打造國家科創新名片

蔡巧玉 李文博

即便已經進入21世紀的第二個10年，一談到核技術，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的不甚了解。事實上，現代核科學技術的發展一直引領著前沿科學和新興技術產業的跨越。如今，“核技術”的具體專業方向早已不僅僅局限于傳統的核電、核動力、核武器，而是極大地延伸擴展到了民用領域的方方面面。

比如，核輻射成像技術就是核物理學與現代圖像理論相結合的產物，這是一種利用X射線觀察物體內部的技術。這種技術可以在不破壞物體的情況下獲得物體內部的結構和密度等信息，目前已經廣泛應用于醫療衛生、國民經濟、科學研究等眾多領域。人們在醫院檢查身體時拍的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直觀的應用。

清華大學核技術及應用研究所所長、危爆物品探測技術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研究已近30年，長期致力于發展自主核心技術，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項目，在多項關鍵技術上取得重大突破，并在科技成果轉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與應用事業的宏偉藍圖，在這條攀登技術創新高峰的道路上，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、國家科技進步創新團隊及國家“萬人計劃科技領軍人才”、國家“知識產權領軍人才”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難題和完成了一項國家交給的戰略任務更有意義。”懷揣著一個“強國夢”，不斷追求技術上的創新和突破，為國家發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新團隊精心設計的覆蓋冬奧全流程、全環節的安檢解決方案，把當前處于世界領先水平的各類安檢技術及設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，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，已經成為各大國際賽事和會議的“常客”，他們早已身經百戰，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，他們容不得在安全方面有一絲一毫的漏洞。

冬奧會作為最重要的國際性體育賽事之一，也是展現一個國家綜合實力的舞臺。“由于匯集各國的運動員、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。”擁有多年為大型賽會保駕護航經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口就開始構建冬奧安全保障閉環，這給反恐、公共衛生、生態安全等風險防范領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，陳志強帶領團隊很早就著手準備，將相關前沿技術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增效。

陳志強團隊研發出面向大客流安檢應用場景、區域智能感知的“大思安系統”，這一系統集成了先進的毫米波和太赫茲非接觸式成像技術，擁有“波導喇叭陣列及其方法和天線系統”“電磁波成像系統及天線陣列信號校正方法”等近200件國內外專利，可通過5G傳輸網絡與深度學習訓練，對區域內太赫茲圖像信息、毫米波圖像信息、光學跟蹤信息進行綜合智能分析，從而實現對密集人流區域的智能化安全監控。對人體隨身攜帶物品可視化非接觸式不停留的安全檢查，具有國際領先水平。團隊提出的人工智能算法大大提高了安檢設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研發外，陳志強帶領創新團隊全程參與到相關冬奧安全保障閉環建設項目中去。與中國海關等單位進行聯合攻關的智能審圖系統，根據冬奧會期間口岸入境物品種類，持續進行相關技術路線研究和算法升級，實現了對大型集裝箱、車輛、行李等在多種監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、動植物產品等疑似風險物的智能識別。

尤其是CT型行包安檢系統，將先進的雙能CT成像技術與基于人工智能的判圖技術深度融合，提供被檢物品的高清二維圖像和三維圖像的同時，能夠對冬奧組委會重點關注的爆炸物、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部安全防護力度。系統在保障國門安全的同時，有效提升通關效率，做到了更好地服務2022年冬奧會。

“現實世界中需求不斷地升級，倒逼著我們不斷地技術迭代與突破。”尤其是自2020年的新冠肺炎疫情在全球蔓延以來，全球安全內涵發生了長遠而深刻的變化，陳志強總結為——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”安檢領域的特殊需求，陳志強在帶領團隊由基礎研究向產業化的探索與實踐過程中，不斷地學習、吸收和創新，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在原動力。

亮劍

——面向國際前沿技術，勇敢地做領跑者。

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理論、成像方法與系統等方向的研究，后來跟隨導師加入清華大學輻射成像創新團隊，從此便在這一領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，再到新一代領軍人物，陳志強見證并親歷了國內核輻射成像技術在安全檢查領域從無到有、從粗獷到尖端、從落后到領先的完整發展過程。面對外國的技術壟斷與封鎖，陳志強明白，中國的核輻射成像技術及裝備要想打一場翻身仗，想在產業化的道路上取得關鍵性突破，除了自主創新之外，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，但是其間的技術含量和實力內涵卻是天壤之別。對陳志強和他的團隊而言，攻關前沿技術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。“一種材料或者是探測手段的改變都可能帶來顛覆性的創新。所以要時時跟進，關注新的方向。誰能夠適應行業需求的變化并及時跟進，就能在將來的發展過程當中占領先機。這也是我們能立在技術頂峰之上的強大底氣。”陳志強如是說。也正是一代又一代技術創新的積累，成果才會持續顯現：從最早的單視角到多視角;從單能到雙能;從密度分辨到物質成分的分辨;從單色到雙色、到四色，再到現在的256色;從最早的人工開包檢查、X光射線技術發展到可獲取完備數據和物質自動識別的CT技術;從接觸式檢查到非接觸式;從1999年第一套設備落戶天津東港海關，再到今天為全世界170多個國家和地區的客戶提供安檢領域先進的創新技術和綜合解決方案，進入民航、海關、鐵路、大型活動賽事等眾多領域，樹立起“中國智造”在國際舞臺的高科技形象，成為中國科創形象的一張新名片。

