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明德守正 知行合一 “双创”探索结硕果
——记南方科技大学电子与电子工程系研究员邵理阳

2021-07-23文/李

中国科技产业 2021年7期
关键词:传感产学研双创

◎ 文/李 冲

一手抓科研攻关,一手抓双创孵化,“斜杠青年”邵理阳的日程上几乎没有安排休息。

他是南方科技大学电子与电子工程系研究员,多年来专注于分布式光纤传感技术基础理论研究与工程技术实践,多个创新性成果从脑子里转到了实验室并应用在国家重点工程,实现了理论、技术、应用的全链路贯通。

他任南方科技大学创新创业学院副院长,负责两个创新创业示范基地(国家级和深圳市级),近年来敢闯敢试大力推动创新创业基地建设与指导大学生创新创业融合相结合,取得了创知有成果、创新有技术、创业有产业的斐然成绩。

院长、导师、研究员,不同的岗位、职位和身份,用不同的模式、方式、方法被大家称为创新里手、创业推手、全能多手,但邵理阳知行合一的执着和专注,始终践行着他作为一名共产党员从未改变的初心。

感知世界,探索无限

2017年8月,结束在加拿大卡尔顿大学、澳大利亚悉尼大学、香港理工大学、新加坡南洋理工大学、西南交通大学等知名高校的相关科研工作后,邵理阳应邀加入南方科技大学,专注于光纤传感技术研究,深入探索分布式光纤传感、微波光子传感、超快成像及检测技术等方向。

分布式光纤传感技术产生于20世纪70年代,因具有提取大范围被测场分布信息的能力,被寄望于解决测量领域的众多难题,被视为光纤传感技术中最具前途的技术之一。

“当光纤某个位置的外界环境发生了变化,比如温度上升、应变增大,在该位置产生的散射光也会有光强、相位等参数的改变。通过监控散射光的变化,我们就可以实现对整条传感光纤所处环境的监控。”邵理阳介绍,这就是分布式光纤传感的最大特点,能够获取传感光纤区域内被测量的分布信息,而这信息往往随时间和空间的迁移而变化,掌握了这些信息就掌握了其所处环境变化。

邵理阳多年所专注的,正是基于光学的传感、测量、检测、微纳光学和非线性光学等领域的前沿基础性研究,以及光信息及传感技术在海洋监测、轨道交通、周界安防、桥隧安全、生物化学和生命健康等领域的应用。

可喜的是,目前各个方向均已实现不同程度的突破。

基础研究领域,在光纤分布式振动传感方面,邵理阳团队提出了基于自混频解调方法的相干探测光时域反射系统,可有效提取调制在光相位上的振动信号;利用相位光时域反射系统结合马赫曾德尔干涉仪结构,去除频率的盲区,实现了从低频到高频的全频带多点振动同时测量;利用基于双边滤波器的二维图像处理算法,大幅提升了相位光时域反射系统解调信号的信噪比(>8dB),从而降低了系统的误报率并增加工作距离。

在光纤分布式应变及温度传感方向,邵理阳团队系统研究了基于布里渊散射增益谱探测的相干解调传感方案,提出了一种改进的可抑制非本地效应的双边带相位调制相干布里渊光时域分析传感器,可采用对称的探测光来动态补偿泵浦光的消耗;进一步分析了色散对系统的影响及其导致的测量不稳定性,提出了基于双边带强度调制和单边带强度调制的相干布里渊光时域分析传感器,可有效抑制色散并且简化系统的复杂度;最后,比较了相位相关的正交解调以及相位无关的包络检波在相干布里渊光时域分析传感器中的应用,并分析了光纤引入的相位抖动对解调结果的影响极其抑制方案。

此外,团队利用光纤锥和倾斜光纤光栅结合的复合结构,创新性地提出并制作出一种微型光纤矢量倾斜仪,可以同时测量光纤锥区域倾斜角度的大小和方向,可用于解决多维多参量传感问题。

基于以上成果,邵理阳已带领团队完成了相关样机的研制工作,并在大坝监测、石油和天然气井检测、桥梁和建筑物监测、电力线路监控、边境安全监测等领域,实际应用效果良好。

团队参与了多项与铁道总公司的合作项目研究,所推出的光纤光栅传感系统已在京沪高铁及香港、台湾的铁路上安装应用,经济效益与社会效益显著。其中,仅香港铁路的安全监测系统,就能为香港铁路公司每年节省维护成本约200余万港元。

值得一提的是,长连续无缝钢轨的温度应力过大经常造成崩轨、脱轨等重大事故,其准确的在线实时测量目前被国际土木工程界称为世界级难题。“基于光纤光栅的智能围栏防入侵系统”和“基于多维光纤光栅的钢轨温度应力实时在线监测系统”,正是邵理阳团队针对这一难题的出发点,现已由西南交大铁发公司在成渝铁路成都外环线、成绵乐高铁青神站等地进行了现场试验,实际测试效果良好,表现出不俗的应用前景。

