——记清华大学核技术及应用研究所所长、危爆物品探测技术国家工程研究中心主任陈志强

蔡巧玉  李文博

即便已经进入21世纪的第二个10年，一谈到核技术，人们依然会下意识地“谈核色变”。对此，科学家认为，民众对于核的恐慌和排斥心理，主要还是源自对于核技术的不甚了解。事实上，现代核科学技术的发展一直引领着前沿科学和新兴技术产业的跨越。如今，“核技术”的具体专业方向早已不仅仅局限于传统的核电、核动力、核武器，而是极大地延伸扩展到了民用领域的方方面面。

比如，核辐射成像技术就是核物理学与现代图像理论相结合的产物，这是一种利用X射线观察物体内部的技术。这种技术可以在不破坏物体的情况下获得物体内部的结构和密度等信息，目前已经广泛应用于医疗卫生、国民经济、科学研究等众多领域。人们在医院检查身体时拍的X光片、CT、核磁共振，以及公共场所常见的安检仪等都是对核辐射及成像技术直观的应用。

清华大学核技术及应用研究所所长、危爆物品探测技术国家工程研究中心主任陈志强从事X射线成像理论及相关研究已近30年，长期致力于发展自主核心技术，突破国外的封锁和垄断，先后参与和主持了多个国家级和省部级的攻关项目，在多项关键技术上取得重大突破，并在科技成果转化一线作出了突出贡献。

陈志强的背后是一幅波澜壮阔、跌宕起伏的中国核辐射成像技术与应用事业的宏伟蓝图，在这条攀登技术创新高峰的道路上，他荣誉加身，先后荣获国家级、省部级科技成果奖项20多项，其中包括国家科技进步奖一等奖、国家科技进步创新团队及国家“万人计划科技领军人才”、国家“知识产权领军人才”等诸多奖项，在国际上也声誉远播。但是在陈志强看来：“获奖虽然是值得高兴的一件事，但是获奖的那种成就感和满足度，并不如我们具体解决了某一个卡脖子的技术难题和完成了一项国家交给的战略任务更有意义。”怀揣着一个“强国梦”，不断追求技术上的创新和突破，为国家发展与百姓生活解决实际问题，才是陈志强和他的团队始终最为看重的事。

一封感谢信

——国家的需求就是向科技工作者吹响的冲锋号角。

2022年上半年，在全球新冠肺炎疫情的阴云笼罩下，中国完成了一件举世瞩目的大事——2022年北京冬奥会及冬残奥会的成功举办。

4月上旬，陈志强收到了一封来自北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会的感谢信，感谢他和他的科技创新团队精心设计的覆盖冬奥全流程、全环节的安检解决方案，把当前处于世界领先水平的各类安检技术及设备嵌入冬奥安检工作之中，克服了新冠肺炎疫情等各种困难挑战，为冬奥会筑起一道安全屏障，保障了冬奥盛会的顺利完成，实现了中国政府对国际社会的庄严承诺，向世界奉献了一届简约、安全、精彩的奥运盛会。

其实，作为众多综合性、特大型活动的“安全技术专家”，陈志强和他的团队以尖端科技为全球提供安全保障，已经成为各大国际赛事和会议的“常客”，他们早已身经百战，有足够的信心和底气。但是，在家门口举办的冬奥盛会毕竟在陈志强和他的同事们心中，有着更重的分量，他们容不得在安全方面有一丝一毫的漏洞。

冬奥会作为最重要的国际性体育赛事之一，也是展现一个国家综合实力的舞台。“由于汇集各国的运动员、教练员、官员，以及各种工作人员和来自四面八方的观众，因此人员组成相当复杂。”拥有多年为大型赛会保驾护航经验的陈志强自然明白这其中的难度和压力。尤其与以往不同的是，由于新冠肺炎疫情的原因，这届冬奥会决定从入境关口就开始构建冬奥安全保障闭环，这给反恐、公共卫生、生态安全等风险防范领域带来了更多全新的课题。

