??
AI制圖
近日，上海交通大學JUST光譜望遠鏡在青海冷湖啟動建設，這個“宇宙指紋識別儀”能捕捉138億光年外的星光密碼，將為人類尋找第二個太陽系提供關鍵線索。
光譜，是每種物質與光相互作用時留下的獨特印記，如同人體能識別身份的指紋。自19世紀發(fā)現(xiàn)至今，光譜技術已經(jīng)從實驗室走向更廣闊的應用領域。如今，它正與新興的人工智能（AI）技術深度融合，為我們的工作和生活帶來無限可能。
解碼生活的“智能管家”
在皮膚科診室里，醫(yī)生手持平板大小的設備輕輕掃過患者皮膚，屏幕上隨即呈現(xiàn)出不同顏色的光譜熱力圖。這種融合了高光譜成像與AI分析的技術，宛如為醫(yī)生配備了“分子放大鏡”，能夠在肉眼難以察覺的早期階段，精準捕捉黑色素瘤的蹤跡，大幅提升黑色素瘤早期診斷的準確率。更令人期待的是，科學家正在研發(fā)可分析呼吸光譜的智能手環(huán)，或許在不久的將來，人們打個哈欠就能檢測出糖尿病風險。
日常生活中，光譜與AI的組合已經(jīng)化身成為智能“生活管家”。當智能光譜儀掃過超市的牛肉和上面的標簽，便會立即彈出“含水量12%，冷鏈運輸48小時”等關鍵信息；掃過化妝品瓶身，便能自動分析成分適配度，并給出“維生素C濃度過高，敏感肌慎用”的提醒。這種搭載AI芯片的微型光譜儀，其核心原理在于不同物質會吸收特定波長的光，就像超市條形碼對應商品信息，而AI則是高效精準的“掃碼器”。
智能護眼燈的進化同樣令人眼前一亮。傳統(tǒng)護眼燈所標榜的“無藍光”“無頻閃”特性，在光譜AI技術面前顯得黯然失色。如今，許多智能臺燈內置光譜傳感器，不僅能實時監(jiān)測環(huán)境光變化，還能貼心地守護用戶視力：當孩子學習趴得過近時，燈光會自動調亮；深夜讀書時，它會悄悄過濾影響褪黑素分泌的藍光波段，宛如私人眼科醫(yī)生。
重塑未來的“數(shù)字基因”
如果說日常生活中的AI光譜設備是家庭里的“生活管家”，那么在工農業(yè)生產(chǎn)領域，它則化身為嚴謹?shù)摹凹夹g工程師”。
在山東一家蘋果園里，果農手持形似照相機的光譜儀掃描果樹，手機上即刻顯示：“葉片缺鉀，建議增施有機肥”。這項技術通過捕捉葉片反射的光譜特征檢測果樹生長情況，比傳統(tǒng)檢測方式速度更快、成本更低。
在現(xiàn)代化工廠中，生產(chǎn)線上方懸掛的神秘“探照燈”，實則是工業(yè)級高光譜相機。它能夠每秒數(shù)百次掃描金屬部件，AI通過分析材料表面的光譜特征，可發(fā)現(xiàn)僅0.01毫米的裂紋，其精準度堪比在足球場上找到一粒丟失的芝麻。這種“火眼金睛”的本領，正從精密制造領域向食品安全檢測領域拓展，例如通過掃描大米的光譜特征，30秒內就能判斷其是否含有黃曲霉毒素。
在環(huán)保領域，光譜+AI變身為“生態(tài)哨兵”。長江監(jiān)測站的激光光譜儀24小時不間斷掃描江面，AI依據(jù)水分子光譜波動，可在極短時間內鎖定重金屬污染源頭。在森林巡查時，無人機搭載微型光譜儀，如同“蜂群”般掠過樹冠，通過分析葉片反射光譜的細微變化，能夠提前兩周預警松材線蟲病。這種“數(shù)字基因”的注入，推動環(huán)境保護從被動治理向主動預防轉變。
目前，科學家正在攻克手機攝像頭的光譜分析技術難題。未來，普通手機鏡頭經(jīng)過AI改造，有望實現(xiàn)專業(yè)級檢測功能。屆時，人們用手機掃描水果即可查看甜度，拍攝皮膚便能評估健康狀態(tài)，甚至對準夜空就能識別星座光譜。
從醫(yī)療診斷到日常飲食，從工廠車間到生態(tài)保護，光譜與AI的結合正在讓不可見變?yōu)榭梢?，讓復雜變得簡單，讓專業(yè)走向普惠。這場光波與算法的奇妙相遇，或將照亮人類認知世界的全新維度。
（作者系中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院研究員）
責任編輯：魏敏
