近段時間以來，從中央到地方，著眼推動實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，圍繞提高人才隊伍建設水平持續(xù)深入推進改革，出臺了一系列政策措施。根據形勢發(fā)展和學校工作需要，學校確定2018年為“教師隊伍建設攻堅年”。為充分發(fā)揮優(yōu)秀教師示范引領作用，本報特推出“重郵身邊人”專欄，持續(xù)報道我校優(yōu)秀教師的先進事跡，以饗讀者。
劉宇，重慶郵電大學光電工程學院教授、重慶郵電大學傳感器件與系統(tǒng)研究所所長、MEMES振動傳感技術國際聯(lián)合研發(fā)中心主任，國內把振動陀螺儀零位漂移誤差做到每小時1度以內的第一人。其帶領團隊成員研發(fā)的振動陀螺儀，精度已躋身世界第一梯隊。
　　在太空，每一個空間飛行器因裝有一個體積不大的黑匣子，能夠平穩(wěn)導航、精確定位甚至完成精準的自動對接;在地面，如果發(fā)生地震等災難導致常規(guī)通信全部中斷，救援人員仍可借助移動衛(wèi)星電話進行通話;在地下，一種可以跟隨鉆頭深入地下幾千米的智能裝備像長了眼睛，能夠幫助資源勘探者尋找到隱藏在各個角落的礦藏;在沒有GPS信號的室內或隧道中，人們卻能靠手機獲得定位與導航信息……但你知道嗎?這些功能的實現，都要依靠一個小小的但至關重要的零部件———陀螺儀。
　　過去，這種廣泛應用于航空航天、航海及工業(yè)勘探裝備的定位元件，其核心技術曾在數十年時間里一直被歐美企業(yè)嚴密封鎖。但重慶郵電大學一教授大膽“走冷門”，自主研發(fā)出了精度躋身世界第一梯隊的振動陀螺儀，成功打破了歐美的技術壟斷。
　　這名教授就是劉宇。
　　力排眾議“走冷門”
　　劉宇研究振動陀螺儀，始于2003年。
　　當時，在全球范圍內，無論從研發(fā)還是應用情況來看，光學陀螺儀都是陀螺儀技術領域的發(fā)展主流。國內的陀螺儀研發(fā)，在政策指引下更是出現了往光學陀螺儀方向一邊倒的現象———全國為數不多的從事陀螺儀研究的科研人員中，做振動陀螺儀研究的僅有10%左右。
　　振動陀螺儀遭受如此“冷遇”，原因在于主流的聲音認為其精度低且抗沖擊、振動性能差，不如光學陀螺儀、激光陀螺儀、靜電陀螺儀及原子陀螺儀等“高大上”。
　　劉宇卻對振動陀螺儀技術情有獨鐘。他在深入研究了哥氏振動陀螺原理后，發(fā)現眾人不待見的振動陀螺儀身上，其實藏著其它陀螺儀無法比擬的優(yōu)點———哥氏振動現象無處不在，結構極其簡單，信號讀取方式靈活，可預期的微型化封裝趨勢、極低的成本等。
　　于是，劉宇反其道而行之。他的想法很簡單：光學陀螺儀技術掌握在歐美企業(yè)手中，跟到別人屁股后面跑，即使做出來了，恐怕也難以取得領先優(yōu)勢。與其如此，倒不如在國內外都不重視的振動陀螺儀領域搏一把。
　　同時，劉宇也自信，一定能想到辦法解決振動陀螺儀的缺陷。
　　不過，由于與主流相悖，劉宇還未啟動研究便遭到了來自同行、師兄及校友等不少人的反對。他們紛紛勸告劉宇，不要沖動而為，應該順應形勢，轉個方向搞光學陀螺技術研究才是“正道”。
　　劉宇不聽勸，毅然迎難而上，走進了別人不愿意走的“冷門”。
