創(chuàng)新點亮文明之光

【編者按】　在人類文明史上，創(chuàng)新一直改變著人們生活的方方面面，農具的出現(xiàn)、汽車的誕生、聽診器的發(fā)明、手機的研發(fā)……在創(chuàng)新的支撐下，人們的生活更舒適、更健康、更安全、更便捷。本版從農耕、出行、醫(yī)療、通信4個方面入手，梳理創(chuàng)新改變生活的點點滴滴，以饗讀者。

農耕 科技創(chuàng)豐年

從火耕流種到機械化耕種，再到基因工程在農業(yè)育種中得以應用，農業(yè)耕種在經歷了漫長的衍進過程后，目前正向集約化、規(guī)模化和現(xiàn)代化方向發(fā)展。在此過程中，依靠人類智慧，涌現(xiàn)出一批發(fā)明創(chuàng)造，在一定程度上減輕了農耕負擔，提升了農作物產量?？梢哉f，每一次農業(yè)科技上的重大突破和革新，都將農業(yè)推上了一個新臺階，進入到一個新的歷史時期。

農業(yè)的發(fā)端是在距今1萬年前的新石器時期開始的。隨著青銅冶煉和青銅器的出現(xiàn)，金屬農具得以應用，由此引發(fā)了勞動工具、水利灌溉等一系列進步，逐步形成了精耕細作的技術體系，將原始農業(yè)推進到傳統(tǒng)農業(yè)時代。目前，在我國部分農村地區(qū)仍能見到千年流傳下來的翻車，這是一種刮板式連續(xù)提水機械，又名龍骨水車，是我國古代最著名的農業(yè)灌溉機械之一。翻車可用手搖、腳踏、牛轉、水轉或風轉驅動。龍骨葉板用作鏈條，臥于矩形長槽中，車身斜置河邊或池塘邊。鏈輪和車身一部分沒入水中，驅動鏈輪，葉板就沿槽刮水上升，到長槽上端將水送出。如此連續(xù)循環(huán)，把水輸送到需要之處，可實現(xiàn)連續(xù)取水，大大提高了功效，操作搬運較為方便。這套工具直觀反映出我國古代農業(yè)創(chuàng)造之巧妙、高效、實用。

19世紀，英美兩國相繼發(fā)明了脫谷機、收割機等機械設備。1805年，英國發(fā)明第一臺割草機；1836年，美國第一臺聯(lián)合收割機獲得專利，該機器能夠集收割、脫粒于一身；1890年，第一臺實用聯(lián)合收割機在美國問世。19世紀，內燃拖拉機的產生使畜力牽引改為機械動力，同時細胞學、進化論、遺傳學等學科在此時期得到快速發(fā)展，這些良種化、化學化、機械化的應用，促使傳統(tǒng)農業(yè)發(fā)展到近代農業(yè)。

可持續(xù)發(fā)展的理念和世界經濟一體化的市場需求，以及以生物技術與信息技術為主要代表的新農業(yè)科技革命，將近代農業(yè)推進到現(xiàn)代農業(yè)。與近代農業(yè)不同的是，現(xiàn)代農業(yè)更注重科學化、商品化、集約化和產業(yè)化。在現(xiàn)代農業(yè)中，技術經濟性能優(yōu)良的拖拉機、耕耘機、聯(lián)合收割機、農用飛機等已成為農業(yè)的主要生產工具，同時，電子、激光、遙感技術以及人造衛(wèi)星等也開始運用于農業(yè)。以農業(yè)飛機為例，在防治農作物病蟲害的過程中，人們利用受飛機擾動的氣流形成旋渦，將農藥噴灑在植物的莖部和葉片的背面。農業(yè)飛機的作業(yè)高度為1米至10米，作業(yè)速度為100至180公里/時，噴幅一般可達二三十米寬，優(yōu)越性較為明顯。近年來，消費級無人機的大熱帶動了行業(yè)應用型無人機的發(fā)展，農藥噴灑、農田監(jiān)測、農業(yè)勘察等原本耗費大量人力物力的工作，如今都可以由無人機“代勞”。農用無人機的優(yōu)點正在獲得越來越多的認可，農業(yè)也將成為無人機應用的最大市場之一。