同时,他们还完成了微纳光纤高精度制备技术与装置研制工作,其中微纳光纤微污染监测系统在高能激光系统中得到应用;研制的光纤水听器具有高灵敏度和高可靠性特点,适用于复杂海洋环境下的水声目标探测、水下通信和海底石油勘探等应用,也可以海底固定式、轻型拖曳式和独立潜标等形式工作;研制的KD3000陀螺与国外主要公司同类型陀螺指标对比有明显优势,可用于水下导航和姿态控制。

理论源自实践,又能指导实践,在深化相关研究的同时,邵理阳还带领团队建设了光电智感实验室,期待以更先进的设备、更广阔的平台、更科学的方法,推进相关研究的提升。

敢字当头,先行先试

2020年12月24日,国务院办公厅下达了《关于建设第三批大众创业万众创新示范基地的通知》,“南方科技大学科技园区”在“全球化创业”方向获批建设国家级双创示范基地,成为获批8个基地中唯一的一个大学科技园区,也是南科大首个双创领域的国家级平台。

就在几个月之前,南科大深圳市双创示范基地也刚刚落地。获批两个双创基地,代表国家和相关部门对南科大教学科研能力与产学研实践的高度认可和期待。

两个示范基地的申请申报工作,都是邵理阳牵头组织。

以国家级双创示范基地的申请来讲,邵理阳领导南科大资产经营管理有限公司、技术转移中心、科研部、国际合作部等单位,历时1年筹划准备,结合自身在人才队伍、科研平台、国际合作等方面的优势,从基地建设的工作机制、生态培育、平台布局及投融资体系等方面进行研究,对基地的战略定位、发展思路和中长远建设任务进行了目标分解和任务设置。

深圳市创新创业基地的建立更是探索出了多元化的产学研合作机制,团队充分协调高校和企业的各方面资源,形成高校、企业、平台三方交叉融合的立体多维合作模式,设置了科研平台、人才培养、企业孵化和资本运作等四大板块,设立了以新能源材料、新一代信息技术和智能装备技术三大共性技术平台,通过专业论坛、技术交流、产学研对接等形式,充分展示与推介研发服务平台成果,技术和人才团队,促进产学研合作,推动科研成果从大学实验室向市场的对接与转化。

邵理阳表示,借助这两大平台,南科大将充分发挥学科带头人的师资科研优势,围绕“先行示范区”“粤港澳大湾区”“一带一路”“全球海洋中心城市”等国家战略,加强双创人才队伍建设,积极推进创新项目对接现实生产力、创新成果对接新型产业,全面提升双创基地服务国家战略、贡献湾区建设的能力。

双创基地建设,是邵理阳自2018年8月开始担任南科大创新创业学院副院长之后开展的双创实践,作为一个创业“新手”,并不是所有企业都愿意跟高校搞科研合作,甚至大部分企业开始不愿意,这是他开始推进产学研合作时遇到的最大困难,感触颇多。

经过广泛调研,邵理阳发现企业与高校的产学研结合存在不少问题,主要由三个方面:一是合作意识不高,部分企业对高校产学研结合的认识不足;二是合作层次不高,技术创新和产学研合作方面缺少顶层设计和总体规划,校企合作停留在对企业的技术服务低端层面,仅限于解决企业的某个具体难题,而对企业的自主创新、开发独特产品、发展独特技术等核心竞争力的提升作用不明显;三是合作平台不够完善,缺乏高效联合的产学研一体化服务平台。

邵理阳感到,在现有的产学研合作体系中,高校与企业有时角色颠倒,且缺乏必要的行为规范。同时,政府在高校创新人才培养上发挥的作用还不够,高校、企业、政府,三者之间尚未形成一个有效的循环促进体系,仍处于初级串联式合作模式阶段,三者的整体集合效能还没有发挥出来。

他认为,应以高校为基础创新主体角色,构建创新生态体系,而企业应从外围创新向工艺创新渗透,多方位参与基础创新。政府则运用市场机制推动创新,营造公平竞争环境,同时出台具体政策来鼓励企业参与到高校的创新人才培养工作中,并针对校企联合培养过程中出现的新问题进行政策性扶持。三方应该是互动融合的一体化,只有如此,才能最大化地调动各方力量,积极投入到创新人才培养的生态体系中。

