一塊看似透明的平板,只需伸出手指,凌空輕點,剎那間懸浮在空氣中的虛擬屏幕被「喚醒」,車輛控制菜單流暢展開,畫面可隨指尖滑動、放大,全程未接觸任何實體表面。這一幕,仿佛科幻電影照進現實。
「這不是魔術,是『無介質空中懸浮成像技術』(也稱無介質全息交互技術,記者注)。」湖北像航智界科技有限公司董事長趙汝波向記者介紹,這項由企業自主研發的核心技術,正在悄然重塑多個行業的交互方式。該公司展廳內陳列的智慧銀行終端、博物館互動飛屏、醫院非接觸電梯按鈕、無介質全息醫療產品等設備,共同勾勒出一幅「無接觸未來」的應用圖景。
一塊透鏡的革新:讓影像「掙脫」屏幕束縛
「傳統顯示依賴屏幕或幕布作為載體,而我們的突破在於讓影像『獨立』存在於空氣中,而做到這一切的便是負折射平板透鏡。」趙汝波告訴記者,負折射平板透鏡表面密布着微米級的光學結構陣列,利用光場重構原理,使光線經過特殊折射後,在透鏡上方匯聚成1:1的實像。「簡單說,它像一把無形的『光梳』,把發散的光線精準『編織』成懸浮畫面。」
核心技術突破後,如何實現交互?對此,湖北像航智界科技有限公司進一步開發了空中影像感知交互系統。通過紅外傳感器捕捉用戶手指在空中的三維坐標,與懸浮影像的位置精準匹配,實現點擊、拖拽等操作。「精度可達7.5毫米,響應速度超30Hz,達到車規級標準。」趙汝波補充道,目前這項技術已通過SGS藍光防護等多項國際認證,確保使用安全。
從展廳到生活:非接觸交互的「落地革命」
在湖北像航智界科技有限公司的展廳中,多個應用場景的微縮樣板整齊排列,讓人忍不住嘗試一番。在「智慧文旅」區,一台空中成像互動展示台正演示博物館的落地案例:只需點擊空中懸浮的文物圖標,相關信息便「飛」至大屏幕上,全程無需觸碰玻璃展櫃。「這解決了傳統展陳互動性弱、易留指紋、存在衛生隱患的痛點。」趙汝波介紹,該技術已應用於北京展覽館「奮進新時代」主題展、杭州每日互動企業展廳等數十個場館。
值得一提的是,湖北像航智界科技有限公司研發的無介質空中懸浮成像技術相較於目前已經較為成熟的三維成像技術而言,具有成本低、便攜性高、操作方便等特點。「現在大家一般看到的AI數字人,三維立體投影等都是通過在影像底部及四周提前鋪設投影裝置實現的,那樣成本太高,而無介質空中懸浮成像技術僅僅需要一個裝置便可以實現更好呈現效果。」趙汝波說。
除了用於展會展覽外,非接觸交互的「革命」也發生在醫療領域。在展廳的醫療展示區,一台搭載空中成像技術的立體手術成像裝置格外醒目。只需點擊懸浮在空中的屏幕,病人患有病灶的器官便360°無死角地呈現在眼前。「在上海同仁醫院等機構,這類設備已成為院感防控的重要一環。」趙汝波一邊操作,一邊告訴記者:「醫生戴着手套也能隔空操作,避免反覆穿脫手術服造成的交叉感染和效率損失。」
最富未來感的莫過於汽車「智能座艙」的展示部分。一台模擬的卡迪拉克中控台上,懸浮着導航界面。趙汝波演示隔空操作:「駕駛中無需低頭看屏,視線不離路面。手勢結合語音,交互更安全。」該技術已與奇瑞、華為等車企合作,應用於前排控制、後排娛樂系統。
無介質空中懸浮成像技術:創造「零感染風險」新標準
趙汝波舉例說,目前,無介質空中懸浮成像技術所獨有的無接觸交互特性,解決了公共衛生領域存在的三個痛點:手術室細菌感染、 智能穿戴佩戴不適、網絡難以滿足未來醫療信息化等難題。他進一步介紹說,目前,手術室中細菌感染問題嚴峻,成為威脅患者生命健康的重大隱患;某些智能手環或監測設備,可能因材質過硬、尺寸不合等原因,給長時間工作的醫護人員帶來不適;現有wifi或5G網絡都無法滿足多模態立體實時傳輸的場景需求。而通過應用無介質空中成像技術,能有效解決醫療及公共衛生領域難以克服的難題。
