盤點這一年的核心技術：22納米光刻機、450公斤人造藍寶石、0.12毫米玻璃、大型航天器回收、盾構機“棄殼返回”、遠距離虹膜識別……哪一個不奪人眼球！

1 智能水刀削鐵斷金

10月份的第四屆軍民融合發(fā)展高技術裝備成果展上，一把神奇的水刀吸引觀眾駐足。它以水為刀刃切割各種材料，分離海綿、鑿穿巖石、削斷鋼鐵，完勝激光切割。其全名五軸五聯(lián)動智能水刀，由上海獅邁科技有限公司（以下簡稱獅邁科技）研發(fā)生產(chǎn)，完全具備自主知識產(chǎn)權。

水刀原理和孩子們玩的水槍很像。給普通自來水加壓到4000個大氣壓以上，迫使加壓后的水從一個小噴嘴噴射出來，形成高速射流，在這股高速射流里加入鋒利破碎的小顆粒，形成高速磨料射流。

水刀能量巨大，高壓水高速射流以3倍音速打向切割對象，實現(xiàn)切割。相比“前輩”激光切割，水刀切割過程是一個高速磨削加快速冷卻的過程，沒有熱損傷和熱變形，沒有煙霧和粉塵，綠色環(huán)保。簡單說，激光能切不能切的，水刀都能切。波音公司、空客公司都大量使用智能水刀進行機械加工。

水刀、激光和等離子切割實現(xiàn)精密切割是難點。獅邁科技經(jīng)3年研發(fā)了一套獨特高品質(zhì)控制系統(tǒng)。通過采用數(shù)學模型精準預測射流行走路徑上每一點的誤差，實現(xiàn)對射流每一步行走的速度、加速度、切割頭的偏擺角度以及射流的特性參數(shù)精確的控制，在切割效率最大化的情況下達到自動消除誤差的高精度目標。

2 虹膜識別1.2米遠兩秒搞定

虹膜識別是除DNA以外最可靠的生物識別技術，唯一、防偽。最開始虹膜識別要像用望遠鏡一樣把眼睛貼在設備上，后來擴大到設備半米內(nèi)識別。11月份，虹星科技正式投產(chǎn)“駕駛員生物特征識別一體機”，將虹膜識別距離拓展到1.2米，掃一眼即可，無需過多配合。

每個人的虹膜都獨一無二。紅外光條件下，可呈現(xiàn)豐富紋理特性，穩(wěn)定特征點200多個，刷眼后儀器提取出具備高區(qū)分力的特征碼，與數(shù)據(jù)庫進行比對，這一過程稱為虹膜識別。虹膜識別的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在龐大數(shù)據(jù)庫中精準找人。在監(jiān)控視頻中準確找一個人，1萬的人群基數(shù)用人臉識別，10萬人以下用指紋識別，100萬個人應當用虹膜識別。

虹膜僅約1平方厘米，人臉是300平方厘米，識別難度相差300倍。距離稍遠，難以采集到清晰的虹膜紋理；而且人本身的晃動和眨眼，會讓成像存在運動模糊、眼皮遮擋等一系列問題。

虹星科技成像階段使用千萬像素以上的圖像傳感器，保證足夠的虹膜分辨率；精心計算近紅外光源的角度和強度，在不傷害人眼的前提下照亮虹膜紋理；將智能算法移到成像設備內(nèi)，使成像與計算協(xié)同作業(yè)；快速圖像質(zhì)量判斷算法，丟棄低質(zhì)量圖像，專注識別高質(zhì)量虹膜圖像；優(yōu)化算法，一秒處理上百張千萬像素的虹膜圖像。最終做到了1.2米距離內(nèi)2秒虹膜識別。

3 海底盾構機實現(xiàn)“功成身退”

打海底隧道的盾構機，只能掘進不能后退，價值幾千萬元的設備往往“一去不復返”。8月20日，廈門地鐵3號線海底隧道中，伴隨著最后一塊刀盤被拆下，海底的盾構機在世界上第一次成功實現(xiàn)倒退返回。

盾構機是打洞能手，它的頭是一塊布滿“牙齒”的圓盤，不停旋轉(zhuǎn)，啃掉泥土和石頭，長100多米、重約800噸的長筒身子里，有馬達和泥漿循環(huán)管道。它身后的新空間拼貼上弧形的水泥管片，隧道就此成型。但是，盾構法施工使身后洞徑變小，所以盾構機無法后退，通常永久封存在隧道旁的死胡同里。

然而廈門地鐵3號線海底隧道施工方中鐵一局城軌公司想出了一個辦法，將盾構機拆掉運出來。他們請專家研究出在不轉(zhuǎn)動刀盤的情況下，調(diào)整割除角度的傾斜法，攻克了刀盤拆除的難題。