双创实践是科学研究、技术创新、产业创造相互融合又紧密相关的平台事业,深耕3年,邵理阳闯出了不一样的风景。

干字当先,闯创精彩

为了跨越学术、技术、产品、产业间障碍,邵理阳使出了搞学问、抓科研的牛劲,踏上了闯荡市场的“推销员”之路。

对内,完善体制机制,练好自身功夫。他推动建立创新创业学院致力于开展工程硕士/博士培养、创新创业通识教育、未来企业领袖培养、以校企联合实验室为基础的工业研究的目标。围绕这一目标,组织制定了《工程硕士教育实践基地管理制度》《学生创新创业教学实验室管理制度》《创新创业实践实习管理办法》等系列管理制度、办法,开发“学生创新创业管理系统软件”,建立健全创新创业教育工作协调机制,建设规范化、标准化、信息化的高质量全过程管理体系,把创新创业学院打造南方科技大学对接创新企业的“桥”和“船”。

对外,采取走出去、请进来的办法,带队实地走访企业数十家现场进行沟通交流,介绍南科大及创新创业学院现有的资源和规模,提出未来合作的设想,对企业的文化建设、发展方向、核心技术、产品规模中肯建言。

精诚所至,金石为开。一千多个日日夜夜,在邵理阳的带领和推动下,功夫不负有心人,南科大的产学研创新创业实践迈出了一大步——

科研创立大平台,建立了新能源材料、新一代信息技术和智能装备技术三大共性技术平台;建立了南科大-深圳燃气联合实验室-刘科院士工作站;南方科技大学恒普生命科学研究中心;南方科技大学-博恩实业联合实验室;南方科技大学-新宙邦能源材料联合实验室;南科大-大微心康设备与人工智能联合实验室;南科大-威一霸企业联合实验室等29个校企联合实验室;建立了2个军民融合创新中心(智慧海洋工程中心和军民融合光电技术研究中心)、2个深圳市级工程技术中心(深圳市低质煤炭综合利用工程研究中心和深圳无人飞行器设计与导航控制技术工程研究中心),为合作企业的新技术研发和产品技术升级提供强有力的支撑。

人才培养拓基地,与深圳市华大基因学院、深圳光启高等理工研究院、深圳市博恩实业有限公司、大族激光科技产业集团股份有限公司、深圳市奥比中光科技有限公司、深圳市燃气集团股份有限公司等知名上市公司、独角兽企业合作建立了30余家教育实践基地,覆盖电子、材料、化工、计算机等专业,为工程硕士实践教育、实习就业提供了良好的平台;以国家大学生“互联网+”创新创业大赛为抓手,融合MIT、斯坦福、清华、浙大等高校双创工作模式,建设了对应三大共性技术平台的学生双创实践基地(X-Lab);先后聘任近392位业界导师作为双导师共同指导工程硕士实践课题和学位论文;开设“创新创业大讲堂”,邀请享誉国内外的企业家、经济学家和院士专家等做客南科大,围绕创新创业主题作专题讲座,至今已成功举办50场,受众覆盖高校师生、创业者、企业家等高端人群近6000余人;成立学生未来企业家俱乐部FEC,双创协会等双创社团,开设“创新创业强化班”,与松禾资本、巴黎高商HEC合作开设“iLEAP未来领袖培养”项目,为大湾区培养高端创业创新人才;以教师的科研项目为依托,构建“课题型”的科研创新训练模式,营造竞争与合作并重的科研创新环境,形成以培养创新意识、科研能力和实践创新能力的创新创业教育。

企业孵化建体系,创办多个高科技公司,打造出了南科大校级孵化器、Sustech-HEC龙华北站孵化器2个孵化器,成立了“南方科技大学-巴黎HEC商学院国际管理和创业联合中心”,该中心依托南科大的多学科基础与法国企业资源,搭建创新、创业、数字化变革中学术和实践之间的有效链接,推动双方在产业与企业管理科学研究、国际化高级管理人才培养、创新创业和科技孵化等领域的密切合作,共同构建粤港澳大湾区科技融合创新创业生态系统。

资本支持(运作)开新路,通过社会投资、政府资助和校内统筹等途径,筹资成立相关基金。在校庆10周年之际发起成立了“南方科技大学大学生创业基金(公益型)”,联合商业投资机构共同成立了天使创投基金——“台州南科大基金”,直接对接大学生的创业需求,打通了大学生创业的资金支持最后一公里。

邵理阳说,创新创业的目标是合作共赢。在“产学研政金”五环联动下,多主体参与、校外资源共享联动,为各类高新技术企业提供合作研发、生产支持,也让学生在真实的企业环境中得到历练与成长,促进校企深度合作、产学深度结合,培养创新型研发人才和应用人才,最终打造出技术研究、人才培养、企业孵化与资本投资相互支撑,融合发展的创新创业生态链。

承担更多,挑战更高,责任更大,意味着更多的艰苦、艰辛与艰难,虽是曲折之路,也是光明之路。百年党建,也是从小到大、从弱到强之路,更是从单打到全能的创新发展之路。邵理阳清楚,世上唯一不变的是变化,创新拥抱变化,心中有方向,眼里有目标,实事求是、知行合一,定能扬帆远航。

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