“隔空”诊疗，首例5G磁控胶囊胃镜远程检查演示
2019-08-10 10:19:39 来源: 科技日报 作者: 马爱平
5G时代来临，让医疗行业的未来充满了无限可能。
8月9日，在第三届国之名医盛典现场，一场跨越北京两大地标的胃镜检查上演：一名受检者在望京SOHO安翰5G实验室吞服一颗磁控胶囊胃镜后，操作员在活动现场通过便携设备远程精准操控胶囊在胃里运动，现场的大屏幕上同步出现了受检查的胃部图像，画质清晰，胃里毛细血管清楚可见，实验室里机械臂升降的声音也清晰可闻。
这就是磁控胶囊胃镜5G远程检查演示。（图一）
作为此次远程操作演示的两端现场指导专家，中华医学会消化内镜学分会主任委员、解放军总医院第一医学中心消化内科主任令狐恩强，中日友好医院消化内科副主任医师宋振梅均表示，这是中国内镜史上第一例5G磁控胶囊胃镜远程检查，标志着我国消化道疾病的远程诊疗技术取得重要进展。
5G加持远程医疗打破空间壁垒
过去，基层医院与上级医院的交流，主要是通过有线宽带或无线网络连接起来的远程会诊，然而，却存在通讯效果不佳、移动性差等问题，这使得其在实际应用上更多的停留在远程手术指导和手术规划层面，专家多是“问诊”，无法实打实的“看诊”。
“5G时代，这些问题有望被解决。”令狐恩强表示，5G网络大带宽、低时延、高速率的天然优势将促进跨屏、跨空间的远程医疗快速普及，扩大优质医疗资源的覆盖面，大幅提升专家效能，真正实现专家从“遥规划”到“遥操作”的零距离远程诊疗转变。
此次，联通5G技术加持下的远程磁控胶囊胃镜操作，是对远程智能操作系统在5G环境下应用可行性的有力验证，是专家突破空间限制对异地患者进行远程胃部检查的实践。
令狐恩强描述了他对5G时代消化道疾病诊疗的设想：“偏远地区的病人因不明原因消化道严重出血，大城市的专家远程操控胶囊胃镜对其进行检查诊断，让病人在当地就能享受优质的医疗服务，而非舟车劳顿地专门到大城市就诊，提高了偏远地区病人胃病诊疗的及时性和方便性。这对中国胃癌早筛也将是一个有力的推动。”
随着互联网新技术与医疗领域融合的逐渐深入，传统医疗服务模式将不断被颠覆。
令狐恩强对5G技术应用到医疗领域的前景充满期待。他表示，此次5G远程操控磁控胶囊胃镜演示，正是一个美好前景的开端。随着5G技术的成熟应用，磁控胶囊胃镜将在医疗影像大数据分析、远程诊疗等方面持续发力，让优质的医疗资源得以在更大范围共享，助力消化道疾病防控实现关口前移、重心下沉。
科技助力无创胃镜广泛普及
中国胃癌防控形势严峻。由于传统电子胃镜侵入式检查方式的不舒适性、医疗资源集中在大城市导致的地区分布不均衡、内镜医师资源紧缺使得检查挂号难预约等待时间长等因素的影响，长期以来，“不想查、检查难”是胃部疾病检查的严重阻碍。
令狐恩强表示，胃镜检查分为两种，有创胃镜（传统的插管胃镜）和无创胃镜（胶囊胃镜）。“传统的插管胃镜是一项有创检查，最大的弊端莫过于耐受性差。大多数人因痛苦或恐惧难以接受，而且目前我国内镜医师资源也不足以支撑大面积的筛查。”他说。
“相较于传统电子胃镜的有创方式，目前广泛应用于临床的磁控胶囊胃镜是无创方式。受检者只需要随水吞服一颗内置摄像与信号传输装置的胶囊，在检查床上躺15分钟左右就可以完成胃部检查，整个过程非常轻松舒适，不需要打麻药，准确性与传统电子胃镜高度一致。”令狐恩强介绍，安翰科技自主研发的磁控胶囊胃镜以其舒适化的检查方式减少了老百姓对胃镜检查的排斥，让他们主动、及早地查胃，是早期胃癌筛查利器。
针对老百姓“检查难”的问题，令狐恩强表示，随着5G时代的到来，这种局面会有很大改变。
5G网络下，磁控胶囊胃镜检查操作与阅片诊断分离的优势将会进一步显现出来。
“老百姓不用到大医院排队预约检查，在家门口的医疗机构就能进行舒适化磁控胶囊胃镜检查，就能享受到触屏可及的专家资源，极大改善了他们的消化道疾病诊疗体验，对实现更广范围的胃病检查尤其是胃癌筛查起到很大的推动作用。同样，对专家来说，这能够帮助他们及时掌握和了解患者的病情，实现消化道健康的动态管理和监测。”令狐恩强说。
推广适宜技术填补消化道内镜“人才荒”
据统计，目前中国有3万名内镜医生，而内镜检查需求数量则是亿级，即使所有的内镜医生放弃休息，也远远无法满足医疗需求，人才缺口巨大。
令狐恩强告诉科技日报记者，2018年启动的“国家消化道肿瘤筛查及早诊早治计划”将安翰磁控胶囊胃镜作为标准流程推广，301医院、协和医院、长海医院、瑞金医院等国内三甲医院及各大体检中心已普遍应用。中国医师协会内镜医师分会成立了内镜医师培训学院、人才培训中心和培训基地。他也积极投入到胶囊胃镜人才培养的行动中，在301医院创建了磁控胶囊胃镜培训学院，专门培养磁控胶囊胃镜操作及阅片医生。
