在当今快速发展的科技领域，安全技术也在不断创新以应对日益增长的威胁。麻省理工学院林肯实验室（MIT Lincoln Laboratory）在微波成像技术领域取得的突破性进展，已被成功商业化并应用于新一代安检系统HEXWAVE，这标志着安全检查方式的一场革命。
HEXWAVE：步入式安检的未来
HEXWAVE是由Liberty Defense公司商业化的一款步入式安检系统，它基于林肯实验室开发的3D微波成像技术。该系统旨在满足美国运输安全管理局（TSA）对加强员工筛查的要求，能够有效检测金属和非金属威胁。目前，TSA正在评估HEXWAVE作为潜在的金属探测器替代品，用于PreCheck乘客的筛查。
传统的安检流程繁琐且耗时，旅客需要停止、脱鞋、移除金属物品，并配合身体扫描。这种方式不仅降低了通行效率，也给机场等高流量场所带来了挑战。为了解决这些问题，美国国土安全部（DHS）科技局资助林肯实验室研发一种高分辨率成像系统，该系统能够在人们走动的同时进行扫描，从而实现更高效、更隐蔽的安全检查。
技术原理与创新
林肯实验室的微波成像仪由安装在平板上的一组天线组成，其工作原理与现有的人体扫描仪类似。天线发射低能量无线电波，这些无线电波从人体和隐藏物体上反射回来，然后被天线接收并由计算机处理，生成图像。安保人员通过分析这些图像来识别潜在的威胁。
该技术的核心创新在于其能够快速处理连续移动的人流，在毫秒级别内完成扫描，并以视频速率重建3D微波图像。为了实现这一目标，林肯实验室团队开发了一种经济高效的天线阵列和高效的图像重建算法。与现有系统相比，该3D微波成像仪在相同的计算硬件上运行速度提高了100倍。2017年，该团队在马萨诸塞湾交通管理局（MBTA）紧急培训中心的一个铁路站台上，演示了该原型机在不同距离检测各种模拟威胁物品的能力。
技术开发负责人William Moulder表示：“我们的目标是为安保人员提供更有效的工具来保护公共场所。微波成像技术能够快速、隐蔽地显示人们携带的物品。”
商业化之路与合作
2018年，Liberty Defense公司获得了该成像技术的许可，并与林肯实验室达成了合作研发协议（CRADA）。技术向工业界的转移是林肯实验室作为联邦资助研发中心的重要职责，而CRADA为此类转移提供了机制。通过CRADA，Liberty Defense保留了林肯实验室的核心图像重建知识产权，并对技术进行了商业化所需的改进，包括全新的硬件架构、射频（RF）天线模块以及符合联邦通信委员会波形和RF性能要求的室内外收发器系统。该合作团队因在技术转移方面的卓越表现，获得了联邦实验室联盟颁发的2019年度东北地区技术转移卓越奖。
HEXWAVE的应用与未来展望
到2021年，Liberty Defense推出了步入式安检系统HEXWAVE的原型。同年，通过TSA的“人员筛查能力计划”，Liberty Defense获得了一份合同，用于演示HEXWAVE在筛查航空工作人员方面的增强威胁检测和高吞吐量能力。在体育馆、娱乐场所和购物中心成功测试后，Liberty Defense开始销售该产品。
林肯实验室首席技术转移官Asha Rajagopal表示：“HEXWAVE是联邦资助的研发成果成功转化为实际安全需求的典范。通过与Liberty Defense合作，我们加速了将关键能力交付给保护公共场所的人员。”
2023年，TSA开始测试HEXWAVE作为TSA PreCheck通道中金属探测器的潜在替代品。2024年，美国各地的机场开始部署HEXWAVE，以满足TSA到2026年4月实施的员工筛查要求。Liberty Defense指出，HEXWAVE还具有其他各种市场应用。2023年，首批用于商业应用的设备交付给了洛斯阿拉莫斯国家实验室，此后该技术已部署在其他国家实验室、惩教机构、政府大楼和法院。
Liberty Defense首席执行官Bill Frain表示：“Liberty非常幸运能够获得麻省理工学院林肯实验室的技术许可。从一开始，他们就是一个真正的合作伙伴，不仅带来了深刻的创新和技术专长，还带来了清晰的商业部署愿景。我们共同成功地将下一代技术推向市场，以帮助保护公共场所的人们。”
技术创新对安全领域的影响
林肯实验室与Liberty Defense的合作，不仅加速了先进安检技术的商业化进程，也为其他技术创新项目提供了宝贵的经验。通过将实验室的科研成果转化为实际应用，不仅提高了公共安全水平，也促进了相关产业的发展。
案例分析：HEXWAVE在不同场景的应用
HEXWAVE安检系统已在多个场景中得到应用，以下是一些具体的案例分析：
- 机场安检：HEXWAVE作为TSA PreCheck通道中金属探测器的替代品，可以提高安检效率，减少旅客等待时间。其步入式设计无需旅客停止和移除物品，从而优化了安检流程。
- 体育馆和娱乐场所：在人流量大的体育馆和娱乐场所，HEXWAVE可以快速筛查观众，防止携带违禁品入场，确保活动安全。
- 政府机构和法院：政府机构和法院对安全要求极高，HEXWAVE可以有效检测潜在威胁，保护工作人员和公众的安全。
- 国家实验室和惩教机构：这些场所通常需要对进出人员进行严格筛查，HEXWAVE的高效性和准确性使其成为理想的选择。
数据佐证：HEXWAVE的性能指标
以下是一些关于HEXWAVE性能指标的数据，这些数据支持了其在安检领域的优势：
- 检测速度：HEXWAVE能够在毫秒级别内完成对单个个体的扫描，显著提高了通行效率。
- 准确性：该系统能够准确识别金属和非金属威胁，减少误报率。
- 吞吐量：HEXWAVE能够处理大量人流，适用于高流量场所。
- 隐蔽性：步入式设计减少了对旅客的干扰，提高了安检的隐蔽性。
未来展望：微波成像技术的进一步发展
随着技术的不断进步，微波成像技术在安检领域的应用前景广阔。未来的发展方向可能包括：
- 更高的分辨率：提高图像分辨率，以检测更小、更隐蔽的威胁。
- 更智能的算法：开发更智能的图像识别算法，减少人工干预。
- 更广泛的应用：将微波成像技术应用于其他领域，如医疗诊断和工业检测。
结论
麻省理工学院林肯实验室与Liberty Defense的合作，成功地将微波成像技术应用于新一代安检系统HEXWAVE。该系统不仅提高了安检效率和准确性，也为公共安全提供了更可靠的保障。随着技术的不断发展，微波成像技术将在未来发挥更大的作用，为构建更安全的世界做出贡献。