隨著農業(yè)技術的不斷進步，轉基因工程正成為新的育種手段。未來，隨著各種創(chuàng)新技術應用到農業(yè)領域，農業(yè)發(fā)展的“高精尖”步伐將逐步加快。

出行 往來皆自如

一輛輛外型時尚、充滿“未來感”的小白車緩緩啟動，避讓、變道、加速……它們靈活地在廣州白云機場的停車場穿梭。仔細一看，車上居然只有乘客，沒有司機，這就是國內首輛應用于民用機場的無人駕駛汽車。

1886年1月29日，德國發(fā)明人朱卡爾?木茨和戈特利布?戴姆樂針對汽車技術提交的專利申請獲得授權，世界上第一輛汽車就此誕生，這一天也被人們稱為“汽車誕生日”。如今，經過100多年的發(fā)展，汽車行業(yè)經歷了發(fā)明試驗階段、技術完善階段、迅速發(fā)展階段后，伴隨著人工智能技術的快速發(fā)展，新能源汽車和無人駕駛汽車開始崛起，汽車行業(yè)開始步入高科技廣泛應用階段。

與世界汽車產業(yè)發(fā)達國家相比，我國汽車產業(yè)的技術創(chuàng)新能力還有一定差距。我國汽車產業(yè)的發(fā)展大致可分為4個時期。第一個時期是1953年到1978年，這是我國汽車工業(yè)的建設階段，全部由國家計劃組織生產和銷售，不存在技術和品牌的競爭；第二個時期是從改革開放到上世紀90年代，這一時期主要通過技術引進和改造，提高汽車產量；第三個時期是從2001年起，我國汽車產業(yè)開啟了“以市場換技術”的時代，2001年至2006年，我國汽車及其零部件的平均進口關稅水平由31.7%降低到13.4%，全球汽車巨頭大眾、通用、豐田等悉數進入中國，中國汽車工業(yè)很快迎來了合資高峰，民營車企也因此獲得進入汽車市場的機會。2001年，成立于1997年的奇瑞公司推出第一輛整車；同年11月，吉利公司也如愿以償拿到汽車的“準生證”。中國汽車行業(yè)開始了外資、合資、民資等企業(yè)品牌的激烈競爭。第四個時期則為近年來發(fā)展迅猛的無人駕駛汽車和新能源汽車時代。

在我國汽車產業(yè)發(fā)展的第三個時期，我國成為世界重要的汽車產銷市場之一。從2001年至2010年，我國汽車產銷量從234萬輛激增到1800多萬輛，3年蟬聯(lián)世界第一汽車生產國和消費國。產銷量的劇增，必然帶來技術競爭和品牌競爭。以在中國提交的汽車相關專利申請數據為例：入世10年，在中國市場提交的汽車相關的3種專利申請量均呈上升趨勢。2001年，汽車相關發(fā)明專利申請為3711件，2010年增長至1.5216萬件。其中，電氣設備、底盤、車身、發(fā)動機相關的發(fā)明專利申請數量占比較高。在這4個領域，國內企業(yè)提交的專利申請數量與國外企業(yè)處于基本持平狀態(tài)。以發(fā)動機為例，從1985年至2011年，在中國提交的發(fā)動機相關發(fā)明專利申請中，國內企業(yè)占47.37%，國外企業(yè)占50%以上；在電氣設備相關發(fā)明專利申請中，52.3%的申請主體為國內企業(yè)，47.7%為國外企業(yè)。

無人駕駛汽車和新能源汽車的崛起開啟了我國汽車產業(yè)發(fā)展的第四個時期。百度公司于2013年開始研發(fā)無人駕駛汽車，2015年，其推出的無人駕駛汽車在混合路況下首次實現(xiàn)了全自動駕駛。百度公司無人駕駛汽車的技術核心是“百度汽車大腦”，包括高精度地圖、定位、感知、智能決策和控制4個模塊。在車輛定位技術方面，百度公司自主采集和制作的高精度地圖可以記錄完整的三維道路信息，幫助無人駕駛汽車實現(xiàn)厘米級的精確定位。

