新成果

以可穿戴感應技術推廣中醫診脈

2018年10月4日，Advanced Functional Materials封底文章發表了由美國加州大學伯克利分校和清華大學深圳研究生院組成的一個聯合研究小組的成果，該小組合作開發了一種“三明治”結構的柔性壓電駐極體傳感系統，可以精確采集人體橈動脈處不同壓力下（浮、中、沉）與不同位置處（寸、關、尺）的脈搏波形，用于健康狀況監測與疾病診斷。

研究者對比了壓電駐極體脈搏波傳感器與商用光學傳感器在不同壓力下采集的脈搏波形，展示了不同志愿者橈動脈處寸、關、尺三個不同位置的脈搏信號，以及利用脈搏波形細節實現志愿者的分類與識別，結果表明該傳感系統具有出色的靈敏度與穩定性。將中醫脈診的經驗與理念以及大數據分析相結合，壓電駐極體脈搏波傳感器在可穿戴移動健康和疾病診斷方面有廣泛的應用前景。

單分子DNA巡航機器人實現納米級行走

Nature Materials近期發表了由上海交通大學、上海應用物理研究所、德國慕尼黑工業大學的一個聯合研究小組研制的一種單分子DNA巡航機器人，并實現了納米尺度的迷宮行走。

研究人員通過將DNA雜交鏈式反應精確“錨定”到DNA納米結構上，實現在納米界面上沿著設計路徑的分子級聯反應。借助于原子力顯微鏡和超分辨顯微鏡等單分子成像技術，可清晰地觀察到DNA分子機器人的行走軌跡。該DNA分子機器人在引發信號鏈的作用下，可以沿著預先設定的路徑直線或轉彎行走。為展示DNA分子機器人的智能運算能力，研究人員在DNA納米結構上設計了一個迷宮，利用DNA分子機器人的并行運算能力求解這個迷宮問題。迷宮只有唯一的入口和出口以及四個非出口的終點。在DNA分子機器人行走過程中，每個結構上DNA分子會從起點開始，走向一個終點或者走向出口。通過單分子成像觀察到了DNA分子行走的所有路徑，從而獲得迷宮正確行走路徑的解。這種將DNA分子反應與智能運算的有機結合，為發展單分子智能傳感和疾病診療提供了新思路。

中國無創血糖儀技術達到國際領先水平

天津大學徐可欣教授團隊最新研制了一種無創血糖測量儀，采用光學技術可實現無創傷、快速、連續監測人體的血糖水平，其新測量技術屬于國際領先水平。

人體在攝入食物后，血糖變化會引起皮膚對光的吸收、散射變化，這些光學信號可以間接反映人體血糖水平。

研究團隊創新性地提出采用多位置環狀接收光譜信號以及差分數據處理技術，用于抑制體溫波動、皮膚出汗、人機接口變化等干擾影響，大大提高了測量準確性。還在世界上首次提出了基于浮動基準點、散射基準點等特殊測量位置進行光譜測量新技術，用于抑制皮膚狀態變化或個體差異對測量的影響。

目前，該團隊研制的無創血糖監測儀器成功實現了進食后2h～3h內可以連續監測血糖變化的曲線，檢測誤差水平約為0.5mMol/L～1mMol/L，并將實現通過可穿戴式設備實現無創傷、快速、連續監測人體的血糖水平。

太赫茲波譜液體檢測儀加快現場檢測

進出口貨物中不乏液體、信件類的物品，如何讓這些無法“喝一口檢測”、“拆開檢測”的物品快速、高效、安全地進出國門是海關亟需解決的問題。上海理工大學莊松林院士團隊研發的太赫茲波譜液體檢測儀、太赫茲波譜信件檢測儀讓危險液體、信件無處遁形，為海關的進出口貨物檢測保駕護航。

每一種物質都有自己的波譜，太赫茲波譜液體檢測儀、太赫茲波譜信件檢測儀只需要通過無損、無創、非接觸的方式“掃一掃”，就能夠分辨出不同的波譜并快速鑒別出該物質類型。現有的所有危險液體、危險物質都可以通過這種方式進行安檢，加快了現場處置速率。此外，相比于傳統安檢儀，它小巧的外形還利于配合安檢傳輸線，不需要進行改裝，節省空間且方便使用。