“我们要培养大量这方面的人才，用好磁控胶囊胃镜技术，做好胃癌筛查”，令狐恩强表示，“期待无创的磁控胶囊胃镜能够实现中国胃癌筛查的全面覆盖。”
2019-08-10 10:19:39 来源: 科技日报 作者: 马爱平
5G时代来临，让医疗行业的未来充满了无限可能。
8月9日，在第三届国之名医盛典现场，一场跨越北京两大地标的胃镜检查上演：一名受检者在望京SOHO安翰5G实验室吞服一颗磁控胶囊胃镜后，操作员在活动现场通过便携设备远程精准操控胶囊在胃里运动，现场的大屏幕上同步出现了受检查的胃部图像，画质清晰，胃里毛细血管清楚可见，实验室里机械臂升降的声音也清晰可闻。
这就是磁控胶囊胃镜5G远程检查演示。（图一）
作为此次远程操作演示的两端现场指导专家，中华医学会消化内镜学分会主任委员、解放军总医院第一医学中心消化内科主任令狐恩强，中日友好医院消化内科副主任医师宋振梅均表示，这是中国内镜史上第一例5G磁控胶囊胃镜远程检查，标志着我国消化道疾病的远程诊疗技术取得重要进展。
5G加持远程医疗打破空间壁垒
过去，基层医院与上级医院的交流，主要是通过有线宽带或无线网络连接起来的远程会诊，然而，却存在通讯效果不佳、移动性差等问题，这使得其在实际应用上更多的停留在远程手术指导和手术规划层面，专家多是“问诊”，无法实打实的“看诊”。
“5G时代，这些问题有望被解决。”令狐恩强表示，5G网络大带宽、低时延、高速率的天然优势将促进跨屏、跨空间的远程医疗快速普及，扩大优质医疗资源的覆盖面，大幅提升专家效能，真正实现专家从“遥规划”到“遥操作”的零距离远程诊疗转变。
此次，联通5G技术加持下的远程磁控胶囊胃镜操作，是对远程智能操作系统在5G环境下应用可行性的有力验证，是专家突破空间限制对异地患者进行远程胃部检查的实践。
令狐恩强描述了他对5G时代消化道疾病诊疗的设想：“偏远地区的病人因不明原因消化道严重出血，大城市的专家远程操控胶囊胃镜对其进行检查诊断，让病人在当地就能享受优质的医疗服务，而非舟车劳顿地专门到大城市就诊，提高了偏远地区病人胃病诊疗的及时性和方便性。这对中国胃癌早筛也将是一个有力的推动。”
随着互联网新技术与医疗领域融合的逐渐深入，传统医疗服务模式将不断被颠覆。
令狐恩强对5G技术应用到医疗领域的前景充满期待。他表示，此次5G远程操控磁控胶囊胃镜演示，正是一个美好前景的开端。随着5G技术的成熟应用，磁控胶囊胃镜将在医疗影像大数据分析、远程诊疗等方面持续发力，让优质的医疗资源得以在更大范围共享，助力消化道疾病防控实现关口前移、重心下沉。
科技助力无创胃镜广泛普及
中国胃癌防控形势严峻。由于传统电子胃镜侵入式检查方式的不舒适性、医疗资源集中在大城市导致的地区分布不均衡、内镜医师资源紧缺使得检查挂号难预约等待时间长等因素的影响，长期以来，“不想查、检查难”是胃部疾病检查的严重阻碍。
令狐恩强表示，胃镜检查分为两种，有创胃镜（传统的插管胃镜）和无创胃镜（胶囊胃镜）。“传统的插管胃镜是一项有创检查，最大的弊端莫过于耐受性差。大多数人因痛苦或恐惧难以接受，而且目前我国内镜医师资源也不足以支撑大面积的筛查。”他说。
“相较于传统电子胃镜的有创方式，目前广泛应用于临床的磁控胶囊胃镜是无创方式。受检者只需要随水吞服一颗内置摄像与信号传输装置的胶囊，在检查床上躺15分钟左右就可以完成胃部检查，整个过程非常轻松舒适，不需要打麻药，准确性与传统电子胃镜高度一致。”令狐恩强介绍，安翰科技自主研发的磁控胶囊胃镜以其舒适化的检查方式减少了老百姓对胃镜检查的排斥，让他们主动、及早地查胃，是早期胃癌筛查利器。
针对老百姓“检查难”的问题，令狐恩强表示，随着5G时代的到来，这种局面会有很大改变。
5G网络下，磁控胶囊胃镜检查操作与阅片诊断分离的优势将会进一步显现出来。
“老百姓不用到大医院排队预约检查，在家门口的医疗机构就能进行舒适化磁控胶囊胃镜检查，就能享受到触屏可及的专家资源，极大改善了他们的消化道疾病诊疗体验，对实现更广范围的胃病检查尤其是胃癌筛查起到很大的推动作用。同样，对专家来说，这能够帮助他们及时掌握和了解患者的病情，实现消化道健康的动态管理和监测。”令狐恩强说。
推广适宜技术填补消化道内镜“人才荒”
据统计，目前中国有3万名内镜医生，而内镜检查需求数量则是亿级，即使所有的内镜医生放弃休息，也远远无法满足医疗需求，人才缺口巨大。
