打造國家科創(chuàng)新名片

蔡巧玉 李文博

即便已經(jīng)進入21世紀的第二個10年，一談到核技術(shù)，人們依然會下意識地“談核色變”。對此，科學家認為，民眾對于核的恐慌和排斥心理，主要還是源自對于核技術(shù)的不甚了解。事實上，現(xiàn)代核科學技術(shù)的發(fā)展一直引領(lǐng)著前沿科學和新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的跨越。如今，“核技術(shù)”的具體專業(yè)方向早已不僅僅局限于傳統(tǒng)的核電、核動力、核武器，而是極大地延伸擴展到了民用領(lǐng)域的方方面面。

比如，核輻射成像技術(shù)就是核物理學與現(xiàn)代圖像理論相結(jié)合的產(chǎn)物，這是一種利用X射線觀察物體內(nèi)部的技術(shù)。這種技術(shù)可以在不破壞物體的情況下獲得物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和密度等信息，目前已經(jīng)廣泛應用于醫(yī)療衛(wèi)生、國民經(jīng)濟、科學研究等眾多領(lǐng)域。人們在醫(yī)院檢查身體時拍的X光片、CT、核磁共振，以及公共場所常見的安檢儀等都是對核輻射及成像技術(shù)直觀的應用。

清華大學核技術(shù)及應用研究所所長、危爆物品探測技術(shù)國家工程研究中心主任陳志強從事X射線成像理論及相關(guān)研究已近30年，長期致力于發(fā)展自主核心技術(shù)，突破國外的封鎖和壟斷，先后參與和主持了多個國家級和省部級的攻關(guān)項目，在多項關(guān)鍵技術(shù)上取得重大突破，并在科技成果轉(zhuǎn)化一線作出了突出貢獻。

陳志強的背后是一副波瀾壯闊、跌宕起伏的中國核輻射成像技術(shù)與應用事業(yè)的宏偉藍圖，在這條攀登技術(shù)創(chuàng)新高峰的道路上，他榮譽加身，先后榮獲國家級、省部級科技成果獎項20多項，其中包括國家科技進步獎一等獎、國家科技進步創(chuàng)新團隊及國家“萬人計劃科技領(lǐng)軍人才”、國家“知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)軍人才”等諸多獎項，在國際上也聲譽遠播。但是在陳志強看來：“獲獎雖然是值得高興的一件事，但是獲獎的那種成就感和滿足度，并不如我們具體解決了某一個卡脖子的技術(shù)難題和完成了一項國家交給的戰(zhàn)略任務更有意義?！睉汛е粋€“強國夢”，不斷追求技術(shù)上的創(chuàng)新和突破，為國家發(fā)展與百姓生活解決實際問題，才是陳志強和他的團隊始終最為看重的事。

一封感謝信

——國家的需求就是向科技工作者吹響的沖鋒號角。

2022年上半年，在全球新冠肺炎疫情的陰云籠罩下，中國完成了一件舉世矚目的大事——2022年北京冬奧會及冬殘奧會的成功舉辦。

4月上旬，陳志強收到了一封來自北京2022年冬奧會和冬殘奧會組織委員會的感謝信，感謝他和他的科技創(chuàng)新團隊精心設(shè)計的覆蓋冬奧全流程、全環(huán)節(jié)的安檢解決方案，把當前處于世界領(lǐng)先水平的各類安檢技術(shù)及設(shè)備嵌入冬奧安檢工作之中，克服了新冠肺炎疫情等各種困難挑戰(zhàn)，為冬奧會筑起一道安全屏障，保障了冬奧盛會的順利完成，實現(xiàn)了中國政府對國際社會的莊嚴承諾，向世界奉獻了一屆簡約、安全、精彩的奧運盛會。

其實，作為眾多綜合性、特大型活動的“安全技術(shù)專家”，陳志強和他的團隊以尖端科技為全球提供安全保障，已經(jīng)成為各大國際賽事和會議的“?？汀保麄冊缫焉斫?jīng)百戰(zhàn)，有足夠的信心和底氣。但是，在家門口舉辦的冬奧盛會畢竟在陳志強和他的同事們心中，有著更重的分量，他們?nèi)莶坏迷诎踩矫嬗幸唤z一毫的漏洞。

