早晨，太阳初升时窗帘就会自动拉开;当你迷糊转醒时按一下床头的按钮，灶上的牛奶开始自动加热，煮沸后鸣音示意并自动点开锅盖……随着智能时代的到来，这些曾在科幻电影中出现的场景，正在一步步变为现实。
智能时代的进步，离不开智能材料的研发和应用。智能材料指的是一种能感知外部刺激和内部状态变化，判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。上世纪80年代末90年代初智能材料的概念提出，历经了20多年的发展，随着硬件设备在各个领域的应用开发，各式各样的新型智能材料交叠更换。进入新世纪，以功能材料为基础的智能材料受到了世界科技强国的重视。智能材料发迹于航空航天领域，现已发展至服饰艺术、医疗器械、土木工程等各个领域。国家“人才”专家、南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室主任裘进浩认为，智能材料凭借着主动实现反应和自我修复以及能源转换的优势，将会在智能时代大放异彩。
功能≠智能，为智能材料正名
自然界具有生命力的生物很多，生物都可以收集外界信息传递到自身并做出反应。科技发展到今天，冰冷的材料也开始具有“生命”，这种材料可以根据信息的传递作出生物反应，这就是在传统材料基础上不断改进后出现的第四代材料——智能材料。
但目前大众对智能材料的认知存在着一定程度的误解，往往将智能材料局限在“材料”这一概念中。其实智能材料是一个系统性的产物，可以理解成为“结构+传感器+制动器+芯片”集成新型系统，形象说来，可以将智能材料比喻成为人的身体，那么传感器就是神经系统，结构是骨骼，驱动器相当于肌肉，而芯片则相当于大脑。传统上被称为智能材料的譬如压电材料、形状记忆合金等，其实只是具备功能转换、刺激响应的功能型材料，仅仅依靠材料实现主动处理信息的智能并非真正意义上的智能材料，这些传统材料在智能材料的系统中充当着传感器和作动器的作用，是智能材料系统中的传输部分。
“与传统材料不同的是，智能材料是‘主动’去实现功能的。”裘进浩举例说明，“智能材料首先要实现检测功能，即检测物体结构有无损坏，甚至可以自我修复;另外，与鸟相类似，变体飞行器具有根据飞行状态主动改变形状的功能。”这种“主动”使得智能材料被称为是产业发展的革命力量，这种革命性的解释，裘进浩认为是智能材料使智能在概念上实现了飞跃。“我们熟知的人工智能的概念是人工系统通过数据积累分析能够做出反应甚至产生思维，但现实上目前所谓的人工智能是无法达到这一程度的。而智能材料，能够将现阶段的人工智能拉向‘主动响应’的阶段。”
仿生是智能材料最初的设计起源，而今仿生机器人等概念大行其道，智能材料与3D打印结合，将会在智能时代大放异彩。未来前景虽然广阔，但目前作为智能材料大脑的芯片却是难以满足智能结构集成的要求。“现在我们使用的芯片还是最传统的，完全无法实现最初集成的设想。一个人的身体如果大脑不能处理神经传输来的信息，无法将处理的信息传输给肌肉，那么这个人其实就是瘫痪的。智能材料现在也是如此，用传统的芯片进行材料搭载，完全是分离式的结构，实现智能只是空中楼阁而已。”
成果转化受困，小微企业成“临时中转站”
南方航空航天大学90年代初第一个开始智能材料的研究，至今已有20余年。但总体来看，航空航天市场中的智能材料还处于“临床试验”的阶段，部分样品已经使用在飞机或飞行器等实际结构测试之中。“经过20年的研究，其实智能材料已经具备相当技术水平。但是由于航空航天领域的高技术要求，所以试验阶段相对来说比较长。不过可以预见的是智能材料大规模投放航空航天市场将会在今后几年实现。”裘进浩认为，未来航空航天领域将会成为不输于土木的大市场。
由于智能材料经历了长期的试验阶段，怎样理顺成果转换环节就显得尤为重要。“在转换环节，专业的大规模企业、市场下游应用企业、国企和研究院、高校应该是各司其职，做好长期规划。”裘进浩举例说明：“如果将一项技术的生长过程划分阶段的话，第一阶段应该是基础研究，在这一阶段中研究院、高校承担着最主要的责任;第二阶段是技术转换过程，本阶段专业的大规模企业、国家资本都应该参与进来;最后到了市场投放阶段时，需要应用领域的公司进行推广，例如航空航天领域技术投放市场，波音、空客等公司将会承担市场推广这部分工作。”但是目前我们国家技术成长过程中分工比较混乱，高校、研究所、企业杂糅到一起，无法形成顺畅的转换链条。
