创新点亮文明之光

【编者按】　在人类文明史上，创新一直改变着人们生活的方方面面，农具的出现、汽车的诞生、听诊器的发明、手机的研发……在创新的支撑下，人们的生活更舒适、更健康、更安全、更便捷。本版从农耕、出行、医疗、通信4个方面入手，梳理创新改变生活的点点滴滴，以飨读者。

农耕 科技创丰年

从火耕流种到机械化耕种，再到基因工程在农业育种中得以应用，农业耕种在经历了漫长的衍进过程后，目前正向集约化、规模化和现代化方向发展。在此过程中，依靠人类智慧，涌现出一批发明创造，在一定程度上减轻了农耕负担，提升了农作物产量。可以说，每一次农业科技上的重大突破和革新，都将农业推上了一个新台阶，进入到一个新的历史时期。

农业的发端是在距今1万年前的新石器时期开始的。随着青铜冶炼和青铜器的出现，金属农具得以应用，由此引发了劳动工具、水利灌溉等一系列进步，逐步形成了精耕细作的技术体系，将原始农业推进到传统农业时代。目前，在我国部分农村地区仍能见到千年流传下来的翻车，这是一种刮板式连续提水机械，又名龙骨水车，是我国古代最著名的农业灌溉机械之一。翻车可用手摇、脚踏、牛转、水转或风转驱动。龙骨叶板用作链条，卧于矩形长槽中，车身斜置河边或池塘边。链轮和车身一部分没入水中，驱动链轮，叶板就沿槽刮水上升，到长槽上端将水送出。如此连续循环，把水输送到需要之处，可实现连续取水，大大提高了功效，操作搬运较为方便。这套工具直观反映出我国古代农业创造之巧妙、高效、实用。

19世纪，英美两国相继发明了脱谷机、收割机等机械设备。1805年，英国发明第一台割草机；1836年，美国第一台联合收割机获得专利，该机器能够集收割、脱粒于一身；1890年，第一台实用联合收割机在美国问世。19世纪，内燃拖拉机的产生使畜力牵引改为机械动力，同时细胞学、进化论、遗传学等学科在此时期得到快速发展，这些良种化、化学化、机械化的应用，促使传统农业发展到近代农业。

可持续发展的理念和世界经济一体化的市场需求，以及以生物技术与信息技术为主要代表的新农业科技革命，将近代农业推进到现代农业。与近代农业不同的是，现代农业更注重科学化、商品化、集约化和产业化。在现代农业中，技术经济性能优良的拖拉机、耕耘机、联合收割机、农用飞机等已成为农业的主要生产工具，同时，电子、激光、遥感技术以及人造卫星等也开始运用于农业。以农业飞机为例，在防治农作物病虫害的过程中，人们利用受飞机扰动的气流形成旋涡，将农药喷洒在植物的茎部和叶片的背面。农业飞机的作业高度为1米至10米，作业速度为100至180公里/时，喷幅一般可达二三十米宽，优越性较为明显。近年来，消费级无人机的大热带动了行业应用型无人机的发展，农药喷洒、农田监测、农业勘察等原本耗费大量人力物力的工作，如今都可以由无人机“代劳”。农用无人机的优点正在获得越来越多的认可，农业也将成为无人机应用的最大市场之一。

随着农业技术的不断进步，转基因工程正成为新的育种手段。未来，随着各种创新技术应用到农业领域，农业发展的“高精尖”步伐将逐步加快。

出行 往来皆自如

一辆辆外型时尚、充满“未来感”的小白车缓缓启动，避让、变道、加速……它们灵活地在广州白云机场的停车场穿梭。仔细一看，车上居然只有乘客，没有司机，这就是国内首辆应用于民用机场的无人驾驶汽车。

1886年1月29日，德国发明人朱卡尔?木茨和戈特利布?戴姆乐针对汽车技术提交的专利申请获得授权，世界上第一辆汽车就此诞生，这一天也被人们称为“汽车诞生日”。如今，经过100多年的发展，汽车行业经历了发明试验阶段、技术完善阶段、迅速发展阶段后，伴随着人工智能技术的快速发展，新能源汽车和无人驾驶汽车开始崛起，汽车行业开始步入高科技广泛应用阶段。