冬奧會作為最重要的國際性體育賽事之一，也是展現(xiàn)一個國家綜合實力的舞臺?！坝捎趨R集各國的運動員、教練員、官員，以及各種工作人員和來自四面八方的觀眾，因此人員組成相當復雜?！睋碛卸嗄隇榇笮唾悤ｑ{護航經(jīng)驗的陳志強自然明白這其中的難度和壓力。尤其與以往不同的是，由于新冠肺炎疫情的原因，這屆冬奧會決定從入境關(guān)口就開始構(gòu)建冬奧安全保障閉環(huán)，這給反恐、公共衛(wèi)生、生態(tài)安全等風險防范領(lǐng)域帶來了更多全新的課題。

國家的需求就是向科技工作者吹響的沖鋒號角。為此，陳志強帶領(lǐng)團隊很早就著手準備，將相關(guān)前沿技術(shù)應用于最新的解決方案之中，進一步為奧運會的安全保障提質(zhì)增效。

陳志強團隊研發(fā)出面向大客流安檢應用場景、區(qū)域智能感知的“大思安系統(tǒng)”，這一系統(tǒng)集成了先進的毫米波和太赫茲非接觸式成像技術(shù)，擁有“波導喇叭陣列及其方法和天線系統(tǒng)”“電磁波成像系統(tǒng)及天線陣列信號校正方法”等近200件國內(nèi)外專利，可通過5G傳輸網(wǎng)絡與深度學習訓練，對區(qū)域內(nèi)太赫茲圖像信息、毫米波圖像信息、光學跟蹤信息進行綜合智能分析，從而實現(xiàn)對密集人流區(qū)域的智能化安全監(jiān)控。對人體隨身攜帶物品可視化非接觸式不停留的安全檢查，具有國際領(lǐng)先水平。團隊提出的人工智能算法大大提高了安檢設(shè)備的探測能力和準確性，減少不必要的搜查和物理接觸，實現(xiàn)了防疫形勢下非接觸式的智慧安檢新模式。

除了比賽場館的安檢技術(shù)研發(fā)外，陳志強帶領(lǐng)創(chuàng)新團隊全程參與到相關(guān)冬奧安全保障閉環(huán)建設(shè)項目中去。與中國海關(guān)等單位進行聯(lián)合攻關(guān)的智能審圖系統(tǒng)，根據(jù)冬奧會期間口岸入境物品種類，持續(xù)進行相關(guān)技術(shù)路線研究和算法升級，實現(xiàn)了對大型集裝箱、車輛、行李等在多種監(jiān)管場景下的快速篩查，完成對違禁品、生物制品等特殊物品，病媒生物、動植物產(chǎn)品等疑似風險物的智能識別。

尤其是CT型行包安檢系統(tǒng)，將先進的雙能CT成像技術(shù)與基于人工智能的判圖技術(shù)深度融合，提供被檢物品的高清二維圖像和三維圖像的同時，能夠?qū)Χ瑠W組委會重點關(guān)注的爆炸物、槍支、管制刀具等禁限品自動檢出并報警，能有效輔助審圖人員進行圖像判別，降低工作負荷，極大增強了冬奧的內(nèi)部安全防護力度。系統(tǒng)在保障國門安全的同時，有效提升通關(guān)效率，做到了更好地服務2022年冬奧會。

“現(xiàn)實世界中需求不斷地升級，倒逼著我們不斷地技術(shù)迭代與突破?！庇绕涫亲?020年的新冠肺炎疫情在全球蔓延以來，全球安全內(nèi)涵發(fā)生了長遠而深刻的變化，陳志強總結(jié)為——從以查危查爆為主的安全探測擴大到查危查爆和病毒防控的雙重職責。

面對“后疫情時代”安檢領(lǐng)域的特殊需求，陳志強在帶領(lǐng)團隊由基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化的探索與實踐過程中，不斷地學習、吸收和創(chuàng)新，不斷完善自我，完成新時期安全檢查的范式變革。所謂的“魔高一尺，道高一丈”，讓國家更安全，讓世界更安全，這正是長久以來陳志強和他的團隊成員能夠不斷向前奮進的內(nèi)在原動力。

亮劍

——面向國際前沿技術(shù)，勇敢地做領(lǐng)跑者。

陳志強的科研起點在清華大學。他攻讀博士學位期間師從我國輻射成像學科帶頭人、清華大學原副校長康克軍教授進行輻射成像技術(shù)理論、成像方法與系統(tǒng)等方向的研究，后來跟隨導師加入清華大學輻射成像創(chuàng)新團隊，從此便在這一領(lǐng)域里深深地扎下了根。

