早晨，太陽初升時窗簾就會自動拉開;當你迷糊轉醒時按一下床頭的按鈕，灶上的牛奶開始自動加熱，煮沸后鳴音示意并自動點開鍋蓋……隨著智能時代的到來，這些曾在科幻電影中出現(xiàn)的場景，正在一步步變?yōu)楝F(xiàn)實。

　　智能時代的進步，離不開智能材料的研發(fā)和應用。智能材料指的是一種能感知外部刺激和內部狀態(tài)變化，判斷并適當處理且本身可執(zhí)行的新型功能材料。上世紀80年代末90年代初智能材料的概念提出，歷經了20多年的發(fā)展，隨著硬件設備在各個領域的應用開發(fā)，各式各樣的新型智能材料交疊更換。進入新世紀，以功能材料為基礎的智能材料受到了世界科技強國的重視。智能材料發(fā)跡于航空航天領域，現(xiàn)已發(fā)展至服飾藝術、醫(yī)療器械、土木工程等各個領域。國家“人才”專家、南京航空航天大學智能材料與結構航空科技重點實驗室主任裘進浩認為，智能材料憑借著主動實現(xiàn)反應和自我修復以及能源轉換的優(yōu)勢，將會在智能時代大放異彩。

　　功能≠智能，為智能材料正名

　　自然界具有生命力的生物很多，生物都可以收集外界信息傳遞到自身并做出反應�？萍及l(fā)展到今天，冰冷的材料也開始具有“生命”，這種材料可以根據信息的傳遞作出生物反應，這就是在傳統(tǒng)材料基礎上不斷改進后出現(xiàn)的第四代材料——智能材料。

　　但目前大眾對智能材料的認知存在著一定程度的誤解，往往將智能材料局限在“材料”這一概念中。其實智能材料是一個系統(tǒng)性的產物，可以理解成為“結構+傳感器+制動器+芯片”集成新型系統(tǒng)，形象說來，可以將智能材料比喻成為人的身體，那么傳感器就是神經系統(tǒng)，結構是骨骼，驅動器相當于肌肉，而芯片則相當于大腦。傳統(tǒng)上被稱為智能材料的譬如壓電材料、形狀記憶合金等，其實只是具備功能轉換、刺激響應的功能型材料，僅僅依靠材料實現(xiàn)主動處理信息的智能并非真正意義上的智能材料，這些傳統(tǒng)材料在智能材料的系統(tǒng)中充當著傳感器和作動器的作用，是智能材料系統(tǒng)中的傳輸部分。

　　“與傳統(tǒng)材料不同的是，智能材料是‘主動’去實現(xiàn)功能的。”裘進浩舉例說明，“智能材料首先要實現(xiàn)檢測功能，即檢測物體結構有無損壞，甚至可以自我修復;另外，與鳥相類似，變體飛行器具有根據飛行狀態(tài)主動改變形狀的功能。”這種“主動”使得智能材料被稱為是產業(yè)發(fā)展的革命力量，這種革命性的解釋，裘進浩認為是智能材料使智能在概念上實現(xiàn)了飛躍。“我們熟知的人工智能的概念是人工系統(tǒng)通過數(shù)據積累分析能夠做出反應甚至產生思維，但現(xiàn)實上目前所謂的人工智能是無法達到這一程度的。而智能材料，能夠將現(xiàn)階段的人工智能拉向‘主動響應’的階段。”

　　仿生是智能材料最初的設計起源，而今仿生機器人等概念大行其道，智能材料與3D打印結合，將會在智能時代大放異彩。未來前景雖然廣闊，但目前作為智能材料大腦的芯片卻是難以滿足智能結構集成的要求。“現(xiàn)在我們使用的芯片還是最傳統(tǒng)的，完全無法實現(xiàn)最初集成的設想。一個人的身體如果大腦不能處理神經傳輸來的信息，無法將處理的信息傳輸給肌肉，那么這個人其實就是癱瘓的。智能材料現(xiàn)在也是如此，用傳統(tǒng)的芯片進行材料搭載，完全是分離式的結構，實現(xiàn)智能只是空中樓閣而已。”

　　成果轉化受困，小微企業(yè)成“臨時中轉站”

　　南方航空航天大學90年代初第一個開始智能材料的研究，至今已有20余年。但總體來看，航空航天市場中的智能材料還處于“臨床試驗”的階段，部分樣品已經使用在飛機或飛行器等實際結構測試之中。“經過20年的研究，其實智能材料已經具備相當技術水平。但是由于航空航天領域的高技術要求，所以試驗階段相對來說比較長。不過可以預見的是智能材料大規(guī)模投放航空航天市場將會在今后幾年實現(xiàn)。”裘進浩認為，未來航空航天領域將會成為不輸于土木的大市場。

　　由于智能材料經歷了長期的試驗階段，怎樣理順成果轉換環(huán)節(jié)就顯得尤為重要。“在轉換環(huán)節(jié)，專業(yè)的大規(guī)模企業(yè)、市場下游應用企業(yè)、國企和研究院、高校應該是各司其職，做好長期規(guī)劃。”裘進浩舉例說明：“如果將一項技術的生長過程劃分階段的話，第一階段應該是基礎研究，在這一階段中研究院、高校承擔著最主要的責任;第二階段是技術轉換過程，本階段專業(yè)的大規(guī)模企業(yè)、國家資本都應該參與進來;最后到了市場投放階段時，需要應用領域的公司進行推廣，例如航空航天領域技術投放市場，波音、空客等公司將會承擔市場推廣這部分工作。”但是目前我們國家技術成長過程中分工比較混亂，高校、研究所、企業(yè)雜糅到一起，無法形成順暢的轉換鏈條。

