相信很多80后的朋友都對(duì)上世紀(jì)80年代的一部美國(guó)電視劇記憶深刻——《霹靂游俠》,。在劇中，一輛名叫KITT的Pontiac Firebird Trans-AM智能汽車吸盡了人們的眼球,，利用各式各樣,、變化莫測(cè)的人工智能在罪犯橫行的世界中行俠仗義，鋤強(qiáng)扶弱,。能說話,、能思考、能交流的它讓每一個(gè)觀眾都想即刻擁有這么一輛超能力的汽車,。KITT有句最為經(jīng)典的臺(tái)詞就是“請(qǐng)別叫我‘汽車’或者‘幾只輪子’,，我是奈特工業(yè)2000號(hào)”，由這句臺(tái)詞帶來的思考更多是對(duì)未來車輛交通智能化技術(shù)革新的向往,。

什么是車輛智能化

隨著幾十年科技和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,，車輛交通智能化技術(shù)從無(wú)到有，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,，從單一形式到網(wǎng)絡(luò)形式,，從有人駕駛模式到無(wú)人駕駛模式，逐漸形成了未來車輛,、交通發(fā)展的方向,。就目前的汽車而言，現(xiàn)行成熟的智能模式包括自動(dòng)泊車,、主動(dòng)剎車制動(dòng),、自適應(yīng)巡航、車道偏離系統(tǒng),、夜視系統(tǒng)等,。這些模式都較為單一,，主要以輔助有人駕駛為主，提高車輛的主動(dòng)安全性,。如今，各大汽車廠商和互聯(lián)網(wǎng)巨頭都在開發(fā)更為復(fù)雜的智能系統(tǒng),。

歐洲SARTRE（安全環(huán)保的公路列車）項(xiàng)目定位在傳統(tǒng)公路上可實(shí)施的技術(shù),，讓駕乘成為一種享受。駕駛者在行駛中可釋放雙手,，通過玩平板電腦,、手機(jī)、書刊打發(fā)時(shí)光,，就可直抵陽(yáng)光迷人的海灘或是重要的商務(wù)場(chǎng)所,。這個(gè)項(xiàng)目已在瑞典Hallered的沃爾沃試驗(yàn)場(chǎng)完成了技術(shù)演示工作。4輛搭載智能系統(tǒng)的車輛可在引導(dǎo)卡車的帶領(lǐng)下以高達(dá)90km的時(shí)速自動(dòng)行駛,，實(shí)現(xiàn)編組車隊(duì)在日常交通的綜合路況下行駛,。沃爾沃汽車公司技術(shù)專家ErikCoelingh介紹說：“為了做到這一點(diǎn)，我們擴(kuò)展了當(dāng)前安全和輔助系統(tǒng)中的攝像頭,、雷達(dá)和激光技術(shù),，這些系統(tǒng)包括自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、城市安全系統(tǒng),、車道保持輔助系統(tǒng),，盲點(diǎn)信息系統(tǒng)和停車輔助系統(tǒng)?！?/span>

通用汽車公司展示了新一代車對(duì)車信息交技術(shù)系統(tǒng)（V2V Communication）,，此項(xiàng)技術(shù)利用無(wú)線通信原理和GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)，通過安裝在汽車中的雷達(dá)信息收發(fā)器定位監(jiān)測(cè)路況信息,，最終可以實(shí)現(xiàn)車輛完全無(wú)碰撞行駛,，從而使更多的駕駛者或者行人避免在車禍中受傷或失去生命。

美國(guó)福特公司針對(duì)車輛智能化應(yīng)用推出了Intelligent Vehicle Technology車對(duì)車無(wú)線技術(shù),，將無(wú)線智能通信技術(shù)應(yīng)用于高速公路和交通系統(tǒng)中,，旨在實(shí)現(xiàn)汽車之間的“對(duì)話”和自動(dòng)組網(wǎng)通信，有效地減少交通事故,，大大減少汽車油耗,。

德國(guó)寶馬公司也開發(fā)了一套車對(duì)車無(wú)線技術(shù)，通過這套危險(xiǎn)屏蔽系統(tǒng),，行駛中的汽車可獲得更多周邊的路況信息,，包括堵車預(yù)警、救護(hù)車輛信息,、天氣狀況等,。

谷歌已經(jīng)獲得了半自動(dòng)駕駛汽車轉(zhuǎn)型為全自動(dòng)駕駛汽車的專利技術(shù),，在這項(xiàng)技術(shù)中，汽車通過一套搭載在汽車頂端的感應(yīng)裝置來感知行駛過程中的環(huán)境,，實(shí)現(xiàn)汽車的全自動(dòng)駕駛,。