目前,國內企業如像航科技等已實現核心技術的自主可控,並申請了數百項專利。近期,上海像航科技已經成功完成了利用無介質全息技術的手術,並在北京阜外醫院、上海兒童中心醫院等權威機構完成試點應用。
中國醫學科學院阜外醫院利用國際領先的無介質全息技術,使醫護人員實現了對實時3D成像、精準的手術導航系統以及先進的數據分析技術等多種智能醫療設備的整合,是將「虛擬現實」應用到心血管領域的典範,使手術過程更加精確、安全。
上海兒童醫學中心應用此技術聚焦兒童心血管手術領域術前規劃、術中輔助等,基於元宇宙技術打造兒童醫學影像多模態無介質全息技術系統,實現手術中多模態參數的實時融合顯示、手術預測和效果模擬,提高兒童心臟手術效率和治療效果。
無介質空中懸浮成像技術還應用於醫院無接觸公共服務終端、醫院無接觸公共面板、無接觸手術梯廂廳內外按鍵等。
無介質空中懸浮成像技術創造公共衛生經濟價值。在醫療、公共設施領域創造了「零感染風險」新標準。疫情期間,無接觸電梯按鍵終端在31個省市及海外市場的快速普及,印證了這一價值。趙汝波坦言。
立足湖北:以「硬科技」賦能科技強省建設
作為扎根武漢的高科技企業,湖北像航智界科技有限公司的發展與湖北的科創土壤密不可分。「武漢高校的光電科研底蘊和人才儲備,為企業技術攻堅提供了關鍵支撐。」趙汝波坦言。目前,企業產品矩陣已覆蓋5寸至19寸多種規格成像模組,並布局第二代激光空氣電離成像技術,向更大視角、更高自由度演進。
企業的成長軌跡,正契合湖北省打造科技強省的雄心。近年來,湖北加速構建「光芯屏端網」萬億產業集群,將光電子信息技術列為突破重點,而無介質空中懸浮成像技術,正是湖北在光電領域「從追趕到並跑再到超越」的生動寫照。
「從金融、醫療到汽車、家居,實體交互界面都存在升級需求。我們的目標,是讓這項『科幻級』技術走進千家萬戶。」趙汝波充滿信心地表示,企業正加速與湖北本地產業鏈協同,推動核心光學元件量產降本,讓更多公共服務設施和消費終端用上「湖北造」空中屏。
無介質空中懸浮成像技術:新質生產力的戰略機遇
有業內人士坦言,無介質空中懸浮成像技術作為新一代信息技術的核心組成部分,正在重塑人機交互範式,並孕育着巨大的經濟價值。該技術已從實驗室走向產業化,在醫療、車載、公共設施等領域實現了商業化落地,展現出強勁的發展勢頭。
從市場前景看,全球市場將保持高速增長,預計2029年航空成像領域規模將達到63.6億美元(CAGR 16.98%)。中國市場在政策支持和產業鏈配套優勢下,有望佔據全球份額的30%以上,培育出3-5家行業領軍企業。車載與醫療顯示將成為增長最快的應用領域,而元宇宙入口的布局則代表長期戰略價值。
經濟學家認為,隨着5G/6G、AI技術的融合,空中成像技術將成為元宇宙、智能汽車、數字醫療等領域的關鍵入口,未來5年複合增長率或超20%。
中國電子信息產業發展研究院指出,國內企業已打破國際壟斷,未來將形成「光學材料—硬件製造—內容生態」的完整產業鏈。
經濟學家預計,在「新質生產力」政策推動下,2025-2030年將是無介質空中懸浮成像技術規模化商用關鍵期,尤其在車載、醫療領域將率先爆發。
無介質空中懸浮成像技術作為顛覆性顯示技術,市場前景廣闊,預計2025-2030年進入高速增長期。智能座席、醫療、文旅將成為核心應用場景,而政策支持與產業鏈成熟將加速其商業化進程。經濟學家普遍認為,該技術有望在未來5-10年重塑人機交互方式,成為千億級新興產業,未來有望突破萬億規模。
