光纖傳感大會專訪南京大學(xué)張旭蘋教授:為什么要創(chuàng)立分布式光纖傳感聯(lián)盟?
發(fā)布時間:2025-10-01 08:11:30 熱度:430
10/01/2025,光纖在線訊,恰逢第十三屆光纖傳感大會在武漢召開,一如既往,大會吸引了行業(yè)內(nèi)眾多科研單位,生產(chǎn)企業(yè)以及用戶單位參加。如何看待AI時代下光纖傳感產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,以及如何能將產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來,會議期間南京大學(xué)張旭蘋教授接受了光纖在線編輯的簡單采訪。
如何看待當(dāng)前光纖傳感行業(yè)的發(fā)展?
張老師告訴編輯,光纖傳感不同于光纖通信,傳感是要從噪聲中找信號,而通信普遍是信號強于噪聲。做傳感的和做通信的面對的是不同的問題。光纖傳感的另外一個特點是對信號的解釋非常關(guān)鍵。因為分布式光纖傳感技術(shù)解調(diào)出來的信號通常是溫度、應(yīng)變或者振動改變而產(chǎn)生的相位、頻移或波長等的改變,而不是直接對應(yīng)了溫度、應(yīng)變或者振動幅度/頻率的變化量,要知道這些參量的絕對值或者相對變化量,需要通過專業(yè)的建模和大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練。所以,分布式光纖傳感如果不跟專業(yè)結(jié)合是很難得到實際應(yīng)用的。
張老師說,她從事這個行業(yè)這么多年,對這個行業(yè)的特點和難點感悟越來越深。她給編輯一連舉了好幾個例子。這幾個例子都和實際應(yīng)用有關(guān)系。
例子之一,實驗室里很成功的分布式光纖傳感系統(tǒng)都是用一卷光纖模擬分布式環(huán)境。但分布式應(yīng)用不是一兩個點的問題,而是一系列連續(xù)點上的問題。經(jīng)常是研究人員在實驗室里通過跺腳,敲桌子等制造噪聲,系統(tǒng)都可以表現(xiàn)良好。但是真實的應(yīng)用環(huán)境遠比實驗室里復(fù)雜,許多現(xiàn)象是在實驗室里根本模擬不出來的。所以這類系統(tǒng)經(jīng)常是一到實際環(huán)境就無法工作。
例子之二,這兩年比較熱的煤炭行業(yè)的皮帶機監(jiān)測。研究過程中,他們覺得問題更多應(yīng)該出在軸承上,因為輸送過程主要靠軸承的轉(zhuǎn)動,但到了現(xiàn)場才知道,皮帶的撕裂是最主要的問題,皮帶一旦出現(xiàn)撕裂口,很快就會引起整個皮帶的撕裂,且皮帶是皮帶機中成本最高的部分。為此,光纖傳感系統(tǒng)的監(jiān)測重點就需要做出調(diào)整。
張老師還以醫(yī)療B超產(chǎn)品舉例子。她說,許多做分布式光纖傳感的開發(fā)者滿足于提升他們這個“B超”的性能,而把怎么解讀測量出來的信號的問題留給用戶。但是要知道,分布式光纖傳感這個行業(yè)遠不如醫(yī)療系統(tǒng)成熟,醫(yī)療系統(tǒng)是先有很多成熟的高水平醫(yī)生,后有B超圖,而分布式光纖傳感客戶那里很少甚至沒有懂得看B超圖的“醫(yī)生”,用戶只好望著解調(diào)出來的傳感信號興嘆。
張老師說,作為新技術(shù),用戶會因為一次兩次使用感受不好,就會得出這個技術(shù)不行的印象,通過口口相傳,又會讓更多人對這一技術(shù)避而遠之,最后的結(jié)果就是分布式光纖傳感的規(guī)模應(yīng)用始終打不開。事實上分布式光纖傳感技術(shù)這十幾年進步很大,許多應(yīng)用都成熟了或者接近成熟,供應(yīng)鏈也遠比以前完善。最關(guān)鍵的是能解決客戶真正的需求。一些產(chǎn)品在實驗室應(yīng)用沒有問題,一到實際環(huán)境就無法工作,就像上面那些例子講到的。
張老師也告訴編輯,分布式光纖傳感技術(shù)目前成熟的應(yīng)用方向主要包括地震波檢測、地下光纜的普查等。這些應(yīng)用中,用戶對光纖傳感系統(tǒng)檢測到的信號可以很快得到信息。這就說明光纖傳感現(xiàn)在不是沒有市場,而是要技術(shù)能解決實際問題才能真正找到市場。而要解決實際問題,離不開用戶的參與。
如何看待AI對光纖傳感的影響
多年以前編輯采訪張老師的時候,她曾提到她的團隊正在利用人工智能技術(shù)來對光纖傳感采集來的信號進行分析,并為此做出了很多成績。編輯請張老師再次談?wù)剬I技術(shù)在光纖傳感技術(shù)中應(yīng)用的看法。張老師說,AI技術(shù)對于分布式光纖傳感的確非常重要,而且也實際上起到了很大的幫助。但是現(xiàn)階段他們遇到的問題不是技術(shù)本身,而是人才和數(shù)據(jù)。AI現(xiàn)在各行各業(yè)的需求太大了,缺少大量有經(jīng)驗的AI技術(shù)人員。另外就是AI分析需要的大數(shù)據(jù)往往需要行業(yè)的配合,也不是在實驗室就能夠獲得的。但是不管怎么樣,這還是個大方向,一定要去做的。
為什么要發(fā)起分布式光纖傳感聯(lián)盟?
