在智能手機引爆移動互聯(lián)網(wǎng)之后，智慧城市、智能交通、智能家居等與智能相關(guān)聯(lián)的詞匯以迅雷不及掩耳之勢進入我們的生活，仿佛一下子我們就進入了“智能”時代。在2015美國拉斯韋加斯國際消費類電子產(chǎn)品展覽上，智能車輛“一枝獨秀”，包括奧迪、奔馳、寶馬在內(nèi)的10個主流汽車廠商競相推出了新研發(fā)的智能汽車、無人駕駛技術(shù)、車載系統(tǒng)以及車聯(lián)網(wǎng)形式的新嘗試。同時，各大IT廠商也紛紛加入到智能汽車硬件與軟件系統(tǒng)開發(fā)中，豐富著人們對于智能交通的憧憬。
　　“智能車輛”在普通汽車的基礎(chǔ)上增加了先進的傳感器(雷達、攝像)、控制器、執(zhí)行器等裝置，通過車載傳感系統(tǒng)和信息終端實現(xiàn)與人、車、路等的智能信息交換，使汽車具備智能的環(huán)境感知能力，能夠自動分析汽車行駛的安全及危險狀態(tài)，并使汽車按照人的意愿到達目的地，最終實現(xiàn)替代人來操作的目的。

　　就像我們?nèi)祟惛兄渑枰衅つw一樣，車輛要想做到“智能”也同樣必須自己的“皮膚”——智能蒙皮。而要想車輛做到對環(huán)境的感知，傳感器是必不可少的。目前，雷達傳感器與圖像傳感器技術(shù)已經(jīng)在智能交通領(lǐng)域嶄露頭角，傳感器配合相機，可以在一張圖片上同時顯示多輛車的速度、距離、角度等信息，有效地監(jiān)控道路車輛狀況。但是，隨著智能化程度的提高，車輛需要感知的因素越來越多，因此需要集成的傳感器種類和數(shù)量也越來越多，傳統(tǒng)上由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成的傳感器很難適應(yīng)其需求的發(fā)展。
　　超材料是指具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料，核心思想是通過復(fù)雜的人造微結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工，實現(xiàn)人造“原子”及其組合對電磁場的響應(yīng)。超材料技術(shù)是一種前沿性交叉科技，所涉及的技術(shù)領(lǐng)域包括電磁、微波、太赫茲、光學、半導體、通信、物理、數(shù)學、統(tǒng)計等。
　　日前，利用超材料的設(shè)計思想，美國科學家Melik制備了一種微應(yīng)力感應(yīng)器，其所在科研小組在聚酰胺基材上印制銅質(zhì)開口環(huán)微結(jié)構(gòu)，當在整個材料上施加應(yīng)力產(chǎn)生形變時，超材料的電磁信號會發(fā)生偏移，通過電磁信號的偏移即可判斷出材料上受到應(yīng)力的大小和產(chǎn)生的形變量?？梢韵胂螅瑢⒋祟悅鞲衅饔米鬈囕v蒙皮，車輛在行駛過程中就可以檢測到損傷并“感知”世界。如果針對其它的物理量設(shè)計相應(yīng)的超材料傳感器，并且通過不同組合印制在柔性基底上，相當于將數(shù)以萬計的微型傳感器嵌入在一張柔性薄膜上，就可以簡單方便地貼合在車輛表面，其加工性和準確性遠遠超過目前的傳感技術(shù)。這種智能蒙皮可以讓車輛來監(jiān)控自己的健康，并在任何潛在的問題變得糟糕之前進行報告。因此，它將減少所需的定期地面檢查，并且零件能夠及時更換，從而提高整體安全性。
　　同樣利用超材料技術(shù)，美國杜克大學的研究人員研制出了一種超材料圖像傳感器，無需鏡頭即可拍攝照片。通過在柔性基底上印制能夠捕捉不同頻率光線的超材料微結(jié)構(gòu)，再加上一些電路板和軟件，這部只有傳感器的相機就可以進行拍攝。同樣也可以將這種技術(shù)應(yīng)用在智能車輛蒙皮上，取代傳統(tǒng)的攝像機。由于其柔性特質(zhì)，可以與外殼一體化設(shè)計，并且可以安裝在任何位置，避免監(jiān)視死角的存在。通過與計算機相連，還可以自動監(jiān)控車輛行駛情況，提高車輛行駛的安全性和操控性。

　　在全球“工業(yè)4.0”進程持續(xù)深化、“智能+”應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大的背景下，超材料智能結(jié)構(gòu)作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)及人工智能革命中的代表產(chǎn)品，具有巨大的發(fā)展空間和良好的市場前景。超材料作為一類新興的技術(shù)，以其結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性和柔性加工方式方面的優(yōu)點，作為智能傳感器在汽車蒙皮上的應(yīng)用必將大放異彩。
　　針對超材料技術(shù)的研究，世界上主要國家都在加緊布局，我國超材料技術(shù)發(fā)展雖然晚于美國，但近幾年呈現(xiàn)出比較迅猛的勢頭，深圳光啟在超材料技術(shù)研發(fā)和商用化方面走在全球前列，憑借其先進的設(shè)計和制造技術(shù)，對超材料技術(shù)在航空工業(yè)、衛(wèi)星通訊、無線通信以及智能結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的應(yīng)用進行了重點開發(fā)，其衛(wèi)星平板天線、超級WiFi、智能光子等技術(shù)已經(jīng)得到初步應(yīng)用，在超材料智能車輛領(lǐng)域的布局也將全面鋪開。
　（白穹）