针对目前现状，裘进浩建议短期内由小企业承担成果转换的责任。“因为智能材料属于高精尖领域，企业入驻门槛比较高、前期的投入很大，但是国内的企业比较看重眼前的利益，所以智能材料领域主要是以小微企业为主。在大企业缺乏的情况下，小企业是最优的选择。另外具有学术背景的小企业，既有技术基础，也有导向市场进行成果转换的动力，比较容易成为转换枢纽。”
但是放眼长远，小企业缺乏大规模转换成果和推广产品的实力。首先成果转换需要大量资金支持，小企业能力有限，长线转换时后劲恐怕不足;另外小企业缺乏市场知名度和市场占有率，产品推广时难以打开市场，可能会影响产品的推广。所以，大企业和专业研究院才是成果转换中最中坚核心的力量。但是大企业并非凭空出现，需要民营私企进行长期积累。对于民营私企而言，想要达到一定的体量，拥有具备成果转换的实力，就必须注重技术和资金两方面。对此，裘进浩建议可以参考日本小微企业的发展：“日本拥有着众多的小微企业，他们具备强大的科研实力，企业内部分工明确，研发人员不涉及产值要求。国内企业在进行架构的时候，每个部门都会追求产值利益，反而不太容易将研发做好。我与中日从事智能材料的小企业都有过深入接触，两者在运作模式上是不存在差别的，有差距的地方是对研发部门的投入和考量标准。”
智能材料前景广，长线投资勿跟风
自从乔布斯“重新”发明了手机以来，短短几年时间，智能手机风暴可谓席卷全球，已经深刻改变了人们的生活方式。但是智能设备的发展不可能就此停滞，人类创新的步伐也不可能就此止步。依托于信息技术的智能手机，其“智能”更多的是表现在人与人之间的互联，以及信息交互的便利之上，但这并不是智能的全部定义，如果智能材料能够发展成熟并与可穿戴设备融合，无疑将加快可穿戴设备发展进程。
目前的可穿戴设备，使用的仍然是智能手机的传统材料，搭载的是低功耗的微处理器，精简版的操作系统，再加上传统的固定设备，俨然只是智能手机的一个附庸。现有的智能手机材料往往都是刚性的，而且其性能也并不适合可穿戴设备的使用特点，基础材料的缺失正是可穿戴设备发展的痛点，因此选择一种新型的材料成为可穿戴设备发展面临的首要问题。“可穿戴设备最关键的是传感，传感恰恰是智能材料一个最核心的功能。由智能材料制作的可穿戴设备，将如同具有生命一般感知每个人不同的身体特征，感知周围环境发生的变化，甚至能够做出反应帮助人类。”可以预见，未来的智能设备将不再冷冰冰，而将是能有所感知和人完美匹配的真正的“智能”可穿戴设备。
即使未来应用前景如此广阔，我们在认识这个技术的时候也应该保持冷静的心态。“我国民众和媒体甚至于某些企业和政府，总是喜欢对一个新技术进行热炒。”裘进浩分析，造成我国盲目追捧新技术的原因有很多，其中利益驱动是最核心的因素。“对于某项新技术，是否成熟、是否适用于大规模商用是需要时间考量的。但是目前宣传更多的是为了利益——媒体造势形成舆论效应，国家可能会多拨钱来扶持，地方政府瞄准这块‘肥肉’可能就会片面的去追求政绩。”
片面的热炒概念将会导致国家层面盲目的大规模投资、企业的无序进驻等问题的出现。“有些技术只是‘初生’的婴儿，需要长期的投资和扶持，不能够急功近利，一口吃一个胖子。数额庞大的投资需要经过细致的调研才能决定，不可能只投资热点。”裘进浩认为，除了资源浪费之外，这样盲目的投资对于技术本身的发展也是极为不利的。“即使再好的技术也有大众不关注的时期，这样的大起大落，对于技术本身研究就十分不利。”
为了保障新技术的有序发展，投资需要做详细规划。“我在本田公司了解到，他们2003年之前就开始储备、研发燃料电池技术，而他们预测这项技术需到2023年才能商用。相比较国内，前几年新能源汽车概念一炮而红，大家一窝蜂的上，国家也砸了很多资金扶持，但是投入和产出远不成正比。”裘进浩建议，科技发展规划制定之后，需要每过几年进行一次验证，确定未来几年可能会大规模使用，再进行长线投资。
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