據相關研究人員介紹，太赫茲波譜液體檢測儀是血統純正的國產原理機，從整機系統到太赫茲芯片再到輻射天線等就囊括了70多項專利，其原創技術研發走在國際前列。

中國首臺軌道交通智能檢測車問世

2018年10月26日，銀河水滴在北京召開發布會，發布了中國首臺小型化軌道交通綜合智能監測車——“水滴智檢”，可對地鐵軌道與隧道等完成智能化巡檢，擁有完全自主知識產權，打破了國外技術壟斷。

目前，軌道建設突飛猛進而運維人員嚴重不足、檢測手段落后等問題逐漸凸顯，地鐵系統每公里需30至50名技工維護檢修，以在建6000多公里計算，未來三年僅檢修方面的技工缺口即達20多萬人，而“水滴智檢”的發布將大大改變這種現狀。該平臺配置高速工業線陣相機＋智能圖像分析軟件，可實現高速運行狀態下的安全檢測，并實時記錄圖像，由中央處理器對隧道（線路）環境情況進行綜合分析，給出預警和報警提示。

據介紹，“水滴智檢”以AI為核心，集成鋼軌及鎖扣缺陷檢測、鋼軌內部缺陷檢測、車輛限界檢測、隧道環境異常檢測、接觸網缺陷檢測、軌距檢測六大功能模塊，自帶動力，單人可駕駛，操作簡單，智能檢測速度每小時可達15km，檢測結果穩定可靠，可以為每條地鐵線路節省專業維護人員30人左右，一臺設備全生命周期可節省約6000萬元運維成本。“水滴智檢”的推出將改變國內地鐵巡檢主要依靠人力的現狀，大大提高檢測速度及檢測精度，提升地鐵運營的智能化水平。

首臺臨床單細胞拉曼耐藥性快檢儀問世

2018年11月14日，青島能源所發布了自主研發的首臺“臨床單細胞拉曼耐藥性快檢儀”。該系統通過“重水”標記單細胞拉曼光譜，無需細胞培養和擴增就能直接測量臨床病菌單細胞的耐藥表型，全流程可在3個小時內完成，對于各種臨床病原菌具有廣譜的適用性，為臨床合理使用抗生素提供了原創的解決方案。

青島能源所單細胞中心提出了“重水標記單細胞拉曼耐藥性快檢”與“單細胞拉曼藥物應激條形碼”的原理，并發明了“單細胞光鑷微液滴拉曼分選”、“單細胞流式拉曼分選”和“單細胞微液滴流式拉曼分選”等技術及其核心器件。“基于這些方法學的革新，我們終于自主研制成功了首臺‘臨床單細胞拉曼耐藥性快檢儀’樣機，全流程可在3個小時內完成。”馬波說。

據悉，快檢儀在檢測原理、核心器件、分析軟件和儀器系統等環節均具有自主知識產權。目前，青島能源所已將快檢儀與醫療機構合作臨床測試，建設“臨床單細胞耐藥性監測網絡”與“臨床單細胞耐藥性大數據系統”，不久將應用到臨床醫療中。

新型隨鉆地質油氣多參數分析儀通過驗收

2018年9月21日，由上海神開石油設備有限公司公司牽頭，國內多家研究單位參與的國家重大科學儀器設備開發專項“隨鉆地質油氣多參數分析儀的研制與應用研究”，經國家科技部牽頭組織的專家組進行了項目的綜合驗收，最終以94.7的高分通過驗收。

此項目的研究形成了重大創新點及關鍵技術突破，新研發的分析儀在井下高溫高壓的鉆井過程中，對地層方位電阻率、補償電阻率、方位伽馬、井斜方位、環空壓力等關鍵參數進行實時測量，通過高速鉆井液脈沖將信號傳輸到地面，結合地面鉆井液油氣參數對地層信息做出綜合評價。提供鉆頭井身進入和穿出目標地層的三維圖像，實現油氣勘探鉆井過程中的定向導航和地質追蹤，從而保證鉆井的安全性、科學性與高效率。

研究人員將方位電阻率、補償電阻率、方位伽馬、井斜方位、環空壓力和井眼溫度等5個參數集成在一根4.2m的鉆鋌上，達到了185°、170MPa的驗收標準，實現了較短鉆鋌5參數在實井條件下的穩定準確測量，主要技術指標達到或者超過國外同類產品，打破了高端隨鉆地質導向組合儀國際三大公司的壟斷，實現隨鉆地質油氣多參數分析儀在水平井、大位移井、分支井等高難度復雜井中的應用，填補了國內空白，將為我國石油勘探開發提供全新的利器。