国家的需求就是向科技工作者吹响的冲锋号角。为此，陈志强带领团队很早就着手准备，将相关前沿技术应用于最新的解决方案之中，进一步为奥运会的安全保障提质增效。

陈志强团队研发出面向大客流安检应用场景、区域智能感知的“大思安系统”，这一系统集成了先进的毫米波和太赫兹非接触式成像技术，拥有“波导喇叭阵列及其方法和天线系统”“电磁波成像系统及天线阵列信号校正方法”等近200件国内外专利，可通过5G传输网络与深度学习训练，对区域内太赫兹图像信息、毫米波图像信息、光学跟踪信息进行综合智能分析，从而实现对密集人流区域的智能化安全监控。对人体随身携带物品可视化非接触式不停留的安全检查，具有国际领先水平。团队提出的人工智能算法大大提高了安检设备的探测能力和准确性，减少不必要的搜查和物理接触，实现了防疫形势下非接触式的智慧安检新模式。

除了比赛场馆的安检技术研发外，陈志强带领创新团队全程参与到相关冬奥安全保障闭环建设项目中去。与中国海关等单位进行联合攻关的智能审图系统，根据冬奥会期间口岸入境物品种类，持续进行相关技术路线研究和算法升级，实现了对大型集装箱、车辆、行李等在多种监管场景下的快速筛查，完成对违禁品、生物制品等特殊物品，病媒生物、动植物产品等疑似风险物的智能识别。

尤其是CT型行包安检系统，将先进的双能CT成像技术与基于人工智能的判图技术深度融合，提供被检物品的高清二维图像和三维图像的同时，能够对冬奥组委会重点关注的爆炸物、枪支、管制刀具等禁限品自动检出并报警，能有效辅助审图人员进行图像判别，降低工作负荷，极大增强了冬奥的内部安全防护力度。系统在保障国门安全的同时，有效提升通关效率，做到了更好地服务2022年冬奥会。

“现实世界中需求不断地升级，倒逼着我们不断地技术迭代与突破。”尤其是自2020年的新冠肺炎疫情在全球蔓延以来，全球安全内涵发生了长远而深刻的变化，陈志强总结为——从以查危查爆为主的安全探测扩大到查危查爆和病毒防控的双重职责。

面对“后疫情时代”安检领域的特殊需求，陈志强在带领团队由基础研究向产业化的探索与实践过程中，不断地学习、吸收和创新，不断完善自我，完成新时期安全检查的范式变革。所谓的“魔高一尺，道高一丈”，让国家更安全，让世界更安全，这正是长久以来陈志强和他的团队成员能够不断向前奋进的内在原动力。

亮剑

——面向国际前沿技术，勇敢地做领跑者。

陈志强的科研起点在清华大学。他攻读博士学位期间师从我国辐射成像学科带头人、清华大学原副校长康克军教授进行辐射成像技术理论、成像方法与系统等方向的研究，后来跟随导师加入清华大学辐射成像创新团队，从此便在这一领域里深深地扎下了根。

从一名懵懂的新人成长为团队不可或缺的骨干，再到新一代领军人物，陈志强见证并亲历了国内核辐射成像技术在安全检查领域从无到有、从粗犷到尖端、从落后到领先的完整发展过程。面对外国的技术垄断与封锁，陈志强明白，中国的核辐射成像技术及装备要想打一场翻身仗，想在产业化的道路上取得关键性突破，除了自主创新之外，没有别的路径可走！

由中国制造到中国“智”造，虽然只有一字之差，但是其间的技术含量和实力内涵却是天壤之别。对陈志强和他的团队而言，攻关前沿技术不是一句泛泛而谈的口号，而是坚持践行20多年，且将一直信守的理念。“一种材料或者是探测手段的改变都可能带来颠覆性的创新。所以要时时跟进，关注新的方向。谁能够适应行业需求的变化并及时跟进，就能在将来的发展过程当中占领先机。这也是我们能立在技术顶峰之上的强大底气。”陈志强如是说。也正是一代又一代技术创新的积累，成果才会持续显现：从最早的单视角到多视角；从单能到双能；从密度分辨到物质成分的分辨；从单色到双色、到四色，再到现在的256色；从最早的人工开包检查、X光射线技术发展到可获取完备数据和物质自动识别的CT技术；从接触式检查到非接触式；从1999年第一套设备落户天津东港海关，再到今天为全世界170多个国家和地区的客户提供安检领域先进的创新技术和综合解决方案，进入民航、海关、铁路、大型活动赛事等众多领域，树立起“中国智造”在国际舞台的高科技形象，成为中国科创形象的一张新名片。

