12月18 日，中国科学院院士、半导体物理和器件专家、中科院上海技术物理研究所研究员，复旦大学光电研究院院长褚君浩出席以“科技创新·智造嘉速”为主题的专精特新高质量发展大讲堂（第四期）智能制造专场。褚君浩表示，科技创新对智能制造发展起到关键的推动作用。智能化是第四次工业革命的总趋势，智能化时代最大的特点就是智能化系统，智能化系统在人工智能中应用广泛，其核心在于智能制造。而智能制造的关键在于提升核心技术水平，推动智慧低碳智能制造发展。
在中国科学院院士褚君浩看来，人类社会在经历了机械化、电气化、信息化等三次工业革命后，以智能化为特征的第四次工业革命已经发生。智能时代的特点就是智能化的系统，即将智慧融入物理实体系统。
褚君浩介绍，基于信息的动态感知、智慧识别和自动反应三大支撑，以数字化智能化为核心，智能时代推动智能化分布式能源系统、低碳技术、能源互联网、人工智能、智慧城市、先进材料、智能化诊断、智慧医疗等建设，以及传统工业的智能化升级数字化转型。比如，我们曾经看到有一个打乒乓球的机器人，它看得见乒乓球怎么过来，分析乒乓球的轨迹，然后把乒乓球打回去，这就涉及到动态感知、智慧分析、快速反应。
提升核心技术水平
对于智能制造，仪器设备化是其产品形态，半导体芯片、核心元部件缺一不可。褚院士表示，现阶段我国正处在传统工业智能数字化转型过渡期，实验室多依赖进口设备，这使得我们在国际市场发展被动，为了更好占据高端市场，必须自主研制芯片，发展核心元部件，这样才能在国际社会掌握发展主动权，加快数字化转型。
在整个智能制造里，智能化系统有两个核心技术，一个是实时感知技术，通过传感器芯片来实现，并要求非常灵敏、非常高效、非常快速。光电传感器等光、声、热、电、磁相互转换的各种各样的传感器，都需要具备高性能。一个是智慧分析技术，通过模型分析和大数据分析实现，这一技术能够分析传感得到的信息是说明什么问题，怎么样来应对问题。
首先，传感器代替人眼、鼻子、耳朵，把光、热、电、磁、生物过程变成电。传感器应用范围广泛，无处不在，大到应用于风云气象卫星、“嫦娥”飞船、火星探测器、无人机等；小到生活中的卫洗丽、酒驾测试、燃气泄漏报警器、烟雾探测器、电子温度计、火险报警、电子血压计、电子秤、气压计、人体感应灯、电子围墙、夜视仪等等。智能手机是传感器技术最前沿最集中的应用领域。
褚院士建议，我国应大力发展传感器和物联网技术。高性能的传感器具有更低的成本、更快的速度、更高的集成度、更智能化的应用等优势。它比人的感官功能更加强大，可谓是千里眼、顺风耳、火眼金睛。
第二个核心技术，就是智慧分析，通过模型分析、大数据分析来实现。褚君浩认为，我们所处的世界是一个波动世界。空间引力波、电磁波、机械波。是波就有频率、强度、位相、偏振。通过对波的特征参数进行获取、标定、分析，可以得到很多信息。例如，不同水果的光谱都是不一样的，就如人脸特征不同、指纹特征不同，如果建立好不同物体的光谱数据库，就可以通过采集物体的光谱分析物体的成份。嫦娥三号、四号就在月球表面采集岩石光谱来分析岩石成份。当我们获取波谱特征，并存入数据库后，应用时就可以将测量到的波谱，对比数据，进行分析判断，从而精准分析得出结论。
推动智慧低碳智能制造发展
当然，城市的智能化不可能一蹴而就。在褚君浩看来，它既需要核心技术水平的支撑，也需要推动智慧低碳转型。智慧城市建设需紧抓实时传感、智慧分析两个核心技术，利用互联网、物联网、模型和控制作为信息基础，通过感知、互联、分析、反应四个层面，最后应用于城市综合管理、交通物流贸易、能源环境安全、医疗文化教育和城市社区安居五大场景。
褚君浩提出，智能制造重点面向四大领域。首先，面向信息传感科技，需从源头研究光、电、磁、热、声之间的相互作用和转换规律，发明新技术，实现感存算一体化，实现精准探测识别，提升信息获取处理的技术水平。
其次，面向物联网技术产业，褚院士提出，应大力发展传感器和光电器件产业，发展分布式能源互联网系统，发展无人驾驶产业，发展机器人、人工智能产业。建设基础波谱数据库，服务各产业智慧升级，满足大城市治理中的重大需求。褚院士提到，想要实现低碳化、绿色的生产与生活方式，目前还需突破一些关键技术，包括可再生能源技术、储能技术、智能电网技术、新能源技术、云计算、物联网、传感的技术、分析的技术等。褚院士建议发展“光伏+”产业，包括光伏+制氢、光伏+5G通信、光伏+新能源汽车、光伏+建筑。他预测未来5年，全球新能源汽车销量将会提升至2000万辆。在此趋势下，与新能源汽车相配套的基础设施建设也将逐渐完善。而随着光伏充电桩建设业务逐渐扩大，光伏＋新能源汽车应用模式将更加普及。此外，建筑光伏有助于建筑减碳，按方式可分为BAPV（光伏与建筑简单组合连接，分布式的主体）和BIPV（光伏建筑一体化，或光电建筑），在安全性、观赏性、便捷性和经济性方面都具备一定优势。
第三，面向智慧医疗、政务、交通、社区、教育、金融、生活、远程办公和数字经济的智慧城市框架建设，褚院士认为，应依托传感器获取信息来源，遵循技术治理思路，分析数据，最后采取措施，从而提高城市治理效能。
第四，面向人民生命健康，褚院士提出，应构建安全健康的城市，加强生物信息学研究，提升智慧医疗水平，加强城市防疫应急保障体系建设，构建全程数据化信息医学模式，把全生命周期健康管理观念贯穿数字城市的规划、建设、管理全过程。比如抑郁症感知识别技术，可以通过仪器捕捉小朋友的瞳孔、表情、语音、脑电、心电、影像、行为，监测小朋友有没有抑郁症，最后通过大数据分析得出结论。另外还有大家比较关心的领域，比如家庭服务机器人、教育机器人、娱乐机器人、无人驾驶、数字物流、智能化预警等，这些都是跟人工智能相结合的新业态，正逐渐成为智能制造发展的新亮点。
褚院士总结道，科技创新促进智能制造发展。在智能时代背景下，科技创新不断提升信息传感分析和数字技术水平、促进传感器物联网与智慧低碳智能制造产业发展，从而推动数字经济高质量发展，促进新质生产力，提高人们生活水平。
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