与世界汽车产业发达国家相比，我国汽车产业的技术创新能力还有一定差距。我国汽车产业的发展大致可分为4个时期。第一个时期是1953年到1978年，这是我国汽车工业的建设阶段，全部由国家计划组织生产和销售，不存在技术和品牌的竞争；第二个时期是从改革开放到上世纪90年代，这一时期主要通过技术引进和改造，提高汽车产量；第三个时期是从2001年起，我国汽车产业开启了“以市场换技术”的时代，2001年至2006年，我国汽车及其零部件的平均进口关税水平由31.7%降低到13.4%，全球汽车巨头大众、通用、丰田等悉数进入中国，中国汽车工业很快迎来了合资高峰，民营车企也因此获得进入汽车市场的机会。2001年，成立于1997年的奇瑞公司推出第一辆整车；同年11月，吉利公司也如愿以偿拿到汽车的“准生证”。中国汽车行业开始了外资、合资、民资等企业品牌的激烈竞争。第四个时期则为近年来发展迅猛的无人驾驶汽车和新能源汽车时代。

在我国汽车产业发展的第三个时期，我国成为世界重要的汽车产销市场之一。从2001年至2010年，我国汽车产销量从234万辆激增到1800多万辆，3年蝉联世界第一汽车生产国和消费国。产销量的剧增，必然带来技术竞争和品牌竞争。以在中国提交的汽车相关专利申请数据为例：入世10年，在中国市场提交的汽车相关的3种专利申请量均呈上升趋势。2001年，汽车相关发明专利申请为3711件，2010年增长至1.5216万件。其中，电气设备、底盘、车身、发动机相关的发明专利申请数量占比较高。在这4个领域，国内企业提交的专利申请数量与国外企业处于基本持平状态。以发动机为例，从1985年至2011年，在中国提交的发动机相关发明专利申请中，国内企业占47.37%，国外企业占50%以上；在电气设备相关发明专利申请中，52.3%的申请主体为国内企业，47.7%为国外企业。

无人驾驶汽车和新能源汽车的崛起开启了我国汽车产业发展的第四个时期。百度公司于2013年开始研发无人驾驶汽车，2015年，其推出的无人驾驶汽车在混合路况下首次实现了全自动驾驶。百度公司无人驾驶汽车的技术核心是“百度汽车大脑”，包括高精度地图、定位、感知、智能决策和控制4个模块。在车辆定位技术方面，百度公司自主采集和制作的高精度地图可以记录完整的三维道路信息，帮助无人驾驶汽车实现厘米级的精确定位。

如今，不仅是汽车领域的创新改变着我们的生活，交通领域的其他创新也正在潜移默化地改变着人们的出行方式。高铁技术的快速发展，逐渐缩短了人们之间的“距离”；地铁技术的不断创新，使我们的出行更加便利；航空领域技术的突破，如无线通信技术等，也将给我们的生活带来更多可能。

医疗 技术生妙手

从咒文祈祷到巫医占卜，从望闻问切到听诊器，从心脏支架到达芬奇手术机器人……医学的发展与人类进步的历程相伴而生，医疗器械的创新发展、专利的不断涌现更让人类在战胜病痛的过程中创造了一个又一个奇迹。

1816年，法国医生雷奈克用一本薄笔记本卷成圆筒,解决了困扰他很久的诊断难题,随之发明了世界上第一个听诊器。这标志着医生第一次尝试在不给病人开刀的条件下探索人体内部的奥秘，也标志着现代医疗器械行业的诞生。

1895年，伦琴发现X射线并应用于医学影像领域；1901年，第一台心电图仪问世；1977年，第一台核磁共振仪（MRI）诞生；2000年，第一台商用PET/CT成像套件生产……借助现代医疗器械的发明创造成果，人们精确透视人体的愿望成为现实，医生可以将导管准确插入人体任意部位实施检查或治疗，从而解决了许多内科药物治疗无能为力、外科手术失去良机的棘手问题。

以“人类第一杀手”冠心病为例，据世界卫生组织统计，全世界每年约有1700万人死于冠心病，占疾病死亡总人数的50%以上。早期，冠心病治疗手段较少，只能通过药物进行治疗，效果并不理想。直到1969年，阿根廷著名心脏病外科专家法瓦洛罗完成了首例开胸外科搭桥手术，开创了冠心病外科手术治疗的先河。1977年，首例经皮冠状动脉球囊扩张手术获得成功，克服了冠心病外科手术心脏停跳、创伤大等问题，开启了冠心病治疗的新时代。球囊导管的先驱、美国外科专家托马斯?弗加特作为现代最著名的医疗器械发明者之一，拥有超过150件专利。2000年，因为发明治疗动脉瘤的微创自扩张支架等，他获得了有“发明家奥斯卡奖”之称的莱梅尔逊奖，获得奖金50万美元。2012年，新英格兰医学杂志将冠心病介入治疗与药物洗脱支架的发明，列为改变冠心病治疗进程的伟大技术，该技术推动了心血管疾病死亡率的下降。