令狐恩强告诉科技日报记者，2018年启动的“国家消化道肿瘤筛查及早诊早治计划”将安翰磁控胶囊胃镜作为标准流程推广，301医院、协和医院、长海医院、瑞金医院等国内三甲医院及各大体检中心已普遍应用。中国医师协会内镜医师分会成立了内镜医师培训学院、人才培训中心和培训基地。他也积极投入到胶囊胃镜人才培养的行动中，在301医院创建了磁控胶囊胃镜培训学院，专门培养磁控胶囊胃镜操作及阅片医生。
“我们要培养大量这方面的人才，用好磁控胶囊胃镜技术，做好胃癌筛查”，令狐恩强表示，“期待无创的磁控胶囊胃镜能够实现中国胃癌筛查的全面覆盖。”
宇宙在膨胀，幕后“推手”什么样
2019-02-14 08:31:42 来源: 科技日报 作者: 蔡一夫 李春龙
暗能量的身份，一直是宇宙中最大的谜团之一，吸引科学家做了无数理论推测和研究。比如，科学家近日在《自然·天文》发表论文称，利用钱德拉X射线天文台和 XMM-牛顿天文台的数据进行的研究表明，暗能量很可能随着宇宙时间的推移而增长。那么，这位宇宙中“大主角”的真实面目到底是什么？它为何这么重要？
惊人发现：宇宙加速膨胀是事实
1998年，两个独立的天文观测小组利用宇宙中的Ia型超新星作为标准烛光，发现我们的宇宙正在加速膨胀。这是20世纪天文学最重要的发现之一。
20世纪初爱因斯坦建立起了一套基础理论来描述我们生活的这个世界所遵循的万有引力行为，这就是广义相对论。在这个理论中，宇宙演化由引力场方程来描述。如果已知宇宙中的物质种类，掌握一定的天文观测结果，利用爱因斯坦引力场方程，便能求解出宇宙当前以及未来的演化状态。不幸的是，所求解出来的结果并不代表一个现阶段能加速膨胀的宇宙，这对我们所能掌握的事实构成了巨大挑战。
为了解释宇宙的加速膨胀现象，我们需要宇宙中有一种成分能够提供一种可以视为“斥力”的相互作用。为了理解这一点，可以设想我们在地面向天空中抛出一颗石块，由于地球对石块的吸引作用，石块的速度会越来越小，最终变为零。通常的爱因斯坦理论给出的宇宙命运类似这种情况。现在如果我们给石块装上一个火箭发动机，让它在喷出的气体的排斥作用下一飞冲天。那么在脱离地面后，石块的速度便会越来越大并最终脱离地球引力的束缚。同样的，为了使得宇宙能够加速膨胀，我们也需要宇宙中有一种成分能够发挥火箭发动机的作用，物理学家们把这种成分称为暗能量。
因此，找到一种合适的暗能量候选者便成为了一个十分重要的问题。一种最简单的设想是在爱因斯坦引力场方程中增加一个为常数的项，称为宇宙学常数，它的意义在于告诉我们真空实际上并不是真的“空”的，而是有能量的，而真空的能量便可以成为驱动宇宙加速膨胀的动力。
虽然宇宙学常数的想法足够简单并且与现今的天文观测符合得很好，但也存在一些致命的问题。量子场论能对宇宙中的真空能量进行估算。但不幸的是，估算结果比我们的实际观测，即宇宙学常数所对应的真空能量值大120个数量级！因此物理学家们将之称为“物理学史上最糟糕的理论预言”。此外，在当今宇宙中，暗能量约占宇宙总能量的70%，为了得到这一比例，在宇宙极早期暗能量所占的比例要出奇地小，而计算结果表明只要当时的暗能量比例稍微偏离这一结果，那么就会大幅度偏离我们当今对宇宙组分的观测结果了。这意味着对宇宙开始时的状态要进行极其精密的微调，从而让我们对宇宙学常数的解释产生怀疑。
面对挑战：寻找压强为负的物质
为了更好地解释宇宙加速膨胀现象，人们需要跳出标准的爱因斯坦场方程与物质理论的框架。
一种有效的方案是，在宇宙中引入一种新的物质，这种物质可以随时间缓慢变化，并且在宇宙中的表现类似宇宙学常数，从而可以解释我们宇宙的加速膨胀现象。宇宙学家用这种物质的压强与能量的比值来刻画这一物质状态，这就是物态方程参数。而为了实现宇宙加速膨胀，这个物态方程参数要小于-1/3。考虑到通常物质的能量都为正数，这意味着该物质的压强需要为负数，从而与我们常见的物质大不相同，而我们前面提到的宇宙学常数的这一比值正好等于-1。