從一名懵懂的新人成長為團隊不可或缺的骨干，再到新一代領(lǐng)軍人物，陳志強見證并親歷了國內(nèi)核輻射成像技術(shù)在安全檢查領(lǐng)域從無到有、從粗獷到尖端、從落后到領(lǐng)先的完整發(fā)展過程。面對外國的技術(shù)壟斷與封鎖，陳志強明白，中國的核輻射成像技術(shù)及裝備要想打一場翻身仗，想在產(chǎn)業(yè)化的道路上取得關(guān)鍵性突破，除了自主創(chuàng)新之外，沒有別的路徑可走！

由中國制造到中國“智”造，雖然只有一字之差，但是其間的技術(shù)含量和實力內(nèi)涵卻是天壤之別。對陳志強和他的團隊而言，攻關(guān)前沿技術(shù)不是一句泛泛而談的口號，而是堅持踐行20多年，且將一直信守的理念?！耙环N材料或者是探測手段的改變都可能帶來顛覆性的創(chuàng)新。所以要時時跟進，關(guān)注新的方向。誰能夠適應行業(yè)需求的變化并及時跟進，就能在將來的發(fā)展過程當中占領(lǐng)先機。這也是我們能立在技術(shù)頂峰之上的強大底氣?！标愔緩娙缡钦f。也正是一代又一代技術(shù)創(chuàng)新的積累，成果才會持續(xù)顯現(xiàn)：從最早的單視角到多視角;從單能到雙能;從密度分辨到物質(zhì)成分的分辨;從單色到雙色、到四色，再到現(xiàn)在的256色;從最早的人工開包檢查、X光射線技術(shù)發(fā)展到可獲取完備數(shù)據(jù)和物質(zhì)自動識別的CT技術(shù);從接觸式檢查到非接觸式;從1999年第一套設(shè)備落戶天津東港海關(guān)，再到今天為全世界170多個國家和地區(qū)的客戶提供安檢領(lǐng)域先進的創(chuàng)新技術(shù)和綜合解決方案，進入民航、海關(guān)、鐵路、大型活動賽事等眾多領(lǐng)域，樹立起“中國智造”在國際舞臺的高科技形象，成為中國科創(chuàng)形象的一張新名片。

陳志強是一個永遠追求領(lǐng)先一步的人，他把這種性格自然也帶入他的科研與工作中，敢做決斷，更敢于“亮劍”。在他成為團隊負責人的第二年，就遇到了一場知識產(chǎn)權(quán)方面的挑戰(zhàn)。當時，陳志強團隊在CT技術(shù)領(lǐng)域進行了一次重大科技創(chuàng)新，提出一種新型貨物安全檢查CT成像技術(shù)，替代傳統(tǒng)CT成像掃描方式，攻克了大型物體無法快速實時CT成像的世界性難題。但是這件在美國申請的專利與來自英國團隊的專利在創(chuàng)新內(nèi)容上幾乎相同，英國人想當然地認為他們的創(chuàng)意比中國人的早，更應該獲得這項專利。這一專利從2011年8月起被宣告進入美國專利抵觸程序。所謂“抵觸程序”，是一種基于先發(fā)明制的美國準司法程序，用以確定來自不同申請人、發(fā)明內(nèi)容相同的兩件專利的歸屬權(quán)。

在美國，和英國團隊打知識產(chǎn)權(quán)的官司，這在當時，就連很多國內(nèi)的行業(yè)專家和律師都覺得不可能取勝，紛紛勸慰陳志強不如接受對方的和解方案，付給對方幾十萬美金，從而共享專利。

花錢和解，有可能還能分一杯羹;打輸了，將再也用不了這項專利，但這是陳志強及其團隊的原創(chuàng)思想，是一件前瞻布局的核心專利，對團隊占領(lǐng)未來市場具有舉足輕重的作用。所有的壓力都擔在了陳志強的肩上?！懊鎸姶蟮膶κ?，明知不敵，也要敢于亮劍！面對無法克服的困難，更要勇于挑戰(zhàn)。失敗并不可怕，可怕的是連面對困難的勇氣都沒有！”這是陳志強給團隊上上下下灌輸?shù)囊环N“亮劍精神”。他決定背水一戰(zhàn)，一方面是源于對自身技術(shù)創(chuàng)新實力的充足信心，另一方面也是要為中國的高科技企業(yè)爭一口氣。

