還記得普羅米修斯里面那個生病老人的錄像嗎？還記得鋼鐵俠托尼的智能電腦管家“賈維斯”嗎？這些都是全息投影技術。如今，這樣的黑科技已經(jīng)在我們的身邊出現(xiàn)了。
近日，重慶理工大學機械工程學院教授楊巖帶領研究小組研發(fā)的數(shù)字全息顯微鏡樣機已經(jīng)基本完成，預期在年內(nèi)就可進行試驗性測量工作。
“與傳統(tǒng)顯微鏡不同，我們研發(fā)的數(shù)字全息顯微鏡可以對動態(tài)目標進行實時的空間觀測，研究人員可以對目標進行360度的空間觀察，使測量更加直觀�！睋�(jù)楊巖介紹，全球只有瑞士一家企業(yè)對數(shù)字全息顯微鏡進行了商業(yè)化生產(chǎn)，但在實時性方面，目前只能作到微米尺度的實時動態(tài)顯示。而國內(nèi)對數(shù)字顯微全息技術的研究基本都處在實驗室光學平臺上試驗的階段。
完成全息顯微鏡研發(fā) 下一步想做全息電視
“現(xiàn)在市面上有很多所謂的全息技術產(chǎn)品，是利用欺騙人眼的方式使人獲得三維感，真正的全息技術是在空間真實顯示一個物體，但是很遺憾，目前的技術水平只能做到靜態(tài)顯示，或者是微米級別空間場內(nèi)目標的動態(tài)顯示，我們研發(fā)的技術目前可以實現(xiàn)毫米級別空間場動態(tài)目標的實時顯示，今后預期可以擴展到大目標的實時顯示，比如全息電視�！睏顜r以一個細胞為例表示，如果用新型的全息顯微技術觀測，細胞將在空間中運動，人可以使用任意角度進行觀察�！跋喈斢谶@個細胞是飄在你面前的，上下左右隨意觀察。這就是我們這幾年一直在做的事情�！�
楊巖的數(shù)字全息顯微鏡研究開始于五年前，但對于全息技術的研究則要追溯到2003年到韓國讀博。
“當年我的導師有兩個研究方向，一個是做流體研究，另一個就是全息技術。其實從面試到報到，我們一直確定以后的研究方向是流體，但就在報到那天，老師隨口一說，說自己還有全息研究，那時年輕，搞不懂的都想去做做�！比⒓夹g和楊巖以往的知識體系毫無關系，他甚至連全息這個英文單詞都不知道。但導師的解釋和圖片展示讓他對全息產(chǎn)生了極大的興趣，決定開展這方面研究。
下定決心研究全息技術后，楊巖從專業(yè)單詞開始學，然后是各種概念、程序等等。每天他都要去給老師匯報今天學了幾個概念或者編程的命令，有什么用處。半年后，楊巖基本入門了。
“入門之后就越來越有興趣，而且是懂的越多，不懂的就更多，解決一個問題之后發(fā)現(xiàn)還有更多問題，這極大地激發(fā)了我的興趣�！� 據(jù)楊巖回憶，當年每天最遲七點半進入實驗室，晚上兩三點才回去寢室，有時甚至直接住在實驗室。“真的是辛苦，但是現(xiàn)在想來還是比較值得�！�
楊巖畢業(yè)時，導師曾問他回國后是否會繼續(xù)從事全息技術研究，楊巖表示用五年時間來研究，如果沒有成果，就會選擇放棄，因為畢竟自己本來的專業(yè)是機械方向。
“回國之后就從事這塊研究，而且想把全息技術用來檢測流體，才有了現(xiàn)在的全息顯微鏡�！睏顜r說，全息顯微鏡樣機已經(jīng)能基本實現(xiàn)空間觀測，目前正在完善軟件，使全息呈現(xiàn)更清晰流暢�！耙恢毕氚讶@微鏡做成商品化，所以跟企業(yè)進行了技術合作，年底應該會有東西出來�！�
完成了全息顯微鏡后，楊巖將目光投向了全息電視。在他看來，如果一個活動的細胞顯示能實現(xiàn)，那么把這個細胞換成動態(tài)影片，理論上是可以實現(xiàn)全息電視的。
“但這條路還比較遠，全息顯微鏡我們做了5年，電視是一個產(chǎn)業(yè)問題，投入將更大，但肯定是我的一個目標�！� 楊巖說，歐盟投入了20億歐元做全息電視研究，很多國家也都在做這方面研究，“我們目前這個實時技術，也可以在全息電視技術方面解決一定的問題，不管是從興趣還是責任講，搞研究的人還是要做一點貢獻�！�
全息技術從無到有 有人質(zhì)疑也有人支持
從韓國回來后，因為全息技術研究需要大量投入，楊巖開始申請國家自然科學基金青年基金，希望能得到更多經(jīng)費支持。然而因為種種原因，一直到第四次，楊巖才申請到國家自然科學基金。
“中間我也想過是不是偏了點，不被認可，但很多評語是認可這個基礎，就是懷疑研究條件。”據(jù)楊巖回憶，才回國時，手里的研究項目經(jīng)費僅有兩三萬。在這樣的條件下，只能想盡辦法節(jié)約出錢來做全息技術研究。
“其實我們一個光學平臺就要兩三萬，還是最撇的�！睏顜r說，買透鏡時，要多家比較，哪怕只節(jié)約幾十塊錢就可以買另外的東西。為了做實驗，他還去借本科生的物理實驗室，有段時間甚至跑回韓國導師那里或委托那邊的學生幫忙做實驗。
盡管一直沒有申請到國家基金，但理工大學校內(nèi)的領導和老師卻給予了楊巖很大支持。機械工程學院院長郭曉東當時是學校重點實驗室主任，看到楊巖的努力，專門給了他一個房間作為實驗室。楊巖本科時的老師黃金教授還把自己的科研經(jīng)費拿出一部分支持他。