去年首屆分布式光纖傳感大會后,很多研究人員和企業(yè)看到了行業(yè)上下游貫通的重要性,是她萌生了發(fā)起成立分布式光纖傳感產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的想法,并得到了十多所高校、科研院所和企業(yè)的率先響應(yīng),在發(fā)出倡議的一周內(nèi),就有數(shù)十家單位響應(yīng),目前已經(jīng)有120多位會員加入。為什么會有成立聯(lián)盟的想法?張老師告訴編輯,第一個原因就是前面說的,她在這么多年的實踐中越來越認(rèn)識到分布式光纖傳感技術(shù)本身的發(fā)展離不開客戶端,離不開應(yīng)用,離不開產(chǎn)業(yè)的配合。分布式光纖傳感行業(yè)本身的發(fā)展關(guān)鍵在于打通產(chǎn)業(yè)鏈。應(yīng)用端要明確要求,供應(yīng)鏈端要能提供符合成本和性能要求的元器件和設(shè)備。張老師說,在高校做產(chǎn)品,很多時候不關(guān)注供應(yīng)鏈和元器件的可靠性。比如做分布式振動傳感的許多電子元器件本身就有振動問題。這本質(zhì)上是高??蒲行脱邪l(fā)的必然結(jié)果。如果想真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,必須像企業(yè)一樣去研發(fā)和制造。這就是她成立聯(lián)盟的最初想法來源。她做聯(lián)盟,就是要把上下游都拉進來。
第二個原因,張老師曾受中國激光雜志邀請,出了一期分布式光纖傳感技術(shù)專刊,結(jié)果反響異常的好。她自己的關(guān)于分布式光纖傳感技術(shù)的綜述文章(鏈接:https://www.opticsjournal.net/Articles/OJfdfe382483e2d64a/Abstract)更是創(chuàng)了這本雜志單日下載的記錄。雜志社方面希望張老師再接再厲,能辦個活動繼續(xù)推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,于是,有了去年首屆的分布式光纖傳感大會。張老師說會議的宗旨是:投稿人不以發(fā)文章作報告為目的,辦會單位不以盈利為宗旨,參展企業(yè)不以賣產(chǎn)品為目標(biāo),而是以促進分布式光纖傳感技術(shù)的研發(fā)、落地、推廣為重,使得研發(fā)有方向,產(chǎn)業(yè)有希望,辦成一個對所有參與者都收益的品牌會議,最終多贏!這次會議效果非常好,幾乎所有的會場到最后一個報告依然是聽眾爆滿,可見大家的熱情都很高。
張旭萍老師
二十多年前張老師在分布式光纖傳感技術(shù)方面就獲得了教育部科技進步一等獎,但要真正進入產(chǎn)業(yè),能讓自己從事幾十年的這個領(lǐng)域騰飛,她一直在推動成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化,真心希望這個領(lǐng)域能像光子技術(shù)的許多領(lǐng)域一樣形成一個蓬勃的產(chǎn)業(yè),于是她覺得不僅要有個學(xué)術(shù)會研討技術(shù),還要建立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟。而聯(lián)盟所起到的作用就是明確用戶需求,制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一測試方法,尤其是把更多應(yīng)用方和技術(shù)方提供方聯(lián)系起來。這才是她對這個行業(yè)發(fā)展的解決之道。
扎根科研,心系產(chǎn)業(yè),張旭蘋老師不是那種只會在書本間做學(xué)問的大學(xué)老師,而是很早就致力于光纖傳感產(chǎn)業(yè)的成果轉(zhuǎn)化,身體力行取得了許多成果。如今,她發(fā)起的分布式光纖傳感技術(shù)大會和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,一定能夠更好地推動這個行業(yè)的發(fā)展。在今年的光纖傳感大會上,編輯也見到了一派興旺發(fā)達的景象,期待在聯(lián)盟的推動下,這個行業(yè)能從學(xué)術(shù)圈走向產(chǎn)業(yè)化,真正成為一個興旺發(fā)達的產(chǎn)業(yè)。
如何看待當(dāng)前光纖傳感行業(yè)的發(fā)展?
