還記得普羅米修斯里面那個生病老人的錄像嗎？還記得鋼鐵俠托尼的智能電腦管家“賈維斯”嗎？這些都是全息投影技術。如今，這樣的黑科技已經在我們的身邊出現了。
近日，重慶理工大學機械工程學院教授楊巖帶領研究小組研發的數字全息顯微鏡樣機已經基本完成，預期在年內就可進行試驗性測量工作。
“與傳統顯微鏡不同，我們研發的數字全息顯微鏡可以對動態目標進行實時的空間觀測，研究人員可以對目標進行360度的空間觀察，使測量更加直觀。”據楊巖介紹，全球只有瑞士一家企業對數字全息顯微鏡進行了商業化生產，但在實時性方面，目前只能作到微米尺度的實時動態顯示。而國內對數字顯微全息技術的研究基本都處在實驗室光學平臺上試驗的階段。
完成全息顯微鏡研發 下一步想做全息電視
“現在市面上有很多所謂的全息技術產品，是利用欺騙人眼的方式使人獲得三維感，真正的全息技術是在空間真實顯示一個物體，但是很遺憾，目前的技術水平只能做到靜態顯示，或者是微米級別空間場內目標的動態顯示，我們研發的技術目前可以實現毫米級別空間場動態目標的實時顯示，今后預期可以擴展到大目標的實時顯示，比如全息電視。”楊巖以一個細胞為例表示，如果用新型的全息顯微技術觀測，細胞將在空間中運動，人可以使用任意角度進行觀察。“相當于這個細胞是飄在你面前的，上下左右隨意觀察。這就是我們這幾年一直在做的事情。”
楊巖的數字全息顯微鏡研究開始于五年前，但對于全息技術的研究則要追溯到2003年到韓國讀博。
“當年我的導師有兩個研究方向，一個是做流體研究，另一個就是全息技術。其實從面試到報到，我們一直確定以后的研究方向是流體，但就在報到那天，老師隨口一說，說自己還有全息研究，那時年輕，搞不懂的都想去做做。”全息技術和楊巖以往的知識體系毫無關系，他甚至連全息這個英文單詞都不知道。但導師的解釋和圖片展示讓他對全息產生了極大的興趣，決定開展這方面研究。
下定決心研究全息技術后，楊巖從專業單詞開始學，然后是各種概念、程序等等。每天他都要去給老師匯報今天學了幾個概念或者編程的命令，有什么用處。半年后，楊巖基本入門了。
“入門之后就越來越有興趣，而且是懂的越多，不懂的就更多，解決一個問題之后發現還有更多問題，這極大地激發了我的興趣。” 據楊巖回憶，當年每天最遲七點半進入實驗室，晚上兩三點才回去寢室，有時甚至直接住在實驗室。“真的是辛苦，但是現在想來還是比較值得。”
楊巖畢業時，導師曾問他回國后是否會繼續從事全息技術研究，楊巖表示用五年時間來研究，如果沒有成果，就會選擇放棄，因為畢竟自己本來的專業是機械方向。
“回國之后就從事這塊研究，而且想把全息技術用來檢測流體，才有了現在的全息顯微鏡。”楊巖說，全息顯微鏡樣機已經能基本實現空間觀測，目前正在完善軟件，使全息呈現更清晰流暢。“一直想把全息顯微鏡做成商品化，所以跟企業進行了技術合作，年底應該會有東西出來。”
完成了全息顯微鏡后，楊巖將目光投向了全息電視。在他看來，如果一個活動的細胞顯示能實現，那么把這個細胞換成動態影片，理論上是可以實現全息電視的。
“但這條路還比較遠，全息顯微鏡我們做了5年，電視是一個產業問題，投入將更大，但肯定是我的一個目標。” 楊巖說，歐盟投入了20億歐元做全息電視研究，很多國家也都在做這方面研究，“我們目前這個實時技術，也可以在全息電視技術方面解決一定的問題，不管是從興趣還是責任講，搞研究的人還是要做一點貢獻。”
全息技術從無到有 有人質疑也有人支持
從韓國回來后，因為全息技術研究需要大量投入，楊巖開始申請國家自然科學基金青年基金，希望能得到更多經費支持。然而因為種種原因，一直到第四次，楊巖才申請到國家自然科學基金。
“中間我也想過是不是偏了點，不被認可，但很多評語是認可這個基礎，就是懷疑研究條件。”據楊巖回憶，才回國時，手里的研究項目經費僅有兩三萬。在這樣的條件下，只能想盡辦法節約出錢來做全息技術研究。
“其實我們一個光學平臺就要兩三萬，還是最撇的。”楊巖說，買透鏡時，要多家比較，哪怕只節約幾十塊錢就可以買另外的東西。為了做實驗，他還去借本科生的物理實驗室，有段時間甚至跑回韓國導師那里或委托那邊的學生幫忙做實驗。