　　一片質疑聲中，他根據自己的理論，找到了攻克技術難關的方向———從結構設計創(chuàng)新、材料選用、信號處理優(yōu)化、封裝設計和粘結工藝等方面，提高振動陀螺儀精度及抗沖擊、振動性能。15年堅守找材料，搞結構設計、方案設計，做封裝、電路……從零起步，一切都得靠自己。但劉宇和研究團隊成員鼓足了干勁兒，克服了一個又一個困難。
　　研究經費緊張，就盡量采取簡單可行、節(jié)約資金的辦法;沒有合適的材料，就自己造;實驗室空間狹小，就把自家書房騰出來放實驗品和各種材料、工具。
　　“開頭的一年，為了找到能夠提高振動陀螺儀精度的低膨脹系數材料，我們自己做配方，然后通過熟人委托當時的重慶特鋼廠加工。”劉宇回憶，沒想到，團隊原本只需要幾百克鋼材，最后卻被迫加工了幾十公斤鋼材———量少了，鋼廠不加工。
　　鋼材數量多出一大截，費用預算超出近2萬元。這對于研究經費緊缺的團隊而言，無疑是雪上加霜。
　　實在沒辦法，劉宇和幾個團隊成員一咬牙，自己掏腰包湊了2萬元交給鋼廠。
　　但后來，這批鋼材只用了不到1斤便被擱置一邊。原因很簡單：經過反反復復試驗，他們找到了更好的替代材料。
　　15年來，劉宇和團隊成員一直在這樣不斷試錯、精益求精，雖遭遇了上千次失敗，但仍百折不撓、鍥而不舍。在劉宇家的書房，至今還存放著上百個振動陀螺儀實驗品。
　　曾有企業(yè)找上門來，開出誘人的報酬請劉宇做其它領域的項目研究，但劉宇不為所動。他覺得，技術的突破，需要一種堅守，做其他研究會影響振動陀螺儀研究的連續(xù)性和進展。
　　從受冷遇到受重視不忘初心，堅守夢想，終有回報。
　　2006年，隨著研究團隊在核心關鍵技術上的層層突破，振動陀螺儀精度低及抗沖擊、振動性能差的問題得到了極大的改善。到2017年，劉宇團隊已獲得16項國家發(fā)明專利。
　　但振動陀螺儀的研究從來都是國家大型研究所“份內”的事，國內很少有企業(yè)或使用單位想到劉宇這樣的小團隊可以做出來并達到高精度。因此，在2006年以后的好幾年時間里，這項研究成果并未引起業(yè)界重視。偶爾有一兩家企業(yè)前來咨詢，最終也是不愿冒險試用。
　　“這樣下去怎么辦?”研發(fā)出來不被看好，團隊中有年輕人開始著急了。
　　劉宇卻是氣定神閑，他知道，一種新的技術出來，短時間內是不會輕易地被市場接受的?！袄^續(xù)研究，不斷優(yōu)化振動陀螺儀精度及整體性能，總有一天我們的研究成果會被人看好?！彼麑F隊成員說。
　　自信從何而來?原來，隨著微機械技術的迅猛發(fā)展，劉宇看到了振動陀螺儀嶄新的應用領域。未來，不論振動陀螺儀的封裝形式因微機械技術發(fā)生什么樣的變化，都將大量應用到團隊前期積累的核心關鍵技術。
　　基于此，團隊沒有在技術上原地踏步，而是前瞻性地從事以振動陀螺儀為基礎的定位導航系統(tǒng)應用技術研究，并取得一系列成果。譬如，世界上井徑最小的智能測井裝備，國內室內自主定位精度最高紀錄和國內體積最小的微姿態(tài)測量系統(tǒng)，都出自該團隊之手。
　　2013年，轉機終于出現。當年，華為在一款手機中使用了他們的振動陀螺儀算法，并給予了好評。此事一傳十十傳百，引起了業(yè)界對振動陀螺儀的重視。軍方和一些企業(yè)陸續(xù)找上門來，洽談合作事宜。