物理学家们提出了多种多样的暗能量物质模型，而按照物态方程参数与-1的比较关系，这些模型又可以大致被分成三大类。第一类叫做精质，英文名称是Quintessence，对应的物态方程参数大于-1。有趣的是这一名称的含义来自于希腊语的“第五元素”。在古希腊哲学中人们认为世界由四种元素构成——气、水、火、土。而在今天科学家们发现的基本粒子可以分为夸克、轻子和中间玻色子，如果我们再加上暗物质作为第四种元素的话，那么这种暗能量候选者便成为了第五种元素，Quintessence因此得名。第二种称为幽灵，英文名称是Phantom，该物质的压强与能量的比值小于-1。在日常生活中，幽灵指的是一些没有物质实体的东西，而为了实现这种暗能量模型的设想，通俗说来我们需要这种物质的动能为负值，而这和我们平时看得见摸得着的物质还真是大不相同，因此它被冠以“幽灵”的称号也就不奇怪了。而在第三类暗能量模型当中，宇宙学家将“精质”与“幽灵”这两个理论设想结合在了一起，并各取一个字从而提出名为“精灵”（Quintom）的暗能量物质模型。在这种模型中，压强与能量的比值可以在宇宙演化中自由穿越-1的边界，因此可以给出更为丰富的宇宙演化行为。
另一种方案是修改爱因斯坦的引力理论。此外，人们还尝试跳出广义相对论的框架，比如引入更高的时空维度，将我们的三维空间与一维时间镶嵌在一个更高维度的时空上，而引力也变成了一种更高维度的相互作用，在小的距离范围内，它与普通的引力无异，在更大的距离范围上，则会与标准的引力发生偏离，从而解释宇宙的加速膨胀现象。
从上面两种角度出发，人们提出了众多理论模型，每个理论所能自由调整的空间又不尽相同，这给实验检验上带来了巨大困难。人们仍在不断进行尝试。
未来展望：等待更精确的观测
为了揭开宇宙加速膨胀之谜，人们提出了形形色色的方案，但还没有一个完美到让人信服的方案。
找到完美的解决方案，一方面，我们需要更精确的宇宙学观测。在传统的天文学观测中，对天体发出的不同种类光的观测往往是我们获得重要信息的途径。自从成功探测到引力波以来，人们已经进入了多信使天文学时代。与将Ia型超新星作为“光源”类似，人们提出了将引力波源作为“汽笛”来探测宇宙膨胀现象的想法，从而提供与Ia型超新星及其它观测相独立的实验检验途径。此外，对其它可能存在的偏离标准广义相对论现象的观测，比如牛顿引力常数是否是一个真正的常数，也有助于我们从其它角度来认识我们手头上能够解释宇宙加速膨胀现象的理论。
另一方面，理论也需要得到更充分的发展。人们既可以思考并提出更新颖巧妙的理论来解释天文观测现象，也可以在现有理论的基础上致力于有效理论的发展，从而更好地认识暗能量以及其它与爱因斯坦理论所偏离的现象。一个多世纪以前，物理学上空的一朵乌云——以太漂移学说与激光干涉实验之间的矛盾催生出了爱因斯坦的相对论，现在我们有了暗能量这朵巨大的乌云，这是否意味着我们处在理论和认知的巨大飞跃的前夕呢？
（作者单位：中国科学技术大学物理学院）
图片来源于网络
2019-02-14 08:31:42 来源: 科技日报 作者: 蔡一夫 李春龙
暗能量的身份，一直是宇宙中最大的谜团之一，吸引科学家做了无数理论推测和研究。比如，科学家近日在《自然·天文》发表论文称，利用钱德拉X射线天文台和 XMM-牛顿天文台的数据进行的研究表明，暗能量很可能随着宇宙时间的推移而增长。那么，这位宇宙中“大主角”的真实面目到底是什么？它为何这么重要？
惊人发现：宇宙加速膨胀是事实
1998年，两个独立的天文观测小组利用宇宙中的Ia型超新星作为标准烛光，发现我们的宇宙正在加速膨胀。这是20世纪天文学最重要的发现之一。
20世纪初爱因斯坦建立起了一套基础理论来描述我们生活的这个世界所遵循的万有引力行为，这就是广义相对论。在这个理论中，宇宙演化由引力场方程来描述。如果已知宇宙中的物质种类，掌握一定的天文观测结果，利用爱因斯坦引力场方程，便能求解出宇宙当前以及未来的演化状态。不幸的是，所求解出来的结果并不代表一个现阶段能加速膨胀的宇宙，这对我们所能掌握的事实构成了巨大挑战。
为了解释宇宙的加速膨胀现象，我们需要宇宙中有一种成分能够提供一种可以视为“斥力”的相互作用。为了理解这一点，可以设想我们在地面向天空中抛出一颗石块，由于地球对石块的吸引作用，石块的速度会越来越小，最终变为零。通常的爱因斯坦理论给出的宇宙命运类似这种情况。现在如果我们给石块装上一个火箭发动机，让它在喷出的气体的排斥作用下一飞冲天。那么在脱离地面后，石块的速度便会越来越大并最终脱离地球引力的束缚。同样的，为了使得宇宙能够加速膨胀，我们也需要宇宙中有一种成分能够发挥火箭发动机的作用，物理学家们把这种成分称为暗能量。
因此，找到一种合适的暗能量候选者便成为了一个十分重要的问题。一种最简单的设想是在爱因斯坦引力场方程中增加一个为常数的项，称为宇宙学常数，它的意义在于告诉我们真空实际上并不是真的“空”的，而是有能量的，而真空的能量便可以成为驱动宇宙加速膨胀的动力。