陳志強是一個永遠追求領先一步的人，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權方面的挑戰。當時，陳志強團隊在CT技術領域進行了一次重大科技創新，提出一種新型貨物安全檢查CT成像技術，替代傳統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新內容上幾乎相同，英國人想當然地認為他們的創意比中國人的早，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”，是一種基于先發明制的美國準司法程序，用以確定來自不同申請人、發明內容相同的兩件專利的歸屬權。

在美國，和英國團隊打知識產權的官司，這在當時，就連很多國內的行業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思想，是一件前瞻布局的核心專利，對團隊占領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。“面對強大的對手，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。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的一種“亮劍精神”。他決定背水一戰，一方面是源于對自身技術創新實力的充足信心，另一方面也是要為中國的高科技企業爭一口氣。

結果，憑借著提交的一封關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比英國團隊早了兩個月，最后裁定中方團隊的美國專利權有效。這是當年中國高科技企業破天荒在美國打贏的第一個專利抵觸案件，在國內引起了極大的轟動，甚至被評選為當年度“中國知識產權十大案例”。

“這表明中國人不比歐美人差，只要敢于思考，敢于去創新，敢于爭奪前沿科技陣地，敢于用知識產權的手段去保護我們自己。”陳志強帶領團隊取得的勝利極大地增強了中國企業在國際化道路上爭取創新優勢的信心。在核技術科技創新的這條跑道上，他和團隊已經不甘于跟在別人后面做一個跟隨者，他已經成為一名領跑者。

“頂天立地”

——面向經濟建設主戰場，面向人民生命健康。

在陳志強看來，科研創新要做到“頂天立地”。

所謂“頂天”，是核輻射成像技術領域的基礎研究和應用研究，“立地”則是成果的落地和轉化，要從實驗室里走出去，與實實在在的產業需求密切結合，積極對接企業需求，真正做到利用核輻射成像技術來解決經濟建設中的實際問題。

近年來，隨著電商經濟的火爆，我國快遞物流業發展迅速，但與此同時，寄遞渠道面臨的安全風險也呈倍數增加。物流業是一個需要速度和安全并重的行業，物流寄遞安全與社會經濟發展安全和穩定息息相關。幾年前，國務院牽頭國家15個部委聯合發布了快遞行業安檢的“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，物流企業對設備的要求越來越高，希望分揀速度越來越快。針對這些需求，為幫助快速發展的物流企業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，加快了技術迭代的步伐。他們通過引入人工智能和輻射成像的結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的引入，大大減少了企業在安檢環節需要耗費的人力成本。以科技力量提升貨物運轉效率，降低因危險品等運輸帶來的寄遞風險，幫助物流企業更好地響應國家號召，保護人民群眾的生命財產安全，為快遞物流業高速發展起到了壓艙石的作用。國家《物流時代周刊》發布“2021物流時代名人榜”，推選并公布100位對物流行業產生積極影響、作出突出貢獻的年度人物，陳志強成功入榜。

“智能審圖”是陳志強團隊根據海關總署的需求，聯合攻關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、CT型行包檢查系統等設備掃描圖像實施違禁品智能自動識別，幫助海關實現了機檢設備智能審圖的智能化核心技術和實用化應用成效的雙突破。在口岸查驗時，如遇違禁品，搭載智能審圖系統的行李物品CT機會陸續發出警示，海關關員根據系統提示實施開箱查驗，“智能審圖”實現了精準報警。從2018年5月在中國海關試點以來，“智能審圖”讓違禁品無所遁形，已成為口岸一線關員的“火眼金睛”，在助力中國海關打擊走私瀕危物種及制品的行動中發揮了重要作用。

為滿足港口新型集運方式查驗需求，陳志強帶領團隊為青島港量身定制了全球首創的智能空中軌道集疏運系統，設計出空中監管、空中查驗的在線查驗解決方案，將輻射查驗、放射性物質檢測系統、箱號識別系統等各海關查驗環節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抽檢的6%～7%提升到現在的100%全覆蓋，實現了空軌技術與港口業務的有機融合，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運的查驗效率，以及海關現代化建設作出了重要貢獻，同時為全球綠色港口建設貢獻了“中國方案”。

早在10年前，陳志強團隊就開始跟蹤并研究靜態CT前沿技術，致力于推動輻射成像領域的產業革命。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CT智能查驗系統，相比傳統滑環結構CT，這一系統掃描速度更快，輻射劑量更低，掃描圖像更清晰。這一整體達到國際領先水平的技術不僅為民航、海關、物流等行業領域安全檢查、工業無損檢測等提供高速、精準、安全的查驗裝備，更為醫學放射診療等領域提供先進的關鍵核心器件，為醫療CT設備帶來更多技術上的革命性突破。相關專利獲得了2022年度日內瓦國際發明展金獎。

陳志強一直有一個更大的夢想，希望能用自己的技術成果推動醫學的進步和“健康中國”的發展進程。過去，核心部件的關鍵技術長期被國外廠商所壟斷，是嚴重制約國產高端醫療影像產業的卡脖子難題。陳志強明白，只有從核心技術、器件和方法上進行突破性創新，破解難題，才能推動中國的醫療企業由技術跟隨者轉變為行業引領者。目前，基于分布式X射線源的新型醫療X射線成像系統已進行研制開發。下一步，陳志強將帶領團隊深耕醫療領域，圍繞算法不斷攻關，讓更多的國人享受到更高效更先進的醫療儀器，打破國外的技術和價格壟斷，為人民群眾的生命健康保駕護航。

為了事業，在過去20多年里，陳志強放棄了出國深造的機會，帶領著土生土長的中國團隊，在核輻射成像技術的科研與成果轉化方面，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，他們依然將不斷創新，不停挑戰技術制高點。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）