張老師告訴編輯,光纖傳感不同于光纖通信,傳感是要從噪聲中找信號,而通信普遍是信號強于噪聲。做傳感的和做通信的面對的是不同的問題。光纖傳感的另外一個特點是對信號的解釋非常關(guān)鍵。因為分布式光纖傳感技術(shù)解調(diào)出來的信號通常是溫度、應(yīng)變或者振動改變而產(chǎn)生的相位、頻移或波長等的改變,而不是直接對應(yīng)了溫度、應(yīng)變或者振動幅度/頻率的變化量,要知道這些參量的絕對值或者相對變化量,需要通過專業(yè)的建模和大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練。所以,分布式光纖傳感如果不跟專業(yè)結(jié)合是很難得到實際應(yīng)用的。
張老師說,她從事這個行業(yè)這么多年,對這個行業(yè)的特點和難點感悟越來越深。她給編輯一連舉了好幾個例子。這幾個例子都和實際應(yīng)用有關(guān)系。
例子之一,實驗室里很成功的分布式光纖傳感系統(tǒng)都是用一卷光纖模擬分布式環(huán)境。但分布式應(yīng)用不是一兩個點的問題,而是一系列連續(xù)點上的問題。經(jīng)常是研究人員在實驗室里通過跺腳,敲桌子等制造噪聲,系統(tǒng)都可以表現(xiàn)良好。但是真實的應(yīng)用環(huán)境遠比實驗室里復(fù)雜,許多現(xiàn)象是在實驗室里根本模擬不出來的。所以這類系統(tǒng)經(jīng)常是一到實際環(huán)境就無法工作。
例子之二,這兩年比較熱的煤炭行業(yè)的皮帶機監(jiān)測。研究過程中,他們覺得問題更多應(yīng)該出在軸承上,因為輸送過程主要靠軸承的轉(zhuǎn)動,但到了現(xiàn)場才知道,皮帶的撕裂是最主要的問題,皮帶一旦出現(xiàn)撕裂口,很快就會引起整個皮帶的撕裂,且皮帶是皮帶機中成本最高的部分。為此,光纖傳感系統(tǒng)的監(jiān)測重點就需要做出調(diào)整。
張老師還以醫(yī)療B超產(chǎn)品舉例子。她說,許多做分布式光纖傳感的開發(fā)者滿足于提升他們這個“B超”的性能,而把怎么解讀測量出來的信號的問題留給用戶。但是要知道,分布式光纖傳感這個行業(yè)遠不如醫(yī)療系統(tǒng)成熟,醫(yī)療系統(tǒng)是先有很多成熟的高水平醫(yī)生,后有B超圖,而分布式光纖傳感客戶那里很少甚至沒有懂得看B超圖的“醫(yī)生”,用戶只好望著解調(diào)出來的傳感信號興嘆。
張老師說,作為新技術(shù),用戶會因為一次兩次使用感受不好,就會得出這個技術(shù)不行的印象,通過口口相傳,又會讓更多人對這一技術(shù)避而遠之,最后的結(jié)果就是分布式光纖傳感的規(guī)模應(yīng)用始終打不開。事實上分布式光纖傳感技術(shù)這十幾年進步很大,許多應(yīng)用都成熟了或者接近成熟,供應(yīng)鏈也遠比以前完善。最關(guān)鍵的是能解決客戶真正的需求。一些產(chǎn)品在實驗室應(yīng)用沒有問題,一到實際環(huán)境就無法工作,就像上面那些例子講到的。
張老師也告訴編輯,分布式光纖傳感技術(shù)目前成熟的應(yīng)用方向主要包括地震波檢測、地下光纜的普查等。這些應(yīng)用中,用戶對光纖傳感系統(tǒng)檢測到的信號可以很快得到信息。這就說明光纖傳感現(xiàn)在不是沒有市場,而是要技術(shù)能解決實際問題才能真正找到市場。而要解決實際問題,離不開用戶的參與。
如何看待AI對光纖傳感的影響
多年以前編輯采訪張老師的時候,她曾提到她的團隊正在利用人工智能技術(shù)來對光纖傳感采集來的信號進行分析,并為此做出了很多成績。編輯請張老師再次談?wù)剬I技術(shù)在光纖傳感技術(shù)中應(yīng)用的看法。張老師說,AI技術(shù)對于分布式光纖傳感的確非常重要,而且也實際上起到了很大的幫助。但是現(xiàn)階段他們遇到的問題不是技術(shù)本身,而是人才和數(shù)據(jù)。AI現(xiàn)在各行各業(yè)的需求太大了,缺少大量有經(jīng)驗的AI技術(shù)人員。另外就是AI分析需要的大數(shù)據(jù)往往需要行業(yè)的配合,也不是在實驗室就能夠獲得的。但是不管怎么樣,這還是個大方向,一定要去做的。
為什么要發(fā)起分布式光纖傳感聯(lián)盟?