盡管一直沒有申請到國家基金，但理工大學校內的領導和老師卻給予了楊巖很大支持。機械工程學院院長郭曉東當時是學校重點實驗室主任，看到楊巖的努力，專門給了他一個房間作為實驗室。楊巖本科時的老師黃金教授還把自己的科研經費拿出一部分支持他。
“當時有單獨的實驗室還是很激動，因為你報申請材料的時候就可以寫，可以拍照。當時雖然很多人質疑我偏移了機械，但是各級領導還是很支持，因為他們作為學者來說，對全息的發展是認同的。”
第四年，楊巖申請到了國家自然科學基金面上項目，當他把這個消息告訴自己的研究生時，大家都激動不已。“因為有了經費我們馬上就可以買設備，有的研究生就翻出之前沒有錢買不起的設備，問是不是可以考慮買了。”楊巖說，當年很困難，因為興趣一直在堅持，但當你把研究做到一定程度后，就不會考慮其他，會覺得這是自己應該做的事情。
研發農機測量臺 提高重慶農業機械化水平
四年前，理工大學時任副校長許洪斌教授發現重慶農業機械化程度極低，適合山區丘陵的農機僅有一種微耕機，決定組建團隊進行農機研究，楊巖教授的研究小組加入其中。
“從科技研發方面講，這里面有大量的技術難題需要解決，這是科技工作者責無旁貸的任務，另一個層面就是我們都是高校教師，還是要做點實事，解決一些老百姓實際問題，所以當時成立了專門的研發團隊。”據楊巖介紹，就農業機械化程度而言，我國與國外差距很遠。國內而言，北方優于南方，但大機器基本是進口，被國外壟斷。
我國有百分之六十的丘陵地區，糧食產量百分之六十在丘陵，但這些地區的機械化程度卻非常低，而整個山地農機行業僅有微耕機在廣泛使用。同時，農機市場技術含量低，重慶企業自己研發的小型的山地聯合收割機平均無故障工作時間僅有20個小時，也就是一天干8個小時，三天就會壞一次。
“有一次看過德國的農機視頻后，發現我們差太遠了，這也愈發地激發了我們這些搞科研的，不光從社會責任、還是科技角度，都要趕上他們，更要為我們的農民做點實事。”楊巖說，團隊研發了多功能山地作業機、新型聯合收割機等適合丘陵山區的作業機型，但發現山地農機所需的種類太多，不可能每樣都去研發，通過一段時間的摸索，團隊逐漸發現山地農機最欠缺是測試技術。
“目前的山地農機沒有試驗環節，生產出來后就直接推向市場，壞了再拿回來修。實際上正常的程序應該是，樣品出來后進行測試，然后再返回修改，但現在沒有測試環節，所以我們發現要解決農機產品質量問題的源頭，是在于測試。”因此，楊巖和團隊開始做一系列的試驗裝置。他們為廠家提供試驗臺，對樣品進行測試，設計人員根據測試后獲得的數據進行修改，這樣就從源頭上解決了農機的質量問題。
“其實現在我們的農機設計人員能設計出很多東西，但問題是設計出來之后不好用，不好用的根源就是沒有相關的測試實驗手段，這是行業目前急需解決的關鍵問題。”楊巖說，目前他也正在研究將全息技術和農業方面的測量領域相結合，探索一些新路徑。
楊巖簡介：
楊巖，教授，碩士生導師。重慶市巴渝學者，重慶市高校優秀人才，江蘇省雙創人才，全國機械原理研究會理事、西南分會副理事長，重慶農業機械標準化委員會委員，sci雜志《Science and Technology of Nuclear Installations》、《Advances in Materials Science and Engineering》客座主編，重理工-威馬農業機械研究所所長，重慶理工大學智能山地農業機械研究所所長，江蘇省沼液沼渣出料機械工程技術研究中心副主任。
1993.09-1997.07，獲得重慶工業管理學院機械設計專業學士學位；2002.09-2005.07，獲得重慶大學固體力學專業碩士學位；2006.03-2009.06，獲得韓國國立全南大學機械工程專業博士學位，2010.02-2010.08，韓國國立全南大學汽車研究所博士后研究員。1997.07-至今，重慶理工大學機械學院教師。在國內外重要刊物如Optics Communications、Applied Optics、中國激光等發表論文數十篇；授權專利10余件。
研究領域：高精度數字全息測量技術、智能山地農業機械