虽然宇宙学常数的想法足够简单并且与现今的天文观测符合得很好，但也存在一些致命的问题。量子场论能对宇宙中的真空能量进行估算。但不幸的是，估算结果比我们的实际观测，即宇宙学常数所对应的真空能量值大120个数量级！因此物理学家们将之称为“物理学史上最糟糕的理论预言”。此外，在当今宇宙中，暗能量约占宇宙总能量的70%，为了得到这一比例，在宇宙极早期暗能量所占的比例要出奇地小，而计算结果表明只要当时的暗能量比例稍微偏离这一结果，那么就会大幅度偏离我们当今对宇宙组分的观测结果了。这意味着对宇宙开始时的状态要进行极其精密的微调，从而让我们对宇宙学常数的解释产生怀疑。
面对挑战：寻找压强为负的物质
为了更好地解释宇宙加速膨胀现象，人们需要跳出标准的爱因斯坦场方程与物质理论的框架。
一种有效的方案是，在宇宙中引入一种新的物质，这种物质可以随时间缓慢变化，并且在宇宙中的表现类似宇宙学常数，从而可以解释我们宇宙的加速膨胀现象。宇宙学家用这种物质的压强与能量的比值来刻画这一物质状态，这就是物态方程参数。而为了实现宇宙加速膨胀，这个物态方程参数要小于-1/3。考虑到通常物质的能量都为正数，这意味着该物质的压强需要为负数，从而与我们常见的物质大不相同，而我们前面提到的宇宙学常数的这一比值正好等于-1。
物理学家们提出了多种多样的暗能量物质模型，而按照物态方程参数与-1的比较关系，这些模型又可以大致被分成三大类。第一类叫做精质，英文名称是Quintessence，对应的物态方程参数大于-1。有趣的是这一名称的含义来自于希腊语的“第五元素”。在古希腊哲学中人们认为世界由四种元素构成——气、水、火、土。而在今天科学家们发现的基本粒子可以分为夸克、轻子和中间玻色子，如果我们再加上暗物质作为第四种元素的话，那么这种暗能量候选者便成为了第五种元素，Quintessence因此得名。第二种称为幽灵，英文名称是Phantom，该物质的压强与能量的比值小于-1。在日常生活中，幽灵指的是一些没有物质实体的东西，而为了实现这种暗能量模型的设想，通俗说来我们需要这种物质的动能为负值，而这和我们平时看得见摸得着的物质还真是大不相同，因此它被冠以“幽灵”的称号也就不奇怪了。而在第三类暗能量模型当中，宇宙学家将“精质”与“幽灵”这两个理论设想结合在了一起，并各取一个字从而提出名为“精灵”（Quintom）的暗能量物质模型。在这种模型中，压强与能量的比值可以在宇宙演化中自由穿越-1的边界，因此可以给出更为丰富的宇宙演化行为。
另一种方案是修改爱因斯坦的引力理论。此外，人们还尝试跳出广义相对论的框架，比如引入更高的时空维度，将我们的三维空间与一维时间镶嵌在一个更高维度的时空上，而引力也变成了一种更高维度的相互作用，在小的距离范围内，它与普通的引力无异，在更大的距离范围上，则会与标准的引力发生偏离，从而解释宇宙的加速膨胀现象。
从上面两种角度出发，人们提出了众多理论模型，每个理论所能自由调整的空间又不尽相同，这给实验检验上带来了巨大困难。人们仍在不断进行尝试。
未来展望：等待更精确的观测
为了揭开宇宙加速膨胀之谜，人们提出了形形色色的方案，但还没有一个完美到让人信服的方案。
找到完美的解决方案，一方面，我们需要更精确的宇宙学观测。在传统的天文学观测中，对天体发出的不同种类光的观测往往是我们获得重要信息的途径。自从成功探测到引力波以来，人们已经进入了多信使天文学时代。与将Ia型超新星作为“光源”类似，人们提出了将引力波源作为“汽笛”来探测宇宙膨胀现象的想法，从而提供与Ia型超新星及其它观测相独立的实验检验途径。此外，对其它可能存在的偏离标准广义相对论现象的观测，比如牛顿引力常数是否是一个真正的常数，也有助于我们从其它角度来认识我们手头上能够解释宇宙加速膨胀现象的理论。
另一方面，理论也需要得到更充分的发展。人们既可以思考并提出更新颖巧妙的理论来解释天文观测现象，也可以在现有理论的基础上致力于有效理论的发展，从而更好地认识暗能量以及其它与爱因斯坦理论所偏离的现象。一个多世纪以前，物理学上空的一朵乌云——以太漂移学说与激光干涉实验之间的矛盾催生出了爱因斯坦的相对论，现在我们有了暗能量这朵巨大的乌云，这是否意味着我们处在理论和认知的巨大飞跃的前夕呢？
（作者单位：中国科学技术大学物理学院）
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走通实验室到产业化的最后一公里 打开显示屏的“新视界”
2019-01-24 08:14:14 来源: 科技日报 作者: 本报记者 叶 青
一则消息最近在业界引起不小轰动。
