

智能時代背景下光電傳感器需求，有以下幾點：少光子、單光子、光子數(shù)可分辨紅外探測器；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)中物理過程，并能精細描述和控制，從而提升技術(shù)水平并達成創(chuàng)新。

因此，傳感器是智能化系統(tǒng)一個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)，再通過互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，把傳感的信息傳出去加以分析，進而達成多功能集成化、無線通信化、柔性化、微型化。

第二個核心技術(shù)，就是智慧分析，模型分析，大數(shù)據(jù)分析。我們現(xiàn)在是處在一個波動世界里面，空間引力波、電磁波、機械波，這個波就有頻率、強調(diào)、位相、偏振，通過對于波的分析，就可以得到很多信息。