結(jié)果，憑借著提交的一封關(guān)鍵的電子郵件證明材料，美國專利商標局宣布陳志強團隊的專利申請證據(jù)比英國團隊早了兩個月，最后裁定中方團隊的美國專利權(quán)有效。這是當年中國高科技企業(yè)破天荒在美國打贏的第一個專利抵觸案件，在國內(nèi)引起了極大的轟動，甚至被評選為當年度“中國知識產(chǎn)權(quán)十大案例”。

“這表明中國人不比歐美人差，只要敢于思考，敢于去創(chuàng)新，敢于爭奪前沿科技陣地，敢于用知識產(chǎn)權(quán)的手段去保護我們自己?！标愔緩妿ьI(lǐng)團隊取得的勝利極大地增強了中國企業(yè)在國際化道路上爭取創(chuàng)新優(yōu)勢的信心。在核技術(shù)科技創(chuàng)新的這條跑道上，他和團隊已經(jīng)不甘于跟在別人后面做一個跟隨者，他已經(jīng)成為一名領(lǐng)跑者。

“頂天立地”

——面向經(jīng)濟建設(shè)主戰(zhàn)場，面向人民生命健康。

在陳志強看來，科研創(chuàng)新要做到“頂天立地”。

所謂“頂天”，是核輻射成像技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應用研究，“立地”則是成果的落地和轉(zhuǎn)化，要從實驗室里走出去，與實實在在的產(chǎn)業(yè)需求密切結(jié)合，積極對接企業(yè)需求，真正做到利用核輻射成像技術(shù)來解決經(jīng)濟建設(shè)中的實際問題。

近年來，隨著電商經(jīng)濟的火爆，我國快遞物流業(yè)發(fā)展迅速，但與此同時，寄遞渠道面臨的安全風險也呈倍數(shù)增加。物流業(yè)是一個需要速度和安全并重的行業(yè)，物流寄遞安全與社會經(jīng)濟發(fā)展安全和穩(wěn)定息息相關(guān)。幾年前，國務院牽頭國家15個部委聯(lián)合發(fā)布了快遞行業(yè)安檢的“三個百分百”要求，對所有的快遞包裹在寄、送、配、收端都提出了強制的安檢要求。在這種背景下，物流企業(yè)對設(shè)備的要求越來越高，希望分揀速度越來越快。針對這些需求，為幫助快速發(fā)展的物流企業(yè)更好地提升安全性和輸送分揀效率，陳志強團隊集中科研力量，加快了技術(shù)迭代的步伐。他們通過引入人工智能和輻射成像的結(jié)合來提高檢測速度和準確度，同時通過違禁物品自動報警系統(tǒng)的引入，大大減少了企業(yè)在安檢環(huán)節(jié)需要耗費的人力成本。以科技力量提升貨物運轉(zhuǎn)效率，降低因危險品等運輸帶來的寄遞風險，幫助物流企業(yè)更好地響應國家號召，保護人民群眾的生命財產(chǎn)安全，為快遞物流業(yè)高速發(fā)展起到了壓艙石的作用。國家《物流時代周刊》發(fā)布“2021物流時代名人榜”，推選并公布100位對物流行業(yè)產(chǎn)生積極影響、作出突出貢獻的年度人物，陳志強成功入榜。

“智能審圖”是陳志強團隊根據(jù)海關(guān)總署的需求，聯(lián)合攻關(guān)的另一項重要科技成果。利用人工智能對海量機檢歷史圖像及圖像對應物品信息進行深度學習，對大型集裝箱檢查系統(tǒng)、CT型行包檢查系統(tǒng)等設(shè)備掃描圖像實施違禁品智能自動識別，幫助海關(guān)實現(xiàn)了機檢設(shè)備智能審圖的智能化核心技術(shù)和實用化應用成效的雙突破。在口岸查驗時，如遇違禁品，搭載智能審圖系統(tǒng)的行李物品CT機會陸續(xù)發(fā)出警示，海關(guān)關(guān)員根據(jù)系統(tǒng)提示實施開箱查驗，“智能審圖”實現(xiàn)了精準報警。從2018年5月在中國海關(guān)試點以來，“智能審圖”讓違禁品無所遁形，已成為口岸一線關(guān)員的“火眼金睛”，在助力中國海關(guān)打擊走私瀕危物種及制品的行動中發(fā)揮了重要作用。