陈志强是一个永远追求领先一步的人，他把这种性格自然也带入他的科研与工作中，敢做决断，更敢于“亮剑”。在他成为团队负责人的第二年，就遇到了一场知识产权方面的挑战。当时，陈志强团队在CT技术领域进行了一次重大科技创新，提出一种新型货物安全检查CT成像技术，替代传统CT成像扫描方式，攻克了大型物体无法快速实时CT成像的世界性难题。但是这件在美国申请的专利与来自英国团队的专利在创新内容上几乎相同，英国人想当然地认为他们的创意比中国人的早，更应该获得这项专利。这一专利从2011年8月起被宣告进入美国专利抵触程序。所谓“抵触程序”，是一种基于先发明制的美国准司法程序，用以确定来自不同申请人、发明内容相同的两件专利的归属权。

在美国，和英国团队打知识产权的官司，这在当时，就连很多国内的行业专家和律师都觉得不可能取胜，纷纷劝慰陈志强不如接受对方的和解方案，付给对方几十万美金，从而共享专利。

花钱和解，有可能还能分一杯羹；打输了，将再也用不了这项专利，但这是陈志强及其团队的原创思想，是一件前瞻布局的核心专利，对团队占领未来市场具有举足轻重的作用。所有的压力都担在了陈志强的肩上。“面对强大的对手，明知不敌，也要敢于亮剑！面对无法克服的困难，更要勇于挑战。失败并不可怕，可怕的是连面对困难的勇气都没有！”这是陈志强给团队上上下下灌输的一种“亮剑精神”。他决定背水一战，一方面是源于对自身技术创新实力的充足信心，另一方面也是要为中国的高科技企业争一口气。

结果，凭借着提交的一封关键的电子邮件证明材料，美国专利商标局宣布陈志强团队的专利申请证据比英国团队早了两个月，最后裁定中方团队的美国专利权有效。这是当年中国高科技企业破天荒在美国打赢的第一个专利抵触案件，在国内引起了极大的轰动，甚至被评选为当年度“中国知识产权十大案例”。

“这表明中国人不比欧美人差，只要敢于思考，敢于去创新，敢于争夺前沿科技阵地，敢于用知识产权的手段去保护我们自己。”陈志强带领团队取得的胜利极大地增强了中国企业在国际化道路上争取创新优势的信心。在核技术科技创新的这条跑道上，他和团队已经不甘于跟在别人后面做一个跟随者，他已经成为一名领跑者。

“顶天立地”

——面向经济建设主战场，面向人民生命健康。

在陈志强看来，科研创新要做到“顶天立地”。

所谓“顶天”，是核辐射成像技术领域的基础研究和应用研究，“立地”则是成果的落地和转化，要从实验室里走出去，与实实在在的产业需求密切结合，积极对接企业需求，真正做到利用核辐射成像技术来解决经济建设中的实际问题。

近年来，随着电商经济的火爆，我国快递物流业发展迅速，但与此同时，寄递渠道面临的安全风险也呈倍数增加。物流业是一个需要速度和安全并重的行业，物流寄递安全与社会经济发展安全和稳定息息相关。几年前，国务院牵头国家15个部委联合发布了快递行业安检的“三个百分百”要求，对所有的快递包裹在寄、送、配、收端都提出了强制的安检要求。在这种背景下，物流企业对设备的要求越来越高，希望分拣速度越来越快。针对这些需求，为帮助快速发展的物流企业更好地提升安全性和输送分拣效率，陈志强团队集中科研力量，加快了技术迭代的步伐。他们通过引入人工智能和辐射成像的结合来提高检测速度和准确度，同时通过违禁物品自动报警系统的引入，大大减少了企业在安检环节需要耗费的人力成本。以科技力量提升货物运转效率，降低因危险品等运输带来的寄递风险，帮助物流企业更好地响应国家号召，保护人民群众的生命财产安全，为快递物流业高速发展起到了压舱石的作用。国家《物流时代周刊》发布“2021物流时代名人榜”，推选并公布100位对物流行业产生积极影响、作出突出贡献的年度人物，陈志强成功入榜。

