極目新聞記者探訪珞珈實驗室 武大造智能遙感衛(wèi)星計劃明年發(fā)射

芯片研究人員在武大物理學(xué)院的超凈實驗室內(nèi)工作

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□楚天都市報極目新聞記者 柯稱 通訊員 吳江龍 胡浩 趙潔 攝影：楚天都市報極目新聞記者 黃士峰

武大自主研制的衛(wèi)星明年底發(fā)射、無人駕駛小車將開進(jìn)校園、空天裝備中國芯正在攻堅……近日，極目新聞記者在武漢大學(xué)探訪珞珈實驗室基礎(chǔ)設(shè)施時，多位院士、教授透露了不少硬核“內(nèi)幕”。

珞珈實驗室聚焦空天科技領(lǐng)域，非常高大上，離老百姓的生活也很近。實驗室四個研究方向為：高精度時空基準(zhǔn)與智能導(dǎo)航定位、空天科技關(guān)鍵芯片與核心裝備、空天信息人工智能方法與安全技術(shù)、空天信息探測與實時智能服務(wù)，聚集了十幾名院士。實驗室一方面研究前沿理論，一方面也會打通產(chǎn)業(yè)鏈，和企業(yè)一起讓百姓盡快享受到科技進(jìn)步的成果。

實驗室名片

實驗室名：珞珈實驗室

牽頭單位：武漢大學(xué)

共建單位：

中科院精密測量研究院、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）、中國信息通信科技集團(tuán)、小米科技（武漢）、湖北移動、航天科工、科大訊飛、京東、東風(fēng)、高德紅外等科研院所和企業(yè)。

研究任務(wù)：

圍繞國家自主可控的空天信息科技發(fā)展戰(zhàn)略，以世界前沿科學(xué)理論創(chuàng)新、重大科技任務(wù)攻關(guān)和國家大型科技基礎(chǔ)設(shè)施為主線，以空天戰(zhàn)略性前沿技術(shù)體系構(gòu)建與自主核心軟硬件研制為目標(biāo)，開展戰(zhàn)略性、前瞻性、基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性科技創(chuàng)新和集成性、融合性產(chǎn)業(yè)化實踐。

開車將和開飛機(jī)一樣智能

導(dǎo)航大家都常用，那么智能導(dǎo)航定位是什么概念？

在武漢大學(xué)國家衛(wèi)星定位系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心辦公樓外，極目新聞記者看到多臺車輛的頂部都安裝了一些設(shè)備，有的是衛(wèi)星導(dǎo)航接收器，有的是光學(xué)相機(jī)，有的是慣導(dǎo)測試設(shè)備。

中心主任、珞珈實驗室智能導(dǎo)航研究方向首席科學(xué)家姜衛(wèi)平教授介紹，中心有五個研究所和一個國際衛(wèi)星導(dǎo)航組織數(shù)據(jù)分析中心，除了做基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用設(shè)計等工作外，還有不少研究人員日常工作中，要長期開著這些車進(jìn)行戶外實驗。

“現(xiàn)在大家用的導(dǎo)航一是還不夠精準(zhǔn)，比如區(qū)分高架橋上下的高度定位、室外到室內(nèi)定位無縫銜接等方面；二是不夠智能，無法適應(yīng)復(fù)雜路況和無人駕駛的需要?！苯l(wèi)平說，該中心的研究就是要發(fā)展以北斗為代表的GNSS高精度定位、導(dǎo)航和授時方法及面向復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性智能導(dǎo)航等共性技術(shù)，支撐移動智能設(shè)備、機(jī)器人無人系統(tǒng)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、軌道交通等位置服務(wù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。智能駕駛方面，會聯(lián)合企業(yè)攻關(guān)，解決硬件、軟件、方案設(shè)計等方面的難題。

“不久的將來，我們駕駛智能汽車就像開飛機(jī)一樣，上高速或快速公路前就像‘起飛’階段，需要自己操作，上了高速就交給電腦來控制，非常輕松?！苯l(wèi)平說，智能導(dǎo)航是萬物互聯(lián)的重要標(biāo)志，智能駕駛除了能讓駕駛員更輕松、交通更有序、物流更高效外，還是構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，推進(jìn)智能制造的“先遣兵”。

要讓空天裝備用上中國芯

大家都知道，擁有“院士天團(tuán)”的武漢大學(xué)測繪學(xué)科，是國際一流學(xué)科。但是，我國空天科技關(guān)鍵芯片仍需要依賴進(jìn)口，處于被“卡脖子”的狀態(tài)。珞珈實驗室將補(bǔ)齊短板，實現(xiàn)“空天地?！币苿油ㄓ嵱眯酒?、高光譜成像機(jī)芯、導(dǎo)航定位芯片設(shè)計、集成與制造的自主可控。

在武大物理學(xué)院，記者穿上類似防護(hù)服的防塵服，跟隨管志強(qiáng)教授進(jìn)入納米科學(xué)與技術(shù)研究中心微納加工實驗室?！拔覀冎饕_展芯片的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)研究，需要超凈實驗室環(huán)境，比如千級室的標(biāo)準(zhǔn)是每立方米空氣中，直徑超過1微米的顆粒要在10000個以內(nèi)?！惫苤緩?qiáng)說。

在聚焦離子束FIB工作區(qū)，研究人員操作設(shè)備，可以進(jìn)行芯片電路的原位檢測與修復(fù)；在光刻區(qū)，可以進(jìn)行小至30納米以內(nèi)的精細(xì)電路圖案曝光；在鍍膜區(qū)，有幾個大烤箱一樣的裝備，可以通過物理或化學(xué)的方法進(jìn)行鍍膜?！拔覀兊脑O(shè)備可以滿足最大6英寸的硅基半導(dǎo)體工藝的實施?！惫苤緩?qiáng)介紹。

