什么是“光子世纪”?如何进行科技成果转化?他在这门“金课”上这样说

2021-10-25 文/林依捷 点击量:498


2021年10月16日晚,2020级浙江大学MBA“金课”《求是科技前沿与产业创新前瞻》课程开讲。浙江大学光电学院何赛灵教授以“光学成像与智能感知创新技术及转化”为主题,为大家带来《求是科技前沿与产业创新前瞻》系列讲座的第二讲。


何赛灵教授是浙江大学-瑞典皇家工学院光子联合研究中心(JORCEP)主任,国家光学仪器工程技术研究中心主任,教育部“长江学者奖励计划”首批特聘教授,浙江大学光及电磁波研究中心创始人及主任,主要从事先进光电技术研究,具体包括智能感知技术、亚波长微纳光子学等领域的研究,曾担任多项国家及地方重大重点项目首席专家。


面向经济主战场与人民生命健康,在“光子世纪”进行科研成果转化




首先,何赛灵教授对光子产业背景、实验室的研究力量及初心进行了介绍。何教授表示,20世纪是“电子世纪”,但是电子传输速度和载频能力皆不如光子,两者相差约1000倍;所以21世纪是“光子世纪”,光学技术是使能(Enabling)技术,可辐射更大的市场。光电感知技术逐渐成为新技术革命至关重要的驱动力,在未来高科技产业如智能检测、下一代机器人与智能AGV、自动驾驶、工业4.0、医疗与大健康等领域均对光学技术有重大需求。


何赛灵教授


“坚实的研究基础与深厚研究力量,成为培育科研成果转化的土壤”。何教授所在的浙江大学光学工程在教育部学科评估中一直居首位(或A+),拥有国际光学仪器工程技术研究中心、浙江省光电磁传感技术重点实验室、中荷光电传感及设计联合研究中心,培育了多名院士及多家上市公司,为科研成果转化提供宽松的环境;何教授自1992年初获瑞典皇家工学院工学博士学位,之后留任瑞典皇家工学院,主要从事先进光电感知技术及生物光子技术等研究,何教授在浙江大学所带领的科研团队科研成绩斐然,以光电感知技术举例,基于高光谱图谱的物质属性、色差等识别技术,可以识别出人眼看不到的特征,如“看出”水果成熟度、有害杂质与茶叶等级分类等等诸多应用。除此之外,多家新闻网站(如美国科学促进会的科技新闻网站)对何赛灵教授团队的科研工作进行场频报道,这无疑为科研成果转化工作打下坚实基础。为更好履行大学的“第三使命”,在学校、学院资源的赋能下,何教授带领的科研团队希望面向经济主战场、面向人民生命健康领域进行科研成果的转移转化。


科研成果转化的有益探索:激光光谱、光电检测、“超眼”、光纤神经等技术

下个20年,中国乃至世界可能会面临疫情持续、食品安全问题、老龄化加剧、癌症等诸多挑战。何教授基于此背景,介绍了其所带领的科研团队在科研成果转化方面所做的探索与尝试。

01

激光光谱技术应用


癌症早筛。今年我国的癌症早筛赛道上已经慢慢出现一些上市公司,资本市场对该赛道也十分青睐。何教授所在的实验室研究出的量产型数字化核算及蛋白分析技术,可以帮助实现核酸和蛋白质分子绝对定量,具备国际领先性。他们给出了肿瘤体外筛查与诊断技术的技术路线图,包括工业级数字化生物分子检测、基于超表面增强的平面型传感检测装置、社区或家用显色微流控制芯片,每种技术都有多个自主知识产权及相关国际期刊论文所支撑。


农药残留检测。农药残留检测年复合增长7.0%,到2022年市场可达到16亿万美元。但是当前的检测方案存在酶试剂易失活、反应不稳定、重复性不好、检测结果误差大、人员需专门培训等诸多问题,基于此,何教授团队提出了无创性的农药残留检测方案,利用激光光谱技术使检测的灵敏性、准确性都有了很大的提高。



02

光电检测技术应用

易燃易爆有毒有害污染物的快速光电检测及化工园区预警溯源项目。何教授表示,化工园区的气体检测系统存在缺陷,石化园区安全时间时有发生,造成巨大的经济损失和无数条生命。实验室利用中红外激光器监测石化环境安全气体,灵敏度相比如之前的方案提高两个数量级。何教授举例团队一直为台州市医化园区有毒有害体系预警系统项目提供技术支持,自主研发的仪器可以有效测量三氯甲烷,消除其他污染物干扰。

03

“超眼”应用 

工业检测,应用于复杂零部件智能视觉检测关键技术与装备。何教授表示,工业零部件检测的未来趋势是应用高维机器视觉进行工件的复杂曲面及缺陷检测,以机器代替人。何教授所在实验室研发的小型化高光谱图谱仪“超眼”,可超光谱(精细到1纳米)观察全光谱(UV-可见到红外),应用于汽车表面及零部件缺陷更方面,实现一次性在线检测多种缺陷。


04

光纤神经应用

管道泄露检测。何教授表示,2019年全国管道漏水率高达13.2%,漏水量达100亿吨(10个西湖),管道漏水造成我国水资源的严重浪费。何教授团队研发的供水管网泄露高精度定位检测系统,可以通过phi-OTDR光纤分布式声传系统对泄漏点进行精准定位,很好的解决了管道漏水检测难的问题。

车辆超载检测。70%的道路安全事故是由于车辆超限超载引发的,此外超载还容易引发公路桥梁结构的损坏、扰乱运输市场秩序、造成环境污染等,因此车辆超载检测是治超领域的重要组成部分,何教授团队研发的高精度货运车辆超限动态检测智能传感器及系统对此问题提供了解决方案。


    

《求是科技前沿与产业创新前瞻》项目发布


1.互联网配镜平台、2.居家生化检测、3.AI光学显微镜、4.精神生理状态无感检测




何教授对4个项目进行了简要介绍:(1)易配镜互联网运营平台,通过AI试戴、自主测旧镜度数、AI验光等环节,形成配镜闭环;(2)每日居家生化检测,如癌症治愈后的复发预警。技术优势是运用家用显色微流控芯片,在10分钟之内给出精准检测结果,通过裸眼+手机app两种途径实现初步判断+半定量或者定量检测;(3)AI赋能光学显微镜。结合AI技术,赋能光学显微镜,提升显微镜的成像能力,丰富图像细节,提升分辨率;(4)精神生理状态(如心率、血氧、呼吸、面部震颤、注视点等)的无感检测,可以应用在驾驶员状态、孩子学习状态等领域的检测。


讲座最后,MBA教育中心主任王小毅教授对本次课程进行了总结,并表示对4个项目寄予了厚望。


浙江大学MBA教育中心主任 王小毅




项目发布后,MBA同学们热情高涨,同何教授进行了深入的交流,就每个项目的技术实现、应用场景等相关问题进行了深入探讨。








10月19日下午,58位2020级新动力班同学们分成4个小组,由4位光电学院博士生带队,实地走访国家光学仪器工程技术研究中心,参观最前沿的实验设备及装置。参访过程中同学们与科研人员就相关技术的创新应用进行了深入交流,收获颇丰。



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