前 言
让稳定可靠的连接“无处不在”，是通往“产业、创新和基础设施”、“可持续城市和社区”等联合国可持续发展目标的重要支撑。在亚太地区，如何突破地理与资源的限制，让信息链接入每一个偏远角落，是一道亟待科技回应的现实考题。在此背景下，电子工程系杨帆教授团队带来了他们的答案——可重构智能超表面（RIS）技术。它正尝试以简约、轻便的方式，将过去依赖庞大设备的相控阵技术转化为可以灵活部署的智能表面，让稳定的连接能够抵达山川、海洋与乡村。
现有RIS天线成熟产品
连接蓝色的未来：为海洋劳动者建立可靠连接
去年6月，团队在南方电网广东通科的协助下，完成了一场海上50公里超远距离稳定通信实验。技术的价值，最终要看它能解决怎样的实际问题。
实验场景（上：海上设备，下：岸上设备）
在传统通信网络难以覆盖的海岸线外，许多渔船驶入海洋后便与陆地失去联系。风暴预警无法送达，紧急情况无法呼救，市场信息无从获取。通过部署可重构智能超表面设备，可以在海岸与船只之间建立稳定的信息链路。这套系统不依赖庞大的基站设施，部署灵活，能耗较低，能够为那些长期处于数字覆盖之外的海洋劳动者提供基础的通信保障。
在海洋生态监测领域，这一技术同样具有应用前景。从珊瑚礁到专属经济区，海洋生态保护的最大挑战是监测数据的实时回传。通过在关键岛屿和平台部署智能网络，可以将散布在海洋中的传感器数据——水质、生物多样性、非法活动信息——实时汇入保护网络，为海洋管理提供更及时的数据支持。
在深远海的风力发电场，通信不畅一直是运维的难题。海上风机常因远离大陆成为信息孤岛，故障排查依赖船只往返，效率受限、成本高昂。构建一张连接这些能源平台的通信网络，可以让巡检指令、运行数据实时流动，为海上风电的运维提供更高效的技术手段。
从巡线到守护：在复杂环境中实现远程感知
在中国西南的横断山脉，一条电力大动脉穿越海拔三千米以上的原始森林。过去，巡线员需要徒步数日穿越无人区完成巡检任务，工作环境艰苦，且面临一定的安全风险。与此同时，频繁的人类活动也可能对原始生态环境造成影响。
在关键节点部署智能感知系统
团队在这一区域部署了一套远程感知系统。通过在关键节点安装设备，可以在不进入核心区域的情况下，对输电设施进行持续监测。曾经需要巡线员现场完成的巡检任务，如今可以化为实时传回指挥中心的影像与数据。这套系统将人从极端环境中解放出来，同时减少了对自然生态的干扰。
这一应用表明，基础设施的运行维护与生态环境的保护并非只能二选一。通过技术手段，可以在保障设施安全的同时，降低人类活动对自然的影响，实现更可持续的运维方式。
在灾害面前重建连接：为应急通信提供快速响应方案
2024年，台风“摩羯”袭击海南岛。在受灾严重的地区，传统通信网络瘫痪，指挥中心无法获取一线情况，救援力量难以精准调度。在灾害初期，信息的断裂往往加剧混乱，影响救援效率。
团队为现场指挥中心带来了一套快速部署的通信设备。在灾后环境中，工程师用20分钟时间搭建起临时通信节点，这些节点彼此连接，逐步形成覆盖灾区的通信网络。
随着网络恢复，变化开始发生：指挥中心的屏幕上出现了偏远区域的实时画面，决策者可以直观了解道路损毁、人员聚集等情况；前线救援队员可以用手机接收到统一指令，分散的行动变得有序；受灾群众得以向家人报平安，确认彼此的安全。
通信设备
在灾害面前，信息与食物、水、避难所同样重要。这套方案的核心在于快速、轻便、不依赖既有基础设施——它可以在最需要的时候、最需要的地方，为救援和受灾人员提供基础的通信保障。
从海洋到山脉，从日常运维到应急响应，杨帆教授团队的研究始终围绕一个朴素的目标：让稳定的连接能够抵达那些传统技术难以覆盖的地方。 这不仅是一项技术探索，也是一种对“连接”本身的理解——当信息能够平等地流向每一个角落，它所能支撑的，是更安全的生产、更有效的保护、更及时的救援。
近年来，清华大学电子工程系与联合国相关机构持续开展深入交流，共同探索前沿科技赋能可持续发展目标的路径。2024年10月，来自国际电信联盟、世界卫生组织等五家国际组织的代表访问电子系，师生们展示了人工智能与大数据平台在城市规划、智慧交通、个性化健康等领域的创新应用。2025年10月，联合国亚太经济社会委员会执行秘书阿里沙赫巴纳一行到访清华电子系，现场观摩了人形机器人、仿生人脸及城市模拟器等成果，深入了解电子系如何从现实需求出发，将人工智能技术转化为服务社会的实际方案。
2026年2月24日至27日，清华大学将受邀参加在泰国曼谷举行的第十三届联合国亚太可持续发展论坛（APFSD），在国际舞台进一步分享以科技推动可持续发展的清华方案。
供稿｜电子系机关办公室
编辑｜刘 瞳 刘国豪
排版｜陶旋姿
审核｜余潇潇 沈 渊 李冬梅
