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上海理工研制成功新型人体安检仪
作者:admin  更新时间:2015-02-16 00:42:00
        日前,上海理工大学取得科研新突破,专家团队研制出两台"太赫兹人体安检仪"。不同于目前国内机场使用的金属探测门和X射线探测仪,它能检测出乘客随身携带的非金属危险品,如陶瓷刀、工程塑料手枪、有机炸药,进一步提升了安检能级。
  该团队还研制出了"远距离太赫兹成像安检仪",适用于大型园区等大流量公共场所。仪器一旦显示有人携带可疑物品,安检人员即可对其进行检查,消除安全隐患。
  紧跟全球前沿技术
  "太赫兹"(THz)是一个频率单位,1太赫兹等于10的12次方赫兹。频率在0.1-10THz的电磁波,称作"太赫兹波",其波长介于远红外光与毫米波之间。据上理工光电学院院长庄松林院士介绍,在电磁波家族中,太赫兹波的地位很特殊,由于它处于微波电子学与红外光子学的交叉、过渡区域,而且没有太赫兹源和检测器,很长时间里科学界缺乏系统研究。从上世纪90年代起,科研人员开始研发太赫兹源和检测器,使太赫兹科技成为全球科技前沿。2004年,美国麻省理工学院将太赫兹科技评为"改变未来世界的十大技术"之一。美国国防部先进研究项目局(DARPA)、美国航空航天局(NASA)等机构投入重金,把太赫兹波用于军事、太空探测项目。日本政府将其列为"国家支柱技术十大重点战略目标"之首,宣称将在2020年东京奥运会时实现太赫兹高速通信,速度为每秒100千兆,是目前LTE网络的1000倍。
  我国在太赫兹领域也有布局,已设立973计划项目,组织南京、上海、四川、天津等地高校和科研院所开展研究。其中,上理工是唯一承担设备系统的单位。在科技部、国家自然科学基金委、上海市科委等部门的支持下,庄松林院士领衔的团队掌握了太赫兹源、功能器件等核心技术,研制出具有自主知识产权的94GHz(1000GHz=1THz)人体安检仪样机。
  据悉,2012年,美国已将成批太赫兹人体安检仪引入机场安检系统,防止贴身携带有机炸药等危险品的恐怖分子登机。
  规避"裸体安检"
  在上理工实验室,接受安检者踏上检测平台,面朝太赫兹源双臂上举。3秒内,仪器的显示屏就出现了"透视"人形。如果随身携带危险品,人形相应部位会有黑色阴影。记者试着在衣服里藏了一把塑料玩具枪,结果立刻被仪器识破。
  生就"火眼金睛",是因为太赫兹波穿透性极强,对衣服及各种包装物的透过率在95%以上。与X光不同,太赫兹波的光子能量很低,辐射量仅为手机接通时的1/10,照射后对人体不会有任何伤害。
  上理工上海市现代光学系统重点实验室常务副主任朱亦鸣教授说,仪器采用太赫兹多探头探测、主动式成像、高速光机扫描等先进技术,成像分辨率达到2.5厘米,能识别出随身携带的打火机,扫描时间为3秒每帧,解决了被动式太赫兹人体成像系统普遍存在的扫描时间长、分辨率不高等技术难题。
  由于有透视功能,这种仪器几年前在美国使用时,被媒体称作"裸体安检",引发公众质疑。为此,美国技术人员对仪器成像做了特殊处理--只显示疑似危险品,而把人体隐私部位模糊掉。上海研发的安检仪也是如此,受检者不必担心隐私泄露。
  据估算,太赫兹人体安检仪在国内机场、火车站广泛运用后,市场销售额将达到150亿元。面对巨大市场前景,科研团队即将展开新一代样机研发,使图像分辨率达到1.5厘米,扫描时间缩短至1.3秒每帧。
  此外,原理相仿的远距离太赫兹成像安检仪也是市场上的"香饽饽"。这种扫描距离达15米、扫描时间1秒每帧、精度6厘米的仪器,能对公共场所大客流进行远距离扫描,筛查出携带危险品的可疑分子。目前,市科委正在积极推动上理工与大型园区的合作。
  渴盼工程人才
  在样机研发过程中,科研人员也有困惑。
  朱亦鸣说,国内高校的工程技术人才,特别是熟悉工艺技术的人才太少,导致他们的产品样机开发进程较慢,机器的稳定性、可靠性也不够。"我们毕竟都是搞科研的,工程化方面并不擅长。与企业合作吧,大多数民营企业规模偏小,缺少高水平的工程人员;国有企业工程人员多,但合作审批流程较慢,也未必对我们的项目感兴趣。"朱亦鸣提出:高校可否调整人员引进标准,聘用一些工程领域人才,更好地推动高校科技成果转化。
  记者了解到,上理工有待转化的太赫兹科技项目还有很多:如地沟油快速检测仪,能用太赫兹波区分未加热过的植物油和各类地沟油。人们所说的"地沟油",通常含有动物脂肪和反复加热产生的过氧化物,利用太赫兹波对它们检测后得到的振动频率,与检测植物油得到的振动频率明显不同。目前,检测准确率为80%-90%。但我国尚未出台"地沟油"标准,这种仪器还无法产业化。还有癌细胞成像分析系统,通过太赫兹波扫描皮肤,能区分正常细胞与乳腺癌、淋巴癌、皮肤癌等细胞。目前,这类系统处在临床试验阶段。英国已有同类产品问世。
  可以预见,太赫兹科技将在多个领域改变我们的生活。
 
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