迁校六十年间创造了许多科研第一 西安交通大学的科研力量 未来如何改变我们的生活？
2016年4月6日《华商报》第七版
1959年,从上海内迁西安的第四年，刚刚定名为西安交通大学的这所中国知名学府，研制出中国第一台大型通用电子计算机（104机）。
此后，西安交通大学在迁校60年间，创造了多项国内科研第一。1965年，我国第一台三相高压真空开关；1989年，我国第一台JTR-1型教学机器人；90年代末，卢秉恒教授开发了国内首台激光快速成型机；2000年，郑南宁院士研制了国内首个自主知识产权的数字电视扫描制式转换及视频处理芯片……
1956年，在交通大学西迁师生员工的车票上，有一行字格外引人注目：“向科学进军，建设大西北！”扎根西部的60年，西安交大一直履行着这朴实而真挚的承诺。1959年以来，西安交大累计培养大学生23.6万余名，为全国尤其是西部地区输送了大批高水平人才。2000年以来，西安交大作为首席单位主持国家“973计划”项目21项，获国家科学技术奖45项，居全国高校前5位。
2016年4月8日，西安交大将迎来建校120周年暨迁校60周年。这座跨越三个世纪，走过两甲子历程，扎根西部六十载的高等学府，一如既往瞄准科技前沿、面向国家需求，深化自主创新，不仅在能源动力、先进制造等领域产生了大批高水平科研成果，并致力于开展成果转化、产学研合作，解决行业中关键性技术问题，还为未来人类智能、健康化生活贡献智慧力量。
西安交大开展的科学研究，现在和未来，将如何改变我们的生活？近日，我们跟随中国工程院院士、西安交大人工智能与机器人研究所郑南宁教授和“长江学者”特聘教授、西安交大机械制造系统工程国家重点实验室主任李涤尘教授，近距离解密西安交大智能无人车和3D打印骨骼技术。
西安交大智能无人车 今年十月将挑战横跨中国行
在西安交大视觉认知计算与智能车实验室里，有一辆黄色的智能车，它是由西安交大自主搭建的“SpringRobot智能汽车试验平台”——智能无人车“思源一号”。2005年10月，它从西安交大兴庆校区四大发明广场出发，在车队的护送下，驶向敦煌。受到路况复杂等因素的限制，虽未实现全程无人驾驶，但“思源一号”已能利用激光雷达与视觉模块来实现道路检测、障碍检测等功能。经过10余年的研究，今年10月，西安交大智能无人车将挑战横跨中国东西5000公里的“无人驾驶征程”。
“无人驾驶其实是由一种智能计算机在车上模拟人类的驾驶行为，因此，在无人车上，有类似于人在驾驶时的‘眼睛’来观察周围环境，及一个‘大脑’对环境进行理解。”中国自动控制领域专家、中国工程院院士郑南宁教授介绍，智能车身上安装有多个摄像头，能分别观测左右及前方，将道路线、隔离带等图像传输给电脑，由电脑分析路况，并作出驾驶决定。智能车的“大脑”，是由计算机组成的智能系统，它们通过对各种信息的综合分析驱动机械装置，让车辆可以自主进行刹车、制动等动作，实现了像人一样熟练驾驶。
无人车可以用于抢险救灾现场
“从当前技术来看，无人驾驶车真正走入老百姓的家庭中还有一条漫长的路要走。”郑南宁院士介绍，但这并不意味着它不能在其他场合应用，在确定的行驶路线和整体结构化环境中，如处于规范的快速交通环境、高速公路、以及旅游观光区域等，无人车可以得到实际应用。
“尽管无人驾驶车的技术应用还有很多需要解决的问题，但未来应用价值非常广泛。智能无人车可以带动其他领域及计算机科学技术的发展，进而改变社会人们活动出行的方式。”郑南宁院士介绍，“无人车还能应用于危险或恶劣的环境中，比如在火灾等危险情况时，无人驾驶的消防车能近距离接近火灾现场，利用车身传感器系统判断着火点、分析有害气体，获取即时数据，为抢险救灾节约宝贵时间。”