　　此后，通過與軍方及湖北、上海、西安等地的幾家企業(yè)合作，劉宇團隊實現了研發(fā)成果的產業(yè)化，逐漸把振動陀螺儀核心技術及其相關系統(tǒng)應用在了航空航天、資源勘探、消防、移動終端設備和工業(yè)監(jiān)控等多個領域———太空上正在運行的中國高分衛(wèi)星，其導航系統(tǒng)已開啟了振動陀螺儀在軌運行的新時代，受邀參與其中關鍵技術研究的劉宇團隊，是背后默默無聞的“功臣”之一;廣東一核電站使用的以微機械振動陀螺儀為核心的定位系統(tǒng)，得益于劉宇團隊給出的獨特算法，解決了核電站因無法接收無線信號導致的人員定位、安全狀況監(jiān)測難題;在重慶等城市，消防隊員進入無法通信的火災現場時，指揮人員可通過劉宇團隊研發(fā)的消防單兵定位裝置及定位系統(tǒng)，實時監(jiān)控消防員所在位置、移動情況及安全狀況，進而指導消防員救火或救援遇險隊友……打破歐美技術壟斷與用了上百個器件、結構復雜、制作復雜的光學陀螺儀相比，劉宇團隊研發(fā)的振動陀螺儀具有四大優(yōu)點———結構簡單，制作簡單;使用壽命可達20-30年，至少是光學陀螺儀的10倍以上;體積小，指甲殼大小的芯片可集成3個以上振動陀螺儀;應用成本低，僅相當于光學陀螺儀的十分之一。
　　精度方面，這種振動陀螺儀達到了僅1度/小時的漂移 (即每小時漂移的誤差僅為1度)，且已逼近精度排在前兩位的美國、法國的陀螺儀，名列世界第三。
　　也因為如此，劉宇成為了國內把常規(guī)尺寸振動陀螺儀零位漂移誤差做到每小時1度以內的第一人。
　　數十年來，在陀螺儀領域處于壟斷地位的歐美國家，一直對中國進行出口限制。漂移誤差低于1度/小時的陀螺儀，通常不允許賣給中國企業(yè)。因而，中國企業(yè)從國外買到的陀螺儀，精度都比較低。
　　這種背景下，劉宇團隊研發(fā)的振動陀螺儀，憑借高精度、低成本的優(yōu)勢，成功打破了歐美的技術封鎖及壟斷。
　　以方位測井儀為例：其70%的成本在陀螺儀上，以往，國內企業(yè)采購一套陀螺儀精度并不算高的測井儀，需花費近200萬元。倘若需要精度更高的測井儀，只能請國外企業(yè)提供探井技術服務。而這種服務往往只是測量幾個數據，收費卻高達二三百萬元。
　　不過，自從有了劉宇團隊研發(fā)的振動陀螺儀，國內企業(yè)只需花費二三十萬元，就能買到高精度的國產測井儀，且綜合性能指標更高。
　　近幾年時間里，劉宇團隊以這種振動陀螺儀為核心開發(fā)的隨鉆導向定位測井系統(tǒng)，已陸續(xù)被全國20多家公司和研究機構采用，在市場上形成了一系列國產化高端測井儀器。
　　但劉宇在陀螺儀領域的研究并未因此停止。去年，他又在全球率先提出了光致機械振動的新陀螺儀理論，目標是替代靜電陀螺儀———一種被公認為精度最高、主要在美英軍方使用的超高精度陀螺儀。
　　目前，在國家自然科學基金的支持下，劉宇已啟動了此項研究。他知道，這又將是一次漫長、艱辛的研發(fā)之旅。但無論遇到什么情況，他都不會放棄。
　　“科技工作者唯有自信并堅守理想，才能實現超越!”他感慨道。（來源：重慶日報）