2个月前，由香港永宁控股有限公司（以下简称永宁）总投资80亿元的高世代氧化物TFT电子纸项目签约仪式在浙江省宁波市鄞州区举行，标志着我国首条基于氧化物TFT背板技术的电子纸产业化生产线正式落地。具有突破性意义的是，此TFT背板将采用华南理工大学自主研发的稀土氧化物TFT技术。“该技术拥有完全自主知识产权，不受国外技术、材料限制，自由度高。”永宁董事长杜伟杰说。
早在2011年，广州新视界光电科技有限公司（以下简称新视界）就开发出了国内首个基于氧化物TFT驱动的AMOLED显示；2013年开发出国内首个柔性全彩色AMOLED显示屏，并在透明显示、印刷显示、Micro-LED显示等领域形成了深厚的技术积累。从实验室到产业化的“最后一公里”常常令人烦恼，华南理工大学及新视界，通过转变思路，搭建起了实验室到产业化的对接平台。
事实也证明了该路径的可行性。
寻找新材料代替物，突破国外技术垄断
全球显示产业规模高达几千亿元乃至上万亿元，可与IC、能源产业媲美。中国是显示产业大国，2017年我国平板显示产业规模超3000亿元，已跃居全球第一，预计2019年左右将成为全球最大的TFT-LCD平板显示生产基地。然而，“第一”的背后是大而不强，显示屏生产仍缺乏自主核心关键技术和原材料，被欧美日国家“卡脖子”。TFT技术就是其中之一。
TFT即薄膜晶体管，主要用途是控制OLED显示屏的发光像素。“所有的显示屏，由像素构成。每一个像素必须用开关来调节工作状态，调节的精细程度将影响到显示屏的质量优劣、分辨率、响应速度等。TFT相当于一个控制像素发光的开关。”新视界总经理王磊介绍说。
为了最优的TFT的性能，我国科学家一直在坚持探索。2009年，曹镛院士团队成员、华南理工大学材料科学与工程学院彭俊彪教授承担国家科技部“863”平板显示重大专项，专门攻克OLED显示的核心关键TFT背板技术。曹镛院士的学生王磊也参与其中，他说：“TFT材料与技术有多种，但我们重点研发的是氧化物材料。”
为何选中氧化物材料呢？“电子通过薄膜晶体管器件半导体材料的速率，业内称之为电子迁移率，是关键重要技术指标。国内现有的平板显示生产线中占主流的非晶硅材料电子迁移率低，已无法满足新型显示屏的生产需求，将会被逐步淘汰。但如果采用国外发明的商用氧化物半导体的材料，性能较低，而且我国缺少自主知识产权，也难掌握核心技术。”彭俊彪认为，创新材料体系是自我发展的唯一办法。他结合我国丰富的稀土资源，带领团队从稀土氧化物入手，寻找新材料的代替物。
从2008年到2016年，经历过无数次的实验和失败，研究人员终于在众多稀土氧化物中找到了镧系稀土掺杂氧化物的新材料体系。与日韩公司的IGZO氧化物材料相比，新材料体系具有迁移率高、稳定性好、制造成本低等优势。使用新材料的TFT器件实现了超高分辨率OLED显示，该技术获得了2017年度广东省科学技术奖一等奖。
成立公司推动转化，改变思维迸发活力
“全套引进国外的薄膜晶体管技术，投一条生产线可能高达上百亿元，如果采用我们自主研发的技术进行产业化，可大大降低成本。”为了推动该自主技术的产业化，2010年，在华南理工大学的积极推动下，团队与创维集团合资成立了新视界。博士毕业、一直参与相关课题研究的王磊成为公司负责人的最佳人选。
彭俊彪表示，实验室技术通常留在理论和基础层面，如果进一步发展，必须在实际应用中进行中试和产业化转化，从技术层面来验证该技术的可靠性、稳定性，才能确定技术是否“有用”，从而推动其产业化。
让王磊始料不及的是，从实验室到产业化的“最后一公里”，他们用了足足7年时间。
“最初想法很简单，认为只需把技术发展成熟，然后由股东投资量产就行了。”王磊依然和在学校做科研一样，埋头苦干专心做技术。直到2014年，却猛然发现公司的钱已经花完，可产品却还没赚钱。账上所剩无几的现金，已难以支撑公司运营，怎么办呢？让公司生存下来的强烈欲望，促使他反思并改变经营思维。
“从学校带着技术出来，觉得自己的技术强，于是只站在自己的立场上推销技术，市场需求并非如此简单。”他总结道，技术也是一种商品，技术提供方必须从客户的角度考虑市场化程度、消费者感受、供应链支持度，考虑怎么帮客户创造价值。
“在学校里跨过了从0到1的阶段，在产业化中，我们还有从1到100的长路要走。自主技术的产业化，也是一个漫长过程。”王磊感慨，“仅仅是建立完备的材料体系，就用了4年。”
思维改变给公司带来创新和活力。公司营业收入从2014年开始逐年增长，步入稳步发展的轨道。接下来，开始进入产品规模化生产阶段。