如今，“达芬奇手术机器人”被认为是全球最成功、最先进、应用最广泛的医疗器械机器人。事实上，它的正式名称是“内窥镜手术器械控制系统”，由美国的直觉手术机器人公司自行设计、生产及销售。这项技术最早源于斯坦福研究院的研究。1994年，弗里德里克博士与斯坦福研究院经过多次协商后成功购买了虎扑篮球：手术机器人的相关虎扑篮球，并于1995年成立了直觉手术机器人公司。据不完全统计，截至目前，与达芬奇手术机器人相关的专利申请约700余件，专利保护范围几乎覆盖全部技术要点，且大部分专利申请的权利人为直觉手术机器人公司。依托先进的创新技术、精心的专利布局，直觉手术机器人公司获得了外科手术机器人领域的垄断地位。

2014年4月，直觉手术机器人公司公布了第4代达芬奇手术机器人，其外形酷炫，结构巧妙，软件也更为精良，该公司同时宣布达芬奇单孔手术机器人进入临床使用阶段，代表了现代医疗技术的高科技水平。

医疗器械革命带来了医学革命。有关专家预测，随着人类基因组计划的完成，人类疾病的诊疗概念将发生根本扭转。到那时，人类医学将迎来美好的发展前景，在医学技术挽救更多生命的同时，创新也必将见证人类不断创造生命奇迹。

通信 天涯若比邻

当古人依靠飞鸽进行书信沟通时，恐怕难以想象在21世纪的今天，身处地球两端的人只要拿起手机拨通电话，就可以随时随地进行交流。

从上世纪70年代第一代移动通信技术（1G）出现，到如今第五代移动通信技术（5G）研发进程逐渐加快，从“大哥大”到iPhone等智能手机不断更新迭代，可以说，移动通信技术在短短几十年的时间里获得了突飞猛进的发展，无论在时间还是空间上都大大拉近了人与人之间的距离。

1978年底，美国贝尔试验室便成功研发出移动电话系统（AMPS），建成蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。该阶段称为1G，是最初的、仅限语音的蜂窝电话标准，主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术。1983年，摩托罗拉公司推出了世界上第一台便携式手机Dyna TAC 8000X，这台手机重794克，长33厘米，最长通话时间为1小时，可以存储30个电话号码。

随之而来的第二代移动通信技术（2G）以数码语音传输技术为核心，短信功能在2G手机的部分制式中已经得以运用，但仍无法直接传送电子邮件等信息。移动通信技术在该阶段主要采用的是数码的时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术。随后不久，2G技术获得突破，蓝牙、无线信息服务等与GPRS技术相关的功能得以实现，这标志着人类在移动通信网络发展史上迈出了关键一步。1997年，飞利浦公司推出数字化智能手机，能够无线接入电子邮件、互联网和传真等功能。同时，手机“瘦身”也越来越快，相关设备不断向小型化、轻型化方向发展。

与过去以模拟技术为代表的1G、2G不同，第3代移动通信技术（3G）的带宽更宽，传输速度最低为384Kb，最高为2M，带宽可达5MHz以上，不仅能传输语音，还能传输数据，可提供快捷、方便的无线应用。与1G、2G手机相比，3G手机具有鲜明特色：其往往带有一个超大的、触摸式的彩色显示屏，相关功能更加丰富，能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，可提供包括网页浏览、拍摄照片、电子会议等多种信息服务。2007年，苹果公司原首席执行官史蒂夫?乔布斯在美国旧金山首次发布iPhone，引起行业内的广泛关注，业内人士称该款手机的发布改变了用户与手机的关系，手机不再是单纯的移动通信工具，开始向智能化方向发展。

如果说2G、3G对于信息化发展来说尚显微不足道，那么第四代移动通信技术（4G）则彻底改变了人们的生活方式甚至社会形态。首先，4G的通信速度更快、网络频谱更宽，相关设备能够以100Mbps的速度进行数据下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，可满足几乎所有用户对于无线服务的要求。另外，4G通信费用更低，与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身需求确定所需的服务。

据了解，5G的正式商用预计将在2020年左右实现。目前，爱立信已率先公布了其5G专利许可费标准。可以说，5G尚未落地却已成为各路通信企业争夺的高地。对此，我国企业也需及早制定5G发展策略，规避专利风险，赢得国际市场的话语权。（虎扑篮球报　记者　冯飞　胡姝阳　通讯员　娄宁）