目前，無(wú)人駕駛汽車所需要的技術(shù)已經(jīng)基本具備,，這些技術(shù)包括以雷達(dá)為基礎(chǔ)的巡游控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng),、運(yùn)動(dòng)傳感器、路線變化報(bào)警裝置和衛(wèi)星數(shù)字地圖,。智能車輛技術(shù)包括傳感技術(shù),、通信技術(shù)、智能技術(shù)和控制技術(shù),，而在這四個(gè)技術(shù)中,，通信技術(shù)和智能技術(shù)處于核心地位，傳感技術(shù)和控制技術(shù)則是核心技術(shù)與外部世界的接口,。車輛智能通信技術(shù)應(yīng)具有信息交流和實(shí)物探測(cè)的功能,，天線、雷達(dá)則是這一技術(shù)的核心,。

超材料力助車輛智能化

超材料,，英文名metamaterial，其中拉丁語(yǔ)詞根“meta-”表示超出,、非凡,、另類之意。超材料指的是具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料,，一般包括新奇的人工微結(jié)構(gòu)和底材,。自2006年美國(guó)杜克大學(xué)Smith教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組設(shè)計(jì)、制造了著名的“隱身衣”以來,，超材料頻頻亮相于各個(gè)領(lǐng)域,，受到各國(guó)政府、學(xué)者,、產(chǎn)業(yè)界廣泛的關(guān)注和重視,。充分利用超材料的設(shè)計(jì)思想可提升傳統(tǒng)材料的性能，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整,，甚至可對(duì)一個(gè)行業(yè)產(chǎn)生顛覆性的效果,。

比如，超材料天線是一類使用超材料作為基板的新型天線系統(tǒng),，與傳統(tǒng)天線相比,，可顯著增大天線輻射效率、提高天線方向性系數(shù)和增益，同時(shí)可減小天線系統(tǒng)的尺寸,，使天線系統(tǒng)小型化和便攜化,。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó),、歐盟,、日本等，都專門啟動(dòng)了關(guān)于超材料天線的研究計(jì)劃,，組織了眾多相關(guān)領(lǐng)域頂尖科學(xué)家,，并給予高額的研究經(jīng)費(fèi)支持。美國(guó)SI2 Technologies Inc公司已開發(fā)出幾種超材料技術(shù),，并成功地應(yīng)用于天線和陣列系統(tǒng)。這些技術(shù)一方面減少天線尺寸,，另一方面又能維持高效地工作狀態(tài),。將超材料天線融合入車輛工程之中，既可以提升車輛天線的使用效能,，又不至于破壞車輛整體的氣動(dòng)特征和美觀,。

Echodyne，一家位于西雅圖高科技公司,，由微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨和保羅·艾倫共同出資成立,，致力于開發(fā)新型高性能雷達(dá)，可被應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車等,。此項(xiàng)技術(shù)允許車輛在一定條件下完成獨(dú)立操作,，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。Echodyne首席技術(shù)主管Tom Driscoll認(rèn)為,，利用超材料來制備雷達(dá),，可在成本、尺寸,、重量和性能超越現(xiàn)有傳統(tǒng)雷達(dá),。目前，和大部分超材料公司一樣,，Echodyne的產(chǎn)品仍然面向的是政府和國(guó)防,，但首席執(zhí)行官EbenFrankenberg說：“Echodyne對(duì)于超材料新興市場(chǎng)和應(yīng)用更為感興趣，因?yàn)檫@會(huì)為Echodyne帶來更多商業(yè)上的機(jī)會(huì),，比如我們可以將超材料雷達(dá)作為視覺系統(tǒng)用在自動(dòng)駕駛或無(wú)人駕駛車輛上,。”谷歌自動(dòng)駕駛汽車?yán)眉す饫走_(dá)創(chuàng)建一份有關(guān)車周圍環(huán)境的即時(shí)高清地圖,，但此雷達(dá)售價(jià)高昂,，約為8000美元，而Echodyne正在設(shè)計(jì)的雷達(dá)可能很快將會(huì)以低成本取代它。