去年首屆分布式光纖傳感大會后,很多研究人員和企業(yè)看到了行業(yè)上下游貫通的重要性,是她萌生了發(fā)起成立分布式光纖傳感產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的想法,并得到了十多所高校、科研院所和企業(yè)的率先響應(yīng),在發(fā)出倡議的一周內(nèi),就有數(shù)十家單位響應(yīng),目前已經(jīng)有120多位會員加入。為什么會有成立聯(lián)盟的想法?張老師告訴編輯,第一個原因就是前面說的,她在這么多年的實踐中越來越認(rèn)識到分布式光纖傳感技術(shù)本身的發(fā)展離不開客戶端,離不開應(yīng)用,離不開產(chǎn)業(yè)的配合。分布式光纖傳感行業(yè)本身的發(fā)展關(guān)鍵在于打通產(chǎn)業(yè)鏈。應(yīng)用端要明確要求,供應(yīng)鏈端要能提供符合成本和性能要求的元器件和設(shè)備。張老師說,在高校做產(chǎn)品,很多時候不關(guān)注供應(yīng)鏈和元器件的可靠性。比如做分布式振動傳感的許多電子元器件本身就有振動問題。這本質(zhì)上是高??蒲行脱邪l(fā)的必然結(jié)果。如果想真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,必須像企業(yè)一樣去研發(fā)和制造。這就是她成立聯(lián)盟的最初想法來源。她做聯(lián)盟,就是要把上下游都拉進來。
第二個原因,張老師曾受中國激光雜志邀請,出了一期分布式光纖傳感技術(shù)專刊,結(jié)果反響異常的好。她自己的關(guān)于分布式光纖傳感技術(shù)的綜述文章(鏈接:https://www.opticsjournal.net/Articles/OJfdfe382483e2d64a/Abstract)更是創(chuàng)了這本雜志單日下載的記錄。雜志社方面希望張老師再接再厲,能辦個活動繼續(xù)推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,于是,有了去年首屆的分布式光纖傳感大會。張老師說會議的宗旨是:投稿人不以發(fā)文章作報告為目的,辦會單位不以盈利為宗旨,參展企業(yè)不以賣產(chǎn)品為目標(biāo),而是以促進分布式光纖傳感技術(shù)的研發(fā)、落地、推廣為重,使得研發(fā)有方向,產(chǎn)業(yè)有希望,辦成一個對所有參與者都收益的品牌會議,最終多贏!這次會議效果非常好,幾乎所有的會場到最后一個報告依然是聽眾爆滿,可見大家的熱情都很高。
張旭萍老師
二十多年前張老師在分布式光纖傳感技術(shù)方面就獲得了教育部科技進步一等獎,但要真正進入產(chǎn)業(yè),能讓自己從事幾十年的這個領(lǐng)域騰飛,她一直在推動成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化,真心希望這個領(lǐng)域能像光子技術(shù)的許多領(lǐng)域一樣形成一個蓬勃的產(chǎn)業(yè),于是她覺得不僅要有個學(xué)術(shù)會研討技術(shù),還要建立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟。而聯(lián)盟所起到的作用就是明確用戶需求,制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一測試方法,尤其是把更多應(yīng)用方和技術(shù)方提供方聯(lián)系起來。這才是她對這個行業(yè)發(fā)展的解決之道。
扎根科研,心系產(chǎn)業(yè),張旭蘋老師不是那種只會在書本間做學(xué)問的大學(xué)老師,而是很早就致力于光纖傳感產(chǎn)業(yè)的成果轉(zhuǎn)化,身體力行取得了許多成果。如今,她發(fā)起的分布式光纖傳感技術(shù)大會和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,一定能夠更好地推動這個行業(yè)的發(fā)展。在今年的光纖傳感大會上,編輯也見到了一派興旺發(fā)達的景象,期待在聯(lián)盟的推動下,這個行業(yè)能從學(xué)術(shù)圈走向產(chǎn)業(yè)化,真正成為一個興旺發(fā)達的產(chǎn)業(yè)。