如今，不僅是汽車領域的創(chuàng)新改變著我們的生活，交通領域的其他創(chuàng)新也正在潛移默化地改變著人們的出行方式。高鐵技術的快速發(fā)展，逐漸縮短了人們之間的“距離”；地鐵技術的不斷創(chuàng)新，使我們的出行更加便利；航空領域技術的突破，如無線通信技術等，也將給我們的生活帶來更多可能。

醫(yī)療 技術生妙手

從咒文祈禱到巫醫(yī)占卜，從望聞問切到聽診器，從心臟支架到達芬奇手術機器人……醫(yī)學的發(fā)展與人類進步的歷程相伴而生，醫(yī)療器械的創(chuàng)新發(fā)展、專利的不斷涌現(xiàn)更讓人類在戰(zhàn)勝病痛的過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。

1816年，法國醫(yī)生雷奈克用一本薄筆記本卷成圓筒,解決了困擾他很久的診斷難題,隨之發(fā)明了世界上第一個聽診器。這標志著醫(yī)生第一次嘗試在不給病人開刀的條件下探索人體內部的奧秘，也標志著現(xiàn)代醫(yī)療器械行業(yè)的誕生。

1895年，倫琴發(fā)現(xiàn)X射線并應用于醫(yī)學影像領域；1901年，第一臺心電圖儀問世；1977年，第一臺核磁共振儀（MRI）誕生；2000年，第一臺商用PET/CT成像套件生產……借助現(xiàn)代醫(yī)療器械的發(fā)明創(chuàng)造成果，人們精確透視人體的愿望成為現(xiàn)實，醫(yī)生可以將導管準確插入人體任意部位實施檢查或治療，從而解決了許多內科藥物治療無能為力、外科手術失去良機的棘手問題。

以“人類第一殺手”冠心病為例，據世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全世界每年約有1700萬人死于冠心病，占疾病死亡總人數的50%以上。早期，冠心病治療手段較少，只能通過藥物進行治療，效果并不理想。直到1969年，阿根廷著名心臟病外科專家法瓦洛羅完成了首例開胸外科搭橋手術，開創(chuàng)了冠心病外科手術治療的先河。1977年，首例經皮冠狀動脈球囊擴張手術獲得成功，克服了冠心病外科手術心臟停跳、創(chuàng)傷大等問題，開啟了冠心病治療的新時代。球囊導管的先驅、美國外科專家托馬斯?弗加特作為現(xiàn)代最著名的醫(yī)療器械發(fā)明者之一，擁有超過150件專利。2000年，因為發(fā)明治療動脈瘤的微創(chuàng)自擴張支架等，他獲得了有“發(fā)明家奧斯卡獎”之稱的萊梅爾遜獎，獲得獎金50萬美元。2012年，新英格蘭醫(yī)學雜志將冠心病介入治療與藥物洗脫支架的發(fā)明，列為改變冠心病治療進程的偉大技術，該技術推動了心血管疾病死亡率的下降。

如今，“達芬奇手術機器人”被認為是全球最成功、最先進、應用最廣泛的醫(yī)療器械機器人。事實上，它的正式名稱是“內窺鏡手術器械控制系統(tǒng)”，由美國的直覺手術機器人公司自行設計、生產及銷售。這項技術最早源于斯坦福研究院的研究。1994年，弗里德里克博士與斯坦福研究院經過多次協(xié)商后成功購買了關于手術機器人的相關知識產權，并于1995年成立了直覺手術機器人公司。據不完全統(tǒng)計，截至目前，與達芬奇手術機器人相關的專利申請約700余件，專利保護范圍幾乎覆蓋全部技術要點，且大部分專利申請的權利人為直覺手術機器人公司。依托先進的創(chuàng)新技術、精心的專利布局，直覺手術機器人公司獲得了外科手術機器人領域的壟斷地位。

2014年4月，直覺手術機器人公司公布了第4代達芬奇手術機器人，其外形酷炫，結構巧妙，軟件也更為精良，該公司同時宣布達芬奇單孔手術機器人進入臨床使用階段，代表了現(xiàn)代醫(yī)療技術的高科技水平。