珞珈實驗室在該領(lǐng)域的首席科學(xué)家徐紅星院士介紹，珞珈實驗室將圍繞空天裝備中國芯集中力量攻堅克難，繼續(xù)推進(jìn)芯片先進(jìn)智能制造技術(shù)和以光子作為信息載體的片上集成光信息技術(shù)。

和企業(yè)一起讓生活更智能

在人工智能領(lǐng)域，珞珈實驗室主任、武漢大學(xué)副校長李建成院士擔(dān)任首席科學(xué)家。

李建成院士介紹，此前武漢大學(xué)已經(jīng)成立人工智能研究院，和小米科技共建了人工智能實驗室，接著還會和京東、科大訊飛等頭部企業(yè)合作共建實驗室。不久，在武大校園內(nèi)還能見到和東風(fēng)合作的智能無人駕駛小車。“企業(yè)創(chuàng)新規(guī)模很大，要把企業(yè)的力量引入實驗室，這對科研成果最終產(chǎn)業(yè)化非常重要?！崩罱ǔ稍菏空f。

人工智能會給生活帶來哪些改變？記者來到武漢大學(xué)國家多媒體軟件工程技術(shù)研究中心探訪。

該中心有一個縮小版城市交通監(jiān)控系統(tǒng)仿真模型，模型車在路上按照交通指示燈行駛，每個路口都安裝了監(jiān)控，一旁的電腦實時分析著數(shù)據(jù)流?！俺鞘斜O(jiān)控系統(tǒng)會產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量，難以存儲，我們做的就是有效壓縮和編碼這些數(shù)據(jù)，需要調(diào)用時可以高質(zhì)量復(fù)原、分析。”中心主任、武大人工智能研究院常務(wù)副院長杜博教授介紹，這套系統(tǒng)已在武漢等城市應(yīng)用。

另外，該中心還利用人工智能算法幫助查找和處理所需的視頻畫面，此前曾在破獲武漢一起重大案件時，迅速鎖定了嫌疑人。在尋找交通肇事逃逸車輛時，人工智能算法也能根據(jù)多個路口的畫面“拼”出肇事車的準(zhǔn)確信息，節(jié)約了公安人員的大量時間。

“我們的研究，是用影音的手段結(jié)合人工智能的技術(shù)來服務(wù)社會?！倍挪┙淌谂e例，去年疫情期間，他的團(tuán)隊和武大人民醫(yī)院合作，研發(fā)了新冠肺炎CT影像智能診斷系統(tǒng)，為抗疫做出了貢獻(xiàn)。

武大造衛(wèi)星明年發(fā)射

“珞珈三號02星，爭取明年底按期發(fā)射！它是我們自主設(shè)計、制造、集成、測試的首顆高精度智能遙感衛(wèi)星?！辩箸鞂嶒炇铱仗煨畔⑻綔y與實時智能服務(wù)研究方向首席科學(xué)家龔健雅院士透露。

2018年底，武漢大學(xué)宇航科學(xué)與技術(shù)研究院揭牌成立，龔健雅院士任院長。目前，研究院已擁有制造小衛(wèi)星和遙感儀器的條件和科研團(tuán)隊。龔健雅院士介紹，珞珈三號02星是一顆0.5米的光學(xué)遙感衛(wèi)星，主要用于高精度的測繪和遙感數(shù)據(jù)的獲取，主要技術(shù)指標(biāo)處于國內(nèi)最高水平。

在宇航研究院地下一層的衛(wèi)星環(huán)境實驗室，記者看到一個內(nèi)徑2米、長2.5米的大密封罐。實驗室負(fù)責(zé)人介紹，這是熱真空罐，可以模擬太空的真空和溫度環(huán)境，測試衛(wèi)星對空間環(huán)境的適應(yīng)能力。實驗室里還有給衛(wèi)星精密測量“體重”的設(shè)備，可以模擬空間溫度變化的“衛(wèi)星及載荷溫箱”，以及能模擬發(fā)射階段火箭震動的設(shè)備。

“我們除了研制衛(wèi)星，最主要工作還是研發(fā)衛(wèi)星傳感器，如大型光學(xué)相機(jī)、激光雷達(dá)等遙感儀器設(shè)備?！饼徑⊙旁菏拷榻B，珞珈實驗室要突破對天對地觀測與探測、衛(wèi)星組網(wǎng)、智能衛(wèi)星系統(tǒng)以及空間信息智能服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)問題。這些都需要更精密的儀器和更先進(jìn)的算法。

珞珈實驗室還要實現(xiàn)5分鐘內(nèi)可響應(yīng)的亞米級高清分辨率的智能組網(wǎng)觀測系統(tǒng)。龔健雅院士解釋，我們現(xiàn)在獲取衛(wèi)星影像要經(jīng)過調(diào)動衛(wèi)星拍攝、地面接收站接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)等步驟，需要幾個小時，“未來要做到實時獲取，需要衛(wèi)星能夠在軌處理數(shù)據(jù)，通過遙感衛(wèi)星集成通信功能或者和通訊衛(wèi)星鏈接等辦法，實時傳回5分米甚至更高分辨率的圖像?！?/p>

龔健雅院士暢想，將來我國的衛(wèi)星基礎(chǔ)設(shè)施更充沛以后，市民想去景區(qū)前，可以先調(diào)看衛(wèi)星拍攝的景區(qū)畫面，看游客是否爆滿；媒體報道新聞時，可以直接發(fā)布當(dāng)?shù)貙崟r衛(wèi)星圖片。