為滿足港口新型集運方式查驗需求，陳志強帶領(lǐng)團隊為青島港量身定制了全球首創(chuàng)的智能空中軌道集疏運系統(tǒng)，設(shè)計出空中監(jiān)管、空中查驗的在線查驗解決方案，將輻射查驗、放射性物質(zhì)檢測系統(tǒng)、箱號識別系統(tǒng)等各海關(guān)查驗環(huán)節(jié)集成在一個距離地面5.5米的“空中平臺”上，無縫嵌入空軌運行流程，將進口箱機檢率從傳統(tǒng)抽檢的6%～7%提升到現(xiàn)在的100%全覆蓋，實現(xiàn)了空軌技術(shù)與港口業(yè)務的有機融合，打通了集裝箱運輸港、船、站、場間的“最后一公里”，為提升我國自動化碼頭貨物智能轉(zhuǎn)運的查驗效率，以及海關(guān)現(xiàn)代化建設(shè)作出了重要貢獻，同時為全球綠色港口建設(shè)貢獻了“中國方案”。

早在10年前，陳志強團隊就開始跟蹤并研究靜態(tài)CT前沿技術(shù)，致力于推動輻射成像領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)革命。十年磨一劍，不久前，團隊在國際上率先成功研制出基于碳納米管冷陰極分布式X射線源的靜態(tài)CT智能查驗系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)滑環(huán)結(jié)構(gòu)CT，這一系統(tǒng)掃描速度更快，輻射劑量更低，掃描圖像更清晰。這一整體達到國際領(lǐng)先水平的技術(shù)不僅為民航、海關(guān)、物流等行業(yè)領(lǐng)域安全檢查、工業(yè)無損檢測等提供高速、精準、安全的查驗裝備，更為醫(yī)學放射診療等領(lǐng)域提供先進的關(guān)鍵核心器件，為醫(yī)療CT設(shè)備帶來更多技術(shù)上的革命性突破。相關(guān)專利獲得了2022年度日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎。

陳志強一直有一個更大的夢想，希望能用自己的技術(shù)成果推動醫(yī)學的進步和“健康中國”的發(fā)展進程。過去，核心部件的關(guān)鍵技術(shù)長期被國外廠商所壟斷，是嚴重制約國產(chǎn)高端醫(yī)療影像產(chǎn)業(yè)的卡脖子難題。陳志強明白，只有從核心技術(shù)、器件和方法上進行突破性創(chuàng)新，破解難題，才能推動中國的醫(yī)療企業(yè)由技術(shù)跟隨者轉(zhuǎn)變?yōu)樾袠I(yè)引領(lǐng)者。目前，基于分布式X射線源的新型醫(yī)療X射線成像系統(tǒng)已進行研制開發(fā)。下一步，陳志強將帶領(lǐng)團隊深耕醫(yī)療領(lǐng)域，圍繞算法不斷攻關(guān)，讓更多的國人享受到更高效更先進的醫(yī)療儀器，打破國外的技術(shù)和價格壟斷，為人民群眾的生命健康保駕護航。

為了事業(yè)，在過去20多年里，陳志強放棄了出國深造的機會，帶領(lǐng)著土生土長的中國團隊，在核輻射成像技術(shù)的科研與成果轉(zhuǎn)化方面，均達到了世界級的水平。在陳志強看來，科研就如同登山一樣，漫長崎嶇的山道上需要一種堅韌不放棄的信念。在他的人生詞典里，從來沒有過“差不多”、“湊合”和“將就”這樣的字眼，正是這種認真和追求完美的態(tài)度讓他付出了比常人更多的辛苦和努力，但也達到了別人所沒有的高度。

在這個世界上，總有那么一群人，為了歲月靜好，默默地負重前行。談及未來，陳志強表示，他和他的同事們將不會停止探尋的步伐，他們依然將不斷創(chuàng)新，不停挑戰(zhàn)技術(shù)制高點。因為他們明白，只有社會安定和人民健康，一個民族才有底氣，一個國家才能硬氣，才會屹立于世界民族的高山之巔。

（責編：楊思玄）