无论是核电还是航空航天,这些领域的大型设备在长时间运行后不可避免地会出现一些退化缺陷。电磁阵列成像可以快速检测微小缺陷,消除安全隐患。上海科技大学副教授、研究员叶超峰及其团队致力于这一前沿技术领域的研究。
在上海科技大学信息科学与技术学院一楼实验室,叶超风向第一财经展示了他们的检测设备——关上屏蔽门,戴上装有十多个传感器的头盔,您可以进行大脑磁测量并绘制图像来帮助患者,包括患有阿尔茨海默病的患者。除了“地下实验室”外,位于三楼的“精密传感与智能检测实验室”拥有更多不同口径、不同材质的探头,可以帮助对不同场景下的大型设备关键结构进行“体检”。
“从高铁、航天到核电站,这些领域都有各种各样的管道,就像我们人体的血管一样。如果长时间工作,这些管道或多或少都会出现缺陷,需要定期检查。 “这和我们用内窥镜探头进行体检时是一样的。”叶超峰在接受第一财经记者专访时说道。
值得注意的是,传统探头往往只能做出定性判断,但他们开发的探头可以输出C扫描图像,直观地看到哪里有异常,方便决策者更经济有效地评估设备的寿命。落实安全管理。特别是随着工业转型升级的发展,整个工业体系对结构可靠性和安全性的要求将越来越高,这也对检测分辨率和灵敏度提出了更高的要求。
小探头带来大不同
作为EE(电子/电气工程)专业的学生,叶超风在清华大学攻读硕士学位期间,开展了电磁学领域的学术研究。 2017年回国加入上海科技大学,创建“精密传感与智能检测实验室”。目前该实验室的研究方向包括磁传感器、电磁非-破坏性检测、生物弱磁测量、智能信号/图像处理等,针对市场应用开发了多种检测探头。
任玉明/摄
在三楼实验室,叶超风介绍了新研发的小直径柔性阵列探头,并表示该探头可以在保证检测精度的同时实现检测成像效果,兼顾检测灵敏度和成像精度,可检测多种物体。任意方向最小2mm*0.1mm*0.2mm的外壁缺陷可用于最先进核电机组的检测,也将应用于航空航天、氢能设施、新能源电池等领域。
电磁阵列成像探头作为控制产品质量、维护设备安全的重要技术手段,能够快速检测亚毫米级微小缺陷,对金属样品中的缺陷进行精确定位和量化,广泛应用于航空航天、高铁等领域、压力容器、能源设施、精密制造等重点领域的结构健康检测,与传统探头相比,具有成本低、噪音低、电路结构简单等优点。
“我们还在这个方向快速发展。比如量子传感技术可以用来测量极弱的磁性,比如测量大脑思考时产生的磁场,然后制作便携式、可穿戴的磁脑测量设备。”另外,一是极弱磁测量,在磁性异物检测、磁异常检测等应用中发展迅速。”叶超峰说。
除了量子传感技术之外,人工智能技术在电磁传感领域的应用也是一个重要方向,因为一方面它可以让检测过程更加智能化;另一方面,通过检测、反演、重构获得信号图像后,人工智能技术可以很好地帮助用户重构信号,获得决策者可以直观看到的三维结构图像。
“比如像检查一架飞机,有了人工智能技术,我不需要检查每一个零件或结构。我可以更科学、更智能地规划所需的检查。另一个是获取检查数据图像之后,如果用户“想要知道具体的结构健康状况,人工智能技术可以直接给用户一些量化的结果,并以可视化的方式呈现给用户。”叶超峰说。
从实验室到市场
除了大学教授、研究员的身份之外,两年前,叶超风又增添了一个新的身份:公司创始人。 2022年之前,叶超风一直在大学学习、做科研。虽然他也参与产业化项目,但更多是以科研的形式来做。在上海科技大学技术转移办公室(OTT)的鼓励、支持和推荐下,2021年叶超风全身心投入创业。
“我人生中的第一个BP(商业计划)投资于上海长三角科技创新研究院和上海宝山区。”他告诉记者,长三角研究院与宝山区推动的“出资结合”、“先投后分享”的项目孵化机制,对于前沿技术尤为重要。像那些看不到短期利益的人。如果项目完成既定研发任务但未能如期获得市场化资金投入,则项目将完成验收,“失败是可以容忍的”,重要的是他们在研发方面也拥有充分的自主权。结果的转化。
叶超风说:“一开始,我们上海科技大学技术转移办公室的老师带着几个课题组到长安三医院进行交流。后来,负责技术转移工作的长安三医院技术经理经过严格的审核和检查后,他们给了我们支持,并与我取得了联系。”
虽然高等院校是科技成果的重要来源,但实验室成果往往不能直接使用,需要不断试错和迭代才能成功转化。尤其是科研人员走上创业之路,将科研成果转化为生产力时,会遇到成果与知识产权、资金问题、企业建设和经营管理问题等问题。
此前发布的《2022年中国专利调查报告》显示,我国高校发明专利实施率为16.9%,其中产业化率仅为3.9%。美国大学的专利转化率达到50%。这也让叶超风在创业过程中深刻体会到,“以前科学研究只需要证明原理,但做产品必须满足客户的期望,对标世界上最好的产品”。
任玉明/摄
如何平衡和划分教授和企业创始人之间的职责范围,在他看来,这是一个连贯的整体。 “我希望打通从基础研究到产品化应用,从‘0到1’、从‘1到10’的整个路径。我们学校还是负责更多的早期概念论证,保证研发能力,并遵循这项工作就交给了公司的专业团队。”
这个运行机制还需要政府和大学的支持。在上海科技大学,学校一方面积极推动科研成果产业化,另一方面也为师生创业提供保障。这种教授搭台、毕业生唱歌、有创业能力的产业人员负责运营的模式,让上海科技大学成功孵化了众多科技企业。
自2019年上海科技大学技术转移办公室成立以来,利用上海科技大学技术催生了50多家科技创新企业,社会资本前期投资已超过18亿元。目前,约有30%的初创公司处于首轮融资阶段。 《中国科技成果转化年度报告2022(高校和科研院所)》显示,上海科技大学合同金额过亿元、专利授权总量位居全国高校第一合同金额居全国高校之首。
“我们团队里有很多研发人员,包括CTO,都是实验室的学生,他们会更加理解和熟悉这个领域的痛点和难点。”叶超峰透露,公司已与核电、电网、新能源厂商等签署了合作协议,“今年我们将敲定三个产品的研发”。
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