互联网智能汽车 有望成为“变形金刚”

【河南汽车在线】擎天柱、威震天、大黄蜂、红蜘蛛等等这些耳熟能详但听到后又心潮澎湃的名字，伴随着一代人的成长，成为永不褪色的回忆。回想电影《变形金刚》中，大黄蜂对主人公Sam无微不至的“呵护”，不仅不需要Sam驾驶，还会每天按时按点接送Sam上学下学，即使木讷的Sam在约会的时候他也会识趣地自动打开音响，放上一段浪漫的音乐。而当Sam遇险时，它又会挺身而出，带他远离危险。这样一位亦车亦友的座驾，或许就是大部分80后小伙伴们对于自己未来汽车的憧憬。

随着人们对智能汽车研发的深入，各种高科技产品和车联网概念的融入，这样的憧憬恐怕不久就要实现了。或许不能让汽车站起来舞刀弄枪，但是趴在地上保证我们的安全，提高驾驶的舒适度，还是相当靠谱的。

智能汽车大家都有所了解，但“车联网”又是个什么东东呢?形象地说，车联网就是汽车与互联网的联姻。车联网就是让车与车，车与路，车与行人，车与乘客，通过车内网、车际网和车载移 动互联网，进行无线通讯和信息交互。让汽车，让交通，甚至让路，更加智能化。前景广阔到很难想象，甚至科幻电影变型金刚的电影场景，都不是未来汽车发展的边界。

车联网之间的信息传输可以在V(车辆)与X(车、路、行人及互联网等)之间直接进行。但是由于通信手段的限制，现有的技术如Wi-Fi或者3GPP都对通信距离有要求，即双方距离不能超过Wi-Fi或3GPP的通信范围，因此这种直接的通信具有局限性。为了扩展通信距离，必须在道路边建立基站，极大地增加了使用成本。

太赫兹的频段比现有微波通信要高出1-4个数量级，意味着它可以承载更大的信息量，轻松解决目前信息传输受制于带宽的问题，满足大数据传输速率的通信要求。另外，太赫兹波束更窄，具有极高的方向性、较强抗干扰和云雾穿透能力，可以在各种环境下以极高的带宽进行定向、高质量的通信。尽管从通信距离来看，与微波通信相比较短，但却要远远优于Wi-Fi和3GPP，恰好能够满足车联网之间的信息传输，无需建立信息中转基站。然而，太赫兹电磁波信号的发射和接受都比较困难，目前还没有成熟的小型化太赫兹通信系统在民用市场上应用。

近日，悉尼大学光子学和光科学研究所的科学家戴维·莫斯利用超材料具有的自然材料所不具备的独特光学和磁学特性，创造出一种由特殊类型超原子组成的超材料，首次制备出激光模式相互间的相位被锁定的激光器。这种激光器使用一个微腔谐振器来对激光器锁模，锁模激光器可以产生最短的光脉冲。新式激光器设备能在前所未有的高重复频率(0.3太赫兹)下非常稳定地运行，具有体型纤细、功能多样、性能稳定而且高效等特点。另外，美国能源部艾姆斯实验室的物理学家科斯达斯•苏库勒斯同样利用超材料技术制备了一种“开口谐振环”微结构薄膜，对太赫兹波至红外光波间的任何频率电磁波均具有强磁场响应能力。这些研究说明采用超材料技术不但可以发射，还可以接受太赫兹电磁波，即采用超材料技术可以实现太赫兹通信。结合超材料结构的可设计性和柔性加工方式，可以预期，太赫兹超材料将在很多领域大显身手，尤其是在物联网、车辆网等等大容量、快速通信领域应具有广阔的应用前景。

可以想象一下，当太赫兹超材料技术足够成熟，整个车联网系统将渗透到生活中的每一个角落，还需要为驾驶技术不过关而苦恼吗?还要为选择路线而犹豫吗?还要为行车安全而提心吊胆吗?所有的答案都可以大声说No了。

在这样一个汽车互动连接的世界，汽车能够立即“看到”或者“感官”到道路上的其他汽车，基于网络连接性，未来汽车驾驶的道路将更具安全性，驾驶员将不再局限于他们的视野观测范围，届时汽车的智能性可以与其他汽车进行“沟通对话”，从而避免碰撞事件发生。你驾驶时，视野可能会被一辆卡车部分阻挡，但这种视野阻挡现象可以避免，通过太赫兹超材料通信系统，汽车之间能够彼此“沟通对话”，你的汽车将能提前看到其他汽车的路线，并能基于驾驶员事先设定的GPS导航的路线来改变行驶路径。

在现实驾车过程中，尤其是在下雨天道路湿滑或因雾霾能见度较低的高速公路上，特别容易发生连环相撞，发生这类交通事故一般损失惨重，人、车都会有不同程度的受损。拥有了太赫兹通信网络的车辆能立即广播“碰撞事件”，从而提醒一定距离内的车辆，那么势必会起到预警作用，从而避免出现第三、第四辆车连环碰撞的发生。同时，收到碰撞消息的车辆可将该消息进一步转发通知后续车辆，便于后续车辆获取信息改道行驶或者做出其他决定。

在这样的通信网络下，车辆通过云计算的统筹与协调，不仅可以实现行驶路线的最优化，省时间、降低油耗，还可以尽可能的降低拥堵和事故伤亡。而车辆间的实时数据汇总与共享，更让智能汽车配备了“千里眼”、“顺风耳”，将一处的情况即时通报给所有车辆，进而规避风险，让汽车真的转变成变形金刚，成为我们的保护者。

超材料和太赫兹两大高科技强强联手，通过材料结构的创新设计，实现全新的通信系统，突破现有技术的局限，有望使“智能车辆+车联网”的时代提前到来。

针对超材料和太赫兹技术的研究，世界各国都在倾力支持。目前，美国和日本处于领先地位，已经开始进军商业领域，我国也正在加紧发展。以光启为技术核心、集聚大规模科技创新群体的超材料产业集群已经在深圳经历了5年的成长，光启开始将目光聚焦到超材料智能结构特别是智能汽车领域，依靠其在超材料和太赫兹技术领域的积累，拟推出以超材料车辆为主的一系列有高科技含量、高技术门槛和广阔应用的新兴智能结构及装备产品。或许经过太赫兹超材料技术助力的智能车辆，真的可以满足我们儿时的变形金刚梦呢!