“當時有單獨的實驗室還是很激動，因為你報申請材料的時候就可以寫，可以拍照。當時雖然很多人質(zhì)疑我偏移了機械，但是各級領導還是很支持，因為他們作為學者來說，對全息的發(fā)展是認同的。”
第四年，楊巖申請到了國家自然科學基金面上項目，當他把這個消息告訴自己的研究生時，大家都激動不已�！耙驗橛辛私�(jīng)費我們馬上就可以買設備，有的研究生就翻出之前沒有錢買不起的設備，問是不是可以考慮買了。”楊巖說，當年很困難，因為興趣一直在堅持，但當你把研究做到一定程度后，就不會考慮其他，會覺得這是自己應該做的事情。
研發(fā)農(nóng)機測量臺 提高重慶農(nóng)業(yè)機械化水平
四年前，理工大學時任副校長許洪斌教授發(fā)現(xiàn)重慶農(nóng)業(yè)機械化程度極低，適合山區(qū)丘陵的農(nóng)機僅有一種微耕機，決定組建團隊進行農(nóng)機研究，楊巖教授的研究小組加入其中。
“從科技研發(fā)方面講，這里面有大量的技術難題需要解決，這是科技工作者責無旁貸的任務，另一個層面就是我們都是高校教師，還是要做點實事，解決一些老百姓實際問題，所以當時成立了專門的研發(fā)團隊�！睋�(jù)楊巖介紹，就農(nóng)業(yè)機械化程度而言，我國與國外差距很遠。國內(nèi)而言，北方優(yōu)于南方，但大機器基本是進口，被國外壟斷。
我國有百分之六十的丘陵地區(qū)，糧食產(chǎn)量百分之六十在丘陵，但這些地區(qū)的機械化程度卻非常低，而整個山地農(nóng)機行業(yè)僅有微耕機在廣泛使用。同時，農(nóng)機市場技術含量低，重慶企業(yè)自己研發(fā)的小型的山地聯(lián)合收割機平均無故障工作時間僅有20個小時，也就是一天干8個小時，三天就會壞一次。
“有一次看過德國的農(nóng)機視頻后，發(fā)現(xiàn)我們差太遠了，這也愈發(fā)地激發(fā)了我們這些搞科研的，不光從社會責任、還是科技角度，都要趕上他們，更要為我們的農(nóng)民做點實事�！睏顜r說，團隊研發(fā)了多功能山地作業(yè)機、新型聯(lián)合收割機等適合丘陵山區(qū)的作業(yè)機型，但發(fā)現(xiàn)山地農(nóng)機所需的種類太多，不可能每樣都去研發(fā)，通過一段時間的摸索，團隊逐漸發(fā)現(xiàn)山地農(nóng)機最欠缺是測試技術。
“目前的山地農(nóng)機沒有試驗環(huán)節(jié)，生產(chǎn)出來后就直接推向市場，壞了再拿回來修。實際上正常的程序應該是，樣品出來后進行測試，然后再返回修改，但現(xiàn)在沒有測試環(huán)節(jié)，所以我們發(fā)現(xiàn)要解決農(nóng)機產(chǎn)品質(zhì)量問題的源頭，是在于測試�！币虼�，楊巖和團隊開始做一系列的試驗裝置。他們?yōu)閺S家提供試驗臺，對樣品進行測試，設計人員根據(jù)測試后獲得的數(shù)據(jù)進行修改，這樣就從源頭上解決了農(nóng)機的質(zhì)量問題。
“其實現(xiàn)在我們的農(nóng)機設計人員能設計出很多東西，但問題是設計出來之后不好用，不好用的根源就是沒有相關的測試實驗手段，這是行業(yè)目前急需解決的關鍵問題�！睏顜r說，目前他也正在研究將全息技術和農(nóng)業(yè)方面的測量領域相結合，探索一些新路徑。
楊巖簡介：
楊巖，教授，碩士生導師。重慶市巴渝學者，重慶市高校優(yōu)秀人才，江蘇省雙創(chuàng)人才，全國機械原理研究會理事、西南分會副理事長，重慶農(nóng)業(yè)機械標準化委員會委員，sci雜志《Science and Technology of Nuclear Installations》、《Advances in Materials Science and Engineering》客座主編，重理工-威馬農(nóng)業(yè)機械研究所所長，重慶理工大學智能山地農(nóng)業(yè)機械研究所所長，江蘇省沼液沼渣出料機械工程技術研究中心副主任。
1993.09-1997.07，獲得重慶工業(yè)管理學院機械設計專業(yè)學士學位；2002.09-2005.07，獲得重慶大學固體力學專業(yè)碩士學位；2006.03-2009.06，獲得韓國國立全南大學機械工程專業(yè)博士學位，2010.02-2010.08，韓國國立全南大學汽車研究所博士后研究員。1997.07-至今，重慶理工大學機械學院教師。在國內(nèi)外重要刊物如Optics Communications、Applied Optics、中國激光等發(fā)表論文數(shù)十篇；授權專利10余件。
研究領域：高精度數(shù)字全息測量技術、智能山地農(nóng)業(yè)機械