無介質空中懸浮成像技術不僅是顯示技術的革新,更是新質生產力的典型代表。它通過重構人機交互關係,創造了全新的體驗價值、健康價值和空間價值。在數字經濟時代,該技術有望成為連接虛擬與現實的核心紐帶,催生多個百億級市場,並為中國在全球科技創新競爭中開闢新賽道提供戰略支點。隨着技術成熟度提升和成本下降,空氣成像技術將從高端應用走向普及,最終成為「像用電一樣自然」的基礎設施,重塑人類生活和工作方式。趙汝波描繪着這項技術的美好應用前景。
加大政策支持力度:是該技術增長的源動力
中國作為全球最大的消費電子和汽車市場,為無介質空中懸浮成像技術提供了廣闊的應用空間。在「十四五」規劃強調發展數字經濟和新質生產力的背景下,該技術被列為重點支持的顛覆性創新領域。政策支持加上成熟的產業鏈配套,使中國市場呈現強勁增長勢頭
國內代表企業如像航科技已完成全國十幾個省市的業務布局,典型案例包括G60科創走廊、浦東規劃館、重慶城市規劃館等重點項目。東超科技、凱盛科技等企業也在各自領域取得突破:東超科技已實現技術量產;凱盛科技則在鍍膜環節實現批量供貨,為無介質空氣成像提供關鍵材料。
2024年1月,國家工信部等七部門發布《關於推動未來產業創新發展的實施意見》,將新型顯示技術列為未來產業十大創新標誌性產品之一,目標到2027年實現關鍵核心技術的全球領先。
目前,北京、上海等地已出台專項政策,支持「無介質空中懸浮成像」技術在元宇宙、智能座艙等領域的應用。
華中科技大學經濟學院院長張建華對該技術的發展提出四點建議:一、加大研發支持。建議設立「顛覆性顯示技術」專項基金,重點支持光學材料、交互算法等基礎研究。二、完善標準體系。推動行業協會牽頭制定空氣成像技術標準,包括光學性能測試方法、交互協議和安全規範。優先在醫療、車載領域建立行業應用標準,引導產業有序發展。三、打造應用場景。在公共採購中優先選擇無接觸解決方案(如醫院、交通樞紐),創造初始市場需求。支持在自貿區、科技園區建設「無接觸示範區」,開展技術驗證和推廣。四、培育產業生態。建立「產學研用」協同創新平台,促進材料、光學、算法領域交叉融合。支持龍頭企業(如華為、京東方)與初創企業合作,構建完整產業鏈。
記者觀察:
從一束光的「解放」看到萬億新興產業
在湖北像航智界科技有限公司參觀,記者體驗了多種空中交互設備。最深刻的感受並非炫酷的視覺效果,而是技術對行為習慣的悄然重塑:當手指習慣性伸向電梯按鈕時,會下意識停頓,轉而尋找更衛生的空中界面;當看到博物館展櫃,會期待展品信息從「玻璃後」躍至「空氣中」。
趙汝波將這一變革稱為「界面解放」:「我們拆除了實體屏幕的『牆』,讓信息真正流動起來。」這種流動,正從湖北湧向全國——超過200個應用案例覆蓋30餘個城市,從安徽省科技館的量子糾纏演示,到寧波社區的垃圾分類房,技術正以「無接觸」為切入點,重構人機交互邏輯。
5月6日,湖北省委書記王忠林在武漢市調研高新技術產業發展時強調:「要加快推進高水平科技自立自強,推動科技創新和產業創新深度融合,持續夯實支點建設的產業支撐。」如湖北像航智界科技有限公司等企業的探索表明,當一塊透鏡讓影像掙脫屏幕束縛,其撬動的不僅是交互革命,更是一個萬億級新興產業的崛起。在湖北打造全國科技創新高地的藍圖中,這些懸浮在空氣中的光影,正成為最生動的科技註腳。(記者 李映華 張 迪;圖:受訪者提供)
圖說:湖北像航智界科技有限公司董事長趙汝波(右二)等在公司開業儀式上剪綵。