“智能审图”是陈志强团队根据海关总署的需求，联合攻关的另一项重要科技成果。利用人工智能对海量机检历史图像及图像对应物品信息进行深度学习，对大型集装箱检查系统、CT型行包检查系统等设备扫描图像实施违禁品智能自动识别，帮助海关实现了机检设备智能审图的智能化核心技术和实用化应用成效的双突破。在口岸查验时，如遇违禁品，搭载智能审图系统的行李物品CT机会陆续发出警示，海关关员根据系统提示实施开箱查验，“智能审图”实现了精准报警。从2018年5月在中国海关试点以来，“智能审图”让违禁品无所遁形，已成为口岸一线关员的“火眼金睛”，在助力中国海关打击走私濒危物种及制品的行动中发挥了重要作用。

为满足港口新型集运方式查验需求，陈志强带领团队为青岛港量身定制了全球首创的智能空中轨道集疏运系统，设计出空中监管、空中查验的在线查验解决方案，将辐射查验、放射性物质检测系统、箱号识别系统等各海关查验环节集成在一个距离地面5.5米的“空中平台”上，无缝嵌入空轨运行流程，将进口箱机检率从传统抽检的6%～7%提升到现在的100%全覆盖，实现了空轨技术与港口业务的有机融合，打通了集装箱运输港、船、站、场间的“最后一公里”，为提升我国自动化码头货物智能转运的查验效率，以及海关现代化建设作出了重要贡献，同时为全球绿色港口建设贡献了“中国方案”。

早在10年前，陈志强团队就开始跟踪并研究静态CT前沿技术，致力于推动辐射成像领域的产业革命。十年磨一剑，不久前，团队在国际上率先成功研制出基于碳纳米管冷阴极分布式X射线源的静态CT智能查验系统，相比传统滑环结构CT，这一系统扫描速度更快，辐射剂量更低，扫描图像更清晰。这一整体达到国际领先水平的技术不仅为民航、海关、物流等行业领域安全检查、工业无损检测等提供高速、精准、安全的查验装备，更为医学放射诊疗等领域提供先进的关键核心器件，为医疗CT设备带来更多技术上的革命性突破。相关专利获得了2022年度日内瓦国际发明展金奖。

陈志强一直有一个更大的梦想，希望能用自己的技术成果推动医学的进步和“健康中国”的发展进程。过去，核心部件的关键技术长期被国外厂商所垄断，是严重制约国产高端医疗影像产业的卡脖子难题。陈志强明白，只有从核心技术、器件和方法上进行突破性创新，破解难题，才能推动中国的医疗企业由技术跟随者转变为行业引领者。目前，基于分布式X射线源的新型医疗X射线成像系统已进行研制开发。下一步，陈志强将带领团队深耕医疗领域，围绕算法不断攻关，让更多的国人享受到更高效更先进的医疗仪器，打破国外的技术和价格垄断，为人民群众的生命健康保驾护航。

为了事业，在过去20多年里，陈志强放弃了出国深造的机会，带领着土生土长的中国团队，在核辐射成像技术的科研与成果转化方面，均达到了世界级的水平。在陈志强看来，科研就如同登山一样，漫长崎岖的山道上需要一种坚韧不放弃的信念。在他的人生词典里，从来没有过“差不多”、“凑合”和“将就”这样的字眼，正是这种认真和追求完美的态度让他付出了比常人更多的辛苦和努力，但也达到了别人所没有的高度。

在这个世界上，总有那么一群人，为了岁月静好，默默地负重前行。谈及未来，陈志强表示，他和他的同事们将不会停止探寻的步伐，他们依然将不断创新，不停挑战技术制高点。因为他们明白，只有社会安定和人民健康，一个民族才有底气，一个国家才能硬气，才会屹立于世界民族的高山之巅。

（责编：杨思玄）

专家简介

陈志强，清华大学工物系首席研究员、博士生导师、国务院特殊津贴获得者，清华大学核技术及应用研究所所长、危爆物品探测技术国家工程研究中心主任、同方威视技术股份有限公司董事长、中国体视学学会副理事长、中国同位素与辐射行业协会副理事长。致力于X射线成像理论和CT系统研究，首创直线轨迹CT成像算法，开发出世界首套碳纳米管分布式光源安检CT系统，开创了利用CT对违禁品和特殊涉税物品进行智能审图的先河，使我国成为世界首个掌握新一代静态安检CT核心技术的国家。他积极践行科技成果转化，带领“同方威视”成为全球安检行业领军品牌，转化成果出口170个国家和地区。获国家科技进步奖一等奖、国家科技进步创新团队奖、何梁何利科学与技术创新奖及国家“万人计划科技领军人才”等奖项荣誉。