醫(yī)療器械革命帶來了醫(yī)學革命。有關專家預測，隨著人類基因組計劃的完成，人類疾病的診療概念將發(fā)生根本扭轉。到那時，人類醫(yī)學將迎來美好的發(fā)展前景，在醫(yī)學技術挽救更多生命的同時，創(chuàng)新也必將見證人類不斷創(chuàng)造生命奇跡。

通信 天涯若比鄰

當古人依靠飛鴿進行書信溝通時，恐怕難以想象在21世紀的今天，身處地球兩端的人只要拿起手機撥通電話，就可以隨時隨地進行交流。

從上世紀70年代第一代移動通信技術（1G）出現(xiàn)，到如今第五代移動通信技術（5G）研發(fā)進程逐漸加快，從“大哥大”到iPhone等智能手機不斷更新迭代，可以說，移動通信技術在短短幾十年的時間里獲得了突飛猛進的發(fā)展，無論在時間還是空間上都大大拉近了人與人之間的距離。

1978年底，美國貝爾試驗室便成功研發(fā)出移動電話系統(tǒng)（AMPS），建成蜂窩狀移動通信網，大大提高了系統(tǒng)容量。該階段稱為1G，是最初的、僅限語音的蜂窩電話標準，主要采用的是模擬技術和頻分多址（FDMA）技術。1983年，摩托羅拉公司推出了世界上第一臺便攜式手機Dyna TAC 8000X，這臺手機重794克，長33厘米，最長通話時間為1小時，可以存儲30個電話號碼。

隨之而來的第二代移動通信技術（2G）以數碼語音傳輸技術為核心，短信功能在2G手機的部分制式中已經得以運用，但仍無法直接傳送電子郵件等信息。移動通信技術在該階段主要采用的是數碼的時分多址（TDMA）技術和碼分多址（CDMA）技術。隨后不久，2G技術獲得突破，藍牙、無線信息服務等與GPRS技術相關的功能得以實現(xiàn)，這標志著人類在移動通信網絡發(fā)展史上邁出了關鍵一步。1997年，飛利浦公司推出數字化智能手機，能夠無線接入電子郵件、互聯(lián)網和傳真等功能。同時，手機“瘦身”也越來越快，相關設備不斷向小型化、輕型化方向發(fā)展。

與過去以模擬技術為代表的1G、2G不同，第3代移動通信技術（3G）的帶寬更寬，傳輸速度最低為384Kb，最高為2M，帶寬可達5MHz以上，不僅能傳輸語音，還能傳輸數據，可提供快捷、方便的無線應用。與1G、2G手機相比，3G手機具有鮮明特色：其往往帶有一個超大的、觸摸式的彩色顯示屏，相關功能更加豐富，能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，可提供包括網頁瀏覽、拍攝照片、電子會議等多種信息服務。2007年，蘋果公司原首席執(zhí)行官史蒂夫?喬布斯在美國舊金山首次發(fā)布iPhone，引起行業(yè)內的廣泛關注，業(yè)內人士稱該款手機的發(fā)布改變了用戶與手機的關系，手機不再是單純的移動通信工具，開始向智能化方向發(fā)展。

如果說2G、3G對于信息化發(fā)展來說尚顯微不足道，那么第四代移動通信技術（4G）則徹底改變了人們的生活方式甚至社會形態(tài)。首先，4G的通信速度更快、網絡頻譜更寬，相關設備能夠以100Mbps的速度進行數據下載，比撥號上網快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps，可滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。另外，4G通信費用更低，與固定寬帶網絡在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據自身需求確定所需的服務。

據了解，5G的正式商用預計將在2020年左右實現(xiàn)。目前，愛立信已率先公布了其5G專利許可費標準?？梢哉f，5G尚未落地卻已成為各路通信企業(yè)爭奪的高地。對此，我國企業(yè)也需及早制定5G發(fā)展策略，規(guī)避專利風險，贏得國際市場的話語權。（知識產權報　記者　馮飛　胡姝陽　通訊員　婁寧）