Lamda Guard Inc是一家位于加拿大的科技創(chuàng)新公司,，主要致力于透明光學(xué)薄膜的制備,，但這一薄膜與眾不同的地方在于使用了超材料作為組成元素，可屏蔽特殊顏色和波長(zhǎng)的光線,。該薄膜已成功應(yīng)用于視覺玻璃和透明塑料制品表面,，如眼鏡、護(hù)目鏡和擋風(fēng)玻璃等,。由于夜間對(duì)向行駛車輛遠(yuǎn)光燈照射易使駕駛員短暫性失明,，造成交通事故，再加上汽車廠商對(duì)激光大燈的開發(fā)和使用（如奧迪,、寶馬在其高檔車型上都配備了激光大燈）,，夜間行車的安全問題將會(huì)日益突出。而Lamda Guard Inc公司的光線屏蔽超材料薄膜有望在此領(lǐng)域得到應(yīng)用,，以增加汽車行駛時(shí)的主動(dòng)安全性,。

Evolv Technologies是一家位于波士頓的超材料公司，為Intellectual Ventures剝離出來三家公司之一,，另外兩家分別是Kymate和Echodyne,。EvolvTechnologies的超材料產(chǎn)品主要是面向高端用戶的下一代毫米波安全成像系統(tǒng)，例如機(jī)場(chǎng)安檢掃描系統(tǒng)等,。目前,，Evolv Technologies旗下的產(chǎn)品已擴(kuò)展到其他應(yīng)用領(lǐng)域，如醫(yī)學(xué)診斷,。超材料在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用將比現(xiàn)有的B超,、MRI和X光更快，對(duì)人體傷害更小,。下一階段,，Evolv Technologies超材料產(chǎn)品將進(jìn)一步在成像系統(tǒng)中得到應(yīng)用，并將逐步擴(kuò)展到材料的探傷診斷領(lǐng)域,，比如車輛健康監(jiān)測(cè),、墻體缺陷探測(cè)等等。車輛健康監(jiān)測(cè)將有效地降低車輛金屬結(jié)構(gòu)疲勞損傷所造成的安全事故,。

超材料作為一類新興的技術(shù)門類,，將在未來智能化汽車應(yīng)用中大顯身手。超材料能帶給汽車行業(yè)的不僅僅只是自動(dòng)駕駛,、無(wú)人駕駛等智能模式,，而且還能使未來汽車具有生物一般的“感知”能力，進(jìn)入監(jiān)測(cè),、識(shí)別,、判斷等超智能模式。

我國(guó)超材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

超材料屬于國(guó)家戰(zhàn)略技術(shù)，我國(guó)政府對(duì)超材料技術(shù)予以了高度關(guān)注,，分別在863計(jì)劃,、973計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等科技計(jì)劃中予以立項(xiàng)支持,，涉及電磁黑洞,、超材料隱身技術(shù)、介質(zhì)基超材料以及聲波負(fù)折射等基礎(chǔ)研究方面,。

在國(guó)內(nèi),，以深圳光啟為代表的眾多科研機(jī)構(gòu)已在研究超材料在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，并取得了相當(dāng)大的進(jìn)展,。例如：在光波和超低頻超材料領(lǐng)域發(fā)展出慢波超材料,，提出了超材料在成像、隱身,、磁共振成像和靜磁場(chǎng)增強(qiáng)方面的應(yīng)用,；研究了超材料對(duì)電磁波的調(diào)控作用，提出了新型超材料隱身器件,，衍生出了雷達(dá)幻覺器件、遠(yuǎn)場(chǎng)超分辨率成像透鏡等新型超材料器件,；提出了通過超材料與自然材料融合構(gòu)造新型功能材料思想,，發(fā)展出了基于各類超常電磁介質(zhì)材料。

深圳光啟則在國(guó)際上率先進(jìn)行了超材料產(chǎn)業(yè)化,，研發(fā)出了超材料平板式衛(wèi)星天線,，并已在全國(guó)多地得到了實(shí)際應(yīng)用。目前深圳光啟業(yè)務(wù)已涉及超材料研制,、智能控制算法,、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工、智能響應(yīng)等方面的技術(shù),，經(jīng)過多年的發(fā)展,，已積累了豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和雄厚的技術(shù)手段，為超材料智能結(jié)構(gòu)及裝備的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ),，現(xiàn)已成為我國(guó)超材料的領(lǐng)軍機(jī)構(gòu)之一,。目前，深圳光啟擬入主龍生股份（002625.SZ）,，將超材料與車輛工程有機(jī)地結(jié)合起來,，鑄就車輛行業(yè)顛覆性的革新，彰顯出這家年輕的深圳企業(yè)的宏大雄心和獨(dú)特眼界,。

作者：炫彩,，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源和作者