科研“顶天立地”，创新薪火相传

材料及技术。”

以激光致声空-海跨界面下行通信研究为例。

海洋是国家战略资源的重要基地。提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，维护国家海洋权益，关系到我国的经济和国土安全。对于落实习近平总书记“经略海洋”的指示、扩大对外开放、促进经济持续健康发展及实施海洋强国战略具有十分重要的意义。

空-海跨界面通信一直是现代海洋通信中一个难以突破的技术难点。传统的空对海的通信主要依靠超长波无线电通信、声呐通信和蓝绿激光通信技术，但是传统手段在传播距离、穿透深度、界面转换及装备复杂度等方面都面临巨大问题。姚建铨院士在2015年提出“空-天-地-海一体化网络构架”的概念后，带领课题组团队深入研究激光和声各自在大气和海水中的优势，提出了激光致声空-海跨界面下行通信技术及总体方案。

激光致声通信利用机载激光对水的作用完成光波到声波的非线性转换，在空-海开放信道中可满足数字信息的有效传送，为海洋通信提供新的技术途径。姚建铨-张雅婷团队经过一年的努力，论证了空-海跨界面激光-声通信的总体方案；提出并验证了激光-声跨空-海界面的安全、隐蔽的下行通信技术方案；从理论上对激光致声通信的大气信道、海洋信道特别是光-声转换界面进行了深入研究，发展了激光在海面产生非线性效应的物理机理；研究了激光致声空-海跨界面的下行通信关键技术；并进行了激光致声空-海跨界面下行单向通信的实验验证。经过验证分析，激光致声下行通信传输距离能够达到公里量级，为空-海跨界面通信开辟了-条新的技术途径。

该技术难度大，创新性强，总体技术达到国际先进水平，为激光致声通信关键技术研究奠定了坚实的基础。激光致声通信由于其独特的空对海模式，所以该技术还可以在机载平台以及船载平台上的空对海的探测成像、定位测距以及唤醒等方面具有重要的应用价值。

“我们团队的‘立地’项目也包含三个组成部分：高端激光智能制造技术及产业、智慧养老和大健康技术及产业、物联网和智慧城市。”

为何要把高端激光智能制造技术及产业放在“立地”的首位呢？姚建铨院士说：“以激光清洗为例，我研究中的绝大部分——甚至可以说90%，都是面向高精尖的，而恰恰就是这10%，可以和百姓的生活直接关联。‘立地’项目可以迅速落地转化为产业，惠及民生，深受当地政府支持。”

作为高端激光智能制造技术及产业的一部分，激光清洗技术在美国、法国已有公司将之产业化，并进入中国市场。“正因如此，就更迫切需要我们搞出自己的产品来进行国产替代。先不论我们未来的价格优势，如果国内没有同类产品，进口产品占据‘独有’地位，价格就永远不会下降。我们的团队正在研发中，已经有所成果，以后会往量产迈进。”

姚建铨介绍，激光清洗也是分领域的。轮船清洗、飞机蒙皮清洗、高铁部件清洗……不同对象的清洗，用的激光器其实是差不多的。但在不同领域里，做激光清洗的机制却不一样。以管道清洗为例，激光打进管道中，要以螺旋形一边扫一边后退，这样才能清洗干净。同样用一个激光器，对象设备不同，适应的地方也不同，这叫应用领域。譬如飞机、轮船、高铁，它们的应用领域是不一样的。“像是电视塔，它在户外日晒雨淋，水泥上‘长’了很多东西，有些地方够不着就没法清洗。还有一些高层建筑的玻璃，保洁人员出去刷玻璃也是非常危险的。这些情况下，都可以用激光清洗。”

在激光清洗领域，结合人工智能，姚建铨提出了一个创新的理念——随机清洗。

“随机清洗是什么意思？比如一块金属，过去用激光清洗它，要来来回回扫。随机清洗可以用两个激光头同时扫，一个是检测头，一个是激光清洗头。检测头可以检测清洗对象的污染物是什么种类，将其成分和厚度测出。检测头一边扫一边测，把测出的数据反馈回来做机器学习。通过结合人工智能，可以‘告诉’激光清洗头很多信息。比如走到某处的时候污染物比较厚，清洗的功率要大一点。”

激光清洗不仅可以和人工智能结合，能更“聪明”地工作，还对环境友好，既不会和酸洗一样污染环境，也不像超声波清洗会消耗大量的水资源。

创新薪火相传

青年是祖国的前途、民族的希望、创新的未来。青年一代有理想、有本领、有担当，科技就有前途，创新就有希望。习总书记在讲话中提出，希望广大院士关心和爱护青年人才，把发现、培养青年人才作为一项重要责任，为青年人才施展才干提供更多机会和更大舞台。

2018年，是姚建铨院士执教的第53個年头。半个多世纪盛开的桃李芬芳，他粗粗统计，自己门下光是毕业的博士生就有180多位。

姚院士风趣地说：“在培养学生方面，我大概是和别人家的导师稍微不一样吧。我不会天天耳提面命地规定学生该几点几分来，几点几分走，单靠‘抠’是‘抠’不出名堂的。我更看重长期，如果你长时间没有做出成果来，就说明你心有旁骛，没有好好搞研究。”

姚建铨对学生创新能力的培养，还着力于从方法上引导。

“我在教学中以给学生启示为主，也会分派他们去做具体的工作。每个学生既要有团队精神，也要有自己的研究成果和创造性想法。我们经常交流，开‘头脑风暴’式的小组讨论会，大家围绕着几个关键词进行讨论，畅所欲言。思想一碰撞，往往就能迸发新的火花。”

姚建铨院士的启发式教育有一个突出的特点，就是不会为他的学生制造思维“桎梏”。他不希望学生死记硬背，或是没有自己的思考，仅仅机械性地按照老师教的去做，更不希望学生们的头脑被条条框框局限住。如果学生因为能力和经验不足走进“死胡同”，他会适时给予具体指导，启发式教学。

“我比较擅长于启发学生的思路，不会规定非要第一步怎么做，第二步怎么做。培养学生的自学能力和自主创新能力，鼓励他们在尊重科学规律的前提下，创新地去工作，放开思维去想。对于学生来说，比起单纯积累知识，培养能力更重要。”

姚建铨院士相信，中国的青年一代科技工作者必定会青出于蓝而胜于蓝。他同样坚信，在以习近平总书记为核心的党中央的领导下，国家会走出一条中华民族自己的发展之路。在未来的科技发展领域，也将同样实现中国梦。

他说：“我一直秉持一个观点，就是要脚踏实地，一步一个脚印去工作，不能好高骛远。既要有雄心壮志，有为了国家富强而奋斗的精神、气魄，也要有一点一滴学习的劲头。我相信中国大有希望，也充满了前进的信心。”

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