市场新宠潜力巨大，开启产业化新征程
走进新视界的展示厅，参观者立刻会被一片弯曲的薄膜所吸引，它的厚度仅0.01毫米，重量不到1克。令人惊叹的是，薄膜画面清晰度高，既可显示图像，也能播放视频，甚至能折叠放进口袋。这个就是国内首块采用氧化物TFT技术的全彩色柔性AMOLED显示屏。
电子纸应用正成为显示市场新宠，未来发展潜力巨大。“采用氧化物TFT技术的电子纸，低耗能、低成本，这是其能进入千家万户的优势所在。”杜伟杰一直在显示领域寻找新的投资点。他十分看好电子纸的未来发展，“随着国家提出智慧城市建设，以及新型零售业的崛起，电子纸正进入新的爆发点”。
对研发团队和技术的信心，让杜伟杰下定决心投资新视界的氧化物TFT技术。“我们之间常有交流互动，我了解新视界的技术实力，看好此技术的发展和应用。”杜伟杰说。
本次氧化物TFT电子纸项目成功落地，王磊把其归结为是成果转化模式的成功。“带着科研团队的技术成立公司去创业，犹如搭建了一个平台，把实验室和企业的需求连接起来，加速与产业对接。”王磊说，新视界具有三大功能：一是推进实验室的原始技术进行中试转化，实则是提前筛选、优化了原有技术；二是凝聚团队，“技术再好，设备再先进，没人执行也不行”。目前，新视界的大部分核心技术成员仍来自最初的“863”项目团队。同时，以曹镛院士为首的数十位教授，也以顾问形式为新视界提供智力支持；三是市场化的“检验石”，通过市场检验别人买不买单。
科研人员出身的王磊，天生对技术迭代有着强烈的危机感，“每年大概要花上1/2的时间开发新技术，保持技术的领先性”。这也正是杜伟杰对团队最为欣赏的一点。
“除了生产线，还将同时规划大尺寸电子纸模组生产线，并建设新型显示国家级创新中心，项目建成后年产值将达140亿元左右。”杜伟杰透露，目前项目建设推进顺利，拟在年后开建工厂和生产线。
“使用我们的技术后，可以带动国内显示产业的发展，提升产业安全。”对项目的产业化前景，王磊充满信心。
视觉中国（图一）
国内首块采用氧化物TFT技术的全彩色柔性AMOLED显示屏出自新视界受访者供图（图二）
2019-01-24 08:14:14 来源: 科技日报 作者: 本报记者 叶 青
一则消息最近在业界引起不小轰动。
2个月前，由香港永宁控股有限公司（以下简称永宁）总投资80亿元的高世代氧化物TFT电子纸项目签约仪式在浙江省宁波市鄞州区举行，标志着我国首条基于氧化物TFT背板技术的电子纸产业化生产线正式落地。具有突破性意义的是，此TFT背板将采用华南理工大学自主研发的稀土氧化物TFT技术。“该技术拥有完全自主知识产权，不受国外技术、材料限制，自由度高。”永宁董事长杜伟杰说。
早在2011年，广州新视界光电科技有限公司（以下简称新视界）就开发出了国内首个基于氧化物TFT驱动的AMOLED显示；2013年开发出国内首个柔性全彩色AMOLED显示屏，并在透明显示、印刷显示、Micro-LED显示等领域形成了深厚的技术积累。从实验室到产业化的“最后一公里”常常令人烦恼，华南理工大学及新视界，通过转变思路，搭建起了实验室到产业化的对接平台。
事实也证明了该路径的可行性。
寻找新材料代替物，突破国外技术垄断
全球显示产业规模高达几千亿元乃至上万亿元，可与IC、能源产业媲美。中国是显示产业大国，2017年我国平板显示产业规模超3000亿元，已跃居全球第一，预计2019年左右将成为全球最大的TFT-LCD平板显示生产基地。然而，“第一”的背后是大而不强，显示屏生产仍缺乏自主核心关键技术和原材料，被欧美日国家“卡脖子”。TFT技术就是其中之一。
TFT即薄膜晶体管，主要用途是控制OLED显示屏的发光像素。“所有的显示屏，由像素构成。每一个像素必须用开关来调节工作状态，调节的精细程度将影响到显示屏的质量优劣、分辨率、响应速度等。TFT相当于一个控制像素发光的开关。”新视界总经理王磊介绍说。
为了最优的TFT的性能，我国科学家一直在坚持探索。2009年，曹镛院士团队成员、华南理工大学材料科学与工程学院彭俊彪教授承担国家科技部“863”平板显示重大专项，专门攻克OLED显示的核心关键TFT背板技术。曹镛院士的学生王磊也参与其中，他说：“TFT材料与技术有多种，但我们重点研发的是氧化物材料。”