　　針對目前現(xiàn)狀，裘進浩建議短期內由小企業(yè)承擔成果轉換的責任。“因為智能材料屬于高精尖領域，企業(yè)入駐門檻比較高、前期的投入很大，但是國內的企業(yè)比較看重眼前的利益，所以智能材料領域主要是以小微企業(yè)為主。在大企業(yè)缺乏的情況下，小企業(yè)是最優(yōu)的選擇。另外具有學術背景的小企業(yè)，既有技術基礎，也有導向市場進行成果轉換的動力，比較容易成為轉換樞紐。”

　　但是放眼長遠，小企業(yè)缺乏大規(guī)模轉換成果和推廣產品的實力。首先成果轉換需要大量資金支持，小企業(yè)能力有限，長線轉換時后勁恐怕不足;另外小企業(yè)缺乏市場知名度和市場占有率，產品推廣時難以打開市場，可能會影響產品的推廣。所以，大企業(yè)和專業(yè)研究院才是成果轉換中最中堅核心的力量。但是大企業(yè)并非憑空出現(xiàn)，需要民營私企進行長期積累。對于民營私企而言，想要達到一定的體量，擁有具備成果轉換的實力，就必須注重技術和資金兩方面。對此，裘進浩建議可以參考日本小微企業(yè)的發(fā)展：“日本擁有著眾多的小微企業(yè)，他們具備強大的科研實力，企業(yè)內部分工明確，研發(fā)人員不涉及產值要求。國內企業(yè)在進行架構的時候，每個部門都會追求產值利益，反而不太容易將研發(fā)做好。我與中日從事智能材料的小企業(yè)都有過深入接觸，兩者在運作模式上是不存在差別的，有差距的地方是對研發(fā)部門的投入和考量標準。”

　　智能材料前景廣，長線投資勿跟風

　　自從喬布斯“重新”發(fā)明了手機以來，短短幾年時間，智能手機風暴可謂席卷全球，已經深刻改變了人們的生活方式。但是智能設備的發(fā)展不可能就此停滯，人類創(chuàng)新的步伐也不可能就此止步。依托于信息技術的智能手機，其“智能”更多的是表現(xiàn)在人與人之間的互聯(lián)，以及信息交互的便利之上，但這并不是智能的全部定義，如果智能材料能夠發(fā)展成熟并與可穿戴設備融合，無疑將加快可穿戴設備發(fā)展進程。

　　目前的可穿戴設備，使用的仍然是智能手機的傳統(tǒng)材料，搭載的是低功耗的微處理器，精簡版的操作系統(tǒng)，再加上傳統(tǒng)的固定設備，儼然只是智能手機的一個附庸�，F(xiàn)有的智能手機材料往往都是剛性的，而且其性能也并不適合可穿戴設備的使用特點，基礎材料的缺失正是可穿戴設備發(fā)展的痛點，因此選擇一種新型的材料成為可穿戴設備發(fā)展面臨的首要問題。“可穿戴設備最關鍵的是傳感，傳感恰恰是智能材料一個最核心的功能。由智能材料制作的可穿戴設備，將如同具有生命一般感知每個人不同的身體特征，感知周圍環(huán)境發(fā)生的變化，甚至能夠做出反應幫助人類。”可以預見，未來的智能設備將不再冷冰冰，而將是能有所感知和人完美匹配的真正的“智能”可穿戴設備。

　　即使未來應用前景如此廣闊，我們在認識這個技術的時候也應該保持冷靜的心態(tài)。“我國民眾和媒體甚至于某些企業(yè)和政府，總是喜歡對一個新技術進行熱炒。”裘進浩分析，造成我國盲目追捧新技術的原因有很多，其中利益驅動是最核心的因素。“對于某項新技術，是否成熟、是否適用于大規(guī)模商用是需要時間考量的。但是目前宣傳更多的是為了利益——媒體造勢形成輿論效應，國家可能會多撥錢來扶持，地方政府瞄準這塊‘肥肉’可能就會片面的去追求政績。”

　　片面的熱炒概念將會導致國家層面盲目的大規(guī)模投資、企業(yè)的無序進駐等問題的出現(xiàn)。“有些技術只是‘初生’的嬰兒，需要長期的投資和扶持，不能夠急功近利，一口吃一個胖子。數(shù)額龐大的投資需要經過細致的調研才能決定，不可能只投資熱點。”裘進浩認為，除了資源浪費之外，這樣盲目的投資對于技術本身的發(fā)展也是極為不利的。“即使再好的技術也有大眾不關注的時期，這樣的大起大落，對于技術本身研究就十分不利。”

　　為了保障新技術的有序發(fā)展，投資需要做詳細規(guī)劃。“我在本田公司了解到，他們2003年之前就開始儲備、研發(fā)燃料電池技術，而他們預測這項技術需到2023年才能商用。相比較國內，前幾年新能源汽車概念一炮而紅，大家一窩蜂的上，國家也砸了很多資金扶持，但是投入和產出遠不成正比。”裘進浩建議，科技發(fā)展規(guī)劃制定之后，需要每過幾年進行一次驗證，確定未來幾年可能會大規(guī)模使用，再進行長線投資。

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