郑南宁院士分析，“目前人工智能的发展，是在完整信息的环境下进行信息处理，进而实现决策、推理和判断。人工智能的下一步发展，是希望实现人工智能对非完整信息的处理，让机器像人类一样感知世界，在没有人类教师的帮助下去学习，让它们具有像人类大脑一样去思考与认知的能力，但又不完全照搬人类智能。”
西安交大引领生物3D打印技术发展
19岁的强强身患“下颌溶骨症”，下颌骨逐渐被自体溶解吸收，脸部变形，吃饭、说话都成问题，西安交大“长江学者特聘教授”、机械制造系统工程国家重点实验室主任李涤尘教授课题组利用3D打印技术为强强量身定制新下颌骨——用他的腓骨作为下颌体部材料，将支架与植骨相结合，顺利恢复了强强的面部外形，解决了强强的烦恼。
而我国每年有超过300多万颅颌面骨缺损患者，他们因面部形态发生变化，造成咀嚼、发声困难，甚至视觉和脑部功能也受到影响。李涤尘教授课题组发明的“个性化颅颌面骨替代物设计制造技术”为这些患者的人生带来了希望。
“颅颌面骨形状复杂，缺损个体差异大，需要根据具体缺损情况个体化制作。”通过反复比对，李涤尘教授课题组利用3D打印增材制造技术，以患者医学影像数据为基础，通过3D打印，手术前即制作好满足临床要求的个性化骨替代物，保证骨修复的快速和准确，“仿造人体骨骼的生物骨中有像人体骨一样的小细孔，使细胞在其中生长，实现软骨生长，有效的解决了骨萎缩难题。”
李涤尘教授自1993年博士毕业后开展3D打印研究至今已有20多年了，在西安交大卢秉恒院士和他率领课题组致力于用科研力量解决医学难题，为人们带去健康的希望。
除骨骼外，肝细胞也可以打印
实验室里有不同部位所使用的人工假体，目前已帮助很多骨头缺损患者痊愈。从基础理论研究到关键技术发明，再到系列产品开发并推广应用，李涤尘教授课题组历时十余年，有效实现了颅颌面骨缺损个性化修复的数字化、精确化和大规模临床应用，将塑形精度提高10倍以上，手术效率提高80%。 目前，除定制化人工假体外，研究范围还囊括定制化人骨/软骨关节、关节韧带组织制造，以及细胞打印、肝组织结构制造、个体化骨折外固定器及其临床应用等。
3D打印骨骼技术，在关节病治疗中也应用广泛，而李涤尘教授课题组与西安红会医院合作采用3D打印技术与计算机辅助复位技术，制造个体化定制骨外固定架，还同时解决骨折复位和固定这两大骨科两大难题。目前已完成基础研究和3例临床病例，取得了良好的临床效果。因无需组织切开，手术时间缩短了80%、骨折愈合时间缩短33-45%；创伤极小甚至无创，患者术后第3天即可下地行走。且手术不依靠医生经验，也避免X线透视照射。
除在生物骨骼方面的应用外，细胞打印技术是目前3D打印最前沿的方向。李涤尘教授介绍，肝脏是人体最大的生化加工厂，其复杂的功能使材料与微结构制造成为难点。李涤尘教授课题组研制了三维打印和压印复杂生物组织支架方法与装备，使人工肝组织在体内成活时间达到28天。
3D打印技术与生物具有巨大的发展潜力，未来是新兴产业的发展方向。西安交通大学在此领域默默耕耘，引领了这项创新技术的发展。
无论是引领未来交通发展的智能无人车，还是走在生物医学领域科技尖端的3D打印，都是西安交大众多科研成果中的缩影。百廿峥嵘，科技强国。在为提升人类未来生活品质和内涵的创新探索中，西安交大人将不遗余力地贡献智慧和力量。