为何选中氧化物材料呢？“电子通过薄膜晶体管器件半导体材料的速率，业内称之为电子迁移率，是关键重要技术指标。国内现有的平板显示生产线中占主流的非晶硅材料电子迁移率低，已无法满足新型显示屏的生产需求，将会被逐步淘汰。但如果采用国外发明的商用氧化物半导体的材料，性能较低，而且我国缺少自主知识产权，也难掌握核心技术。”彭俊彪认为，创新材料体系是自我发展的唯一办法。他结合我国丰富的稀土资源，带领团队从稀土氧化物入手，寻找新材料的代替物。
从2008年到2016年，经历过无数次的实验和失败，研究人员终于在众多稀土氧化物中找到了镧系稀土掺杂氧化物的新材料体系。与日韩公司的IGZO氧化物材料相比，新材料体系具有迁移率高、稳定性好、制造成本低等优势。使用新材料的TFT器件实现了超高分辨率OLED显示，该技术获得了2017年度广东省科学技术奖一等奖。
成立公司推动转化，改变思维迸发活力
“全套引进国外的薄膜晶体管技术，投一条生产线可能高达上百亿元，如果采用我们自主研发的技术进行产业化，可大大降低成本。”为了推动该自主技术的产业化，2010年，在华南理工大学的积极推动下，团队与创维集团合资成立了新视界。博士毕业、一直参与相关课题研究的王磊成为公司负责人的最佳人选。
彭俊彪表示，实验室技术通常留在理论和基础层面，如果进一步发展，必须在实际应用中进行中试和产业化转化，从技术层面来验证该技术的可靠性、稳定性，才能确定技术是否“有用”，从而推动其产业化。
让王磊始料不及的是，从实验室到产业化的“最后一公里”，他们用了足足7年时间。
“最初想法很简单，认为只需把技术发展成熟，然后由股东投资量产就行了。”王磊依然和在学校做科研一样，埋头苦干专心做技术。直到2014年，却猛然发现公司的钱已经花完，可产品却还没赚钱。账上所剩无几的现金，已难以支撑公司运营，怎么办呢？让公司生存下来的强烈欲望，促使他反思并改变经营思维。
“从学校带着技术出来，觉得自己的技术强，于是只站在自己的立场上推销技术，市场需求并非如此简单。”他总结道，技术也是一种商品，技术提供方必须从客户的角度考虑市场化程度、消费者感受、供应链支持度，考虑怎么帮客户创造价值。
“在学校里跨过了从0到1的阶段，在产业化中，我们还有从1到100的长路要走。自主技术的产业化，也是一个漫长过程。”王磊感慨，“仅仅是建立完备的材料体系，就用了4年。”
思维改变给公司带来创新和活力。公司营业收入从2014年开始逐年增长，步入稳步发展的轨道。接下来，开始进入产品规模化生产阶段。
市场新宠潜力巨大，开启产业化新征程
走进新视界的展示厅，参观者立刻会被一片弯曲的薄膜所吸引，它的厚度仅0.01毫米，重量不到1克。令人惊叹的是，薄膜画面清晰度高，既可显示图像，也能播放视频，甚至能折叠放进口袋。这个就是国内首块采用氧化物TFT技术的全彩色柔性AMOLED显示屏。
电子纸应用正成为显示市场新宠，未来发展潜力巨大。“采用氧化物TFT技术的电子纸，低耗能、低成本，这是其能进入千家万户的优势所在。”杜伟杰一直在显示领域寻找新的投资点。他十分看好电子纸的未来发展，“随着国家提出智慧城市建设，以及新型零售业的崛起，电子纸正进入新的爆发点”。
对研发团队和技术的信心，让杜伟杰下定决心投资新视界的氧化物TFT技术。“我们之间常有交流互动，我了解新视界的技术实力，看好此技术的发展和应用。”杜伟杰说。
本次氧化物TFT电子纸项目成功落地，王磊把其归结为是成果转化模式的成功。“带着科研团队的技术成立公司去创业，犹如搭建了一个平台，把实验室和企业的需求连接起来，加速与产业对接。”王磊说，新视界具有三大功能：一是推进实验室的原始技术进行中试转化，实则是提前筛选、优化了原有技术；二是凝聚团队，“技术再好，设备再先进，没人执行也不行”。目前，新视界的大部分核心技术成员仍来自最初的“863”项目团队。同时，以曹镛院士为首的数十位教授，也以顾问形式为新视界提供智力支持；三是市场化的“检验石”，通过市场检验别人买不买单。
科研人员出身的王磊，天生对技术迭代有着强烈的危机感，“每年大概要花上1/2的时间开发新技术，保持技术的领先性”。这也正是杜伟杰对团队最为欣赏的一点。
“除了生产线，还将同时规划大尺寸电子纸模组生产线，并建设新型显示国家级创新中心，项目建成后年产值将达140亿元左右。”杜伟杰透露，目前项目建设推进顺利，拟在年后开建工厂和生产线。
“使用我们的技术后，可以带动国内显示产业的发展，提升产业安全。”对项目的产业化前景，王磊充满信心。
视觉中国（图一）
国内首块采用氧化物TFT技术的全彩色柔性AMOLED显示屏出自新视界受访者供图（图二）
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