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上海理工大学研究团队在全光推理全息纳米结构研究方面取得新成果

2021 年3 月3 日，上海理工大学未来光学实验室人工智能纳米光子学中心顾敏院士团队在国际权威杂志《光：科学与应用》上发表论文，在纳米加工技术领域提出了全光推理全息纳米结构研究方案。此项研究得到上海张江国家自主创新示范区专项发展资金重大项目资助。

如今，通过人脸识别解锁智能手机已是生活日常，然而人们很少了解这背后是一个耗时耗能的过程：首先由传感器收集人脸光学信息并将其发送到计算机中的神经网络，视觉信息通过电子硬件转化为电子信息后再显示画面信息。顾敏团队创新研究出一种紧凑型光学衍射神经网络的新概念，这种光学衍射神经网络可以进行全光推理并可与商用CMOS 传感器直接集成。这一技术省略了传统的由光到电的转换过程，让光学信息处理直接在光域内完成。快速、高效节能的功能性光电器件可以应用于安全检查、医疗影像、智能驾驶、艺术品鉴赏和卫星图像处理等领域，与现有解决方案相比，其占用空间更小、能耗更低、成本更低。

论文第一作者、上海理工大学特聘研究员艾莲娜·高伊（Elena Goi）介绍道：“我们利用纳米打印的可见光和近红外波段的推理感知器的计算能力上限为400 ExaFLOPS，这项技术与毫米波、微波等波段运行的衍射设备和集成光子硬件相比，算力提高了3 到5 个数量级；在单层纳米尺度每平方厘米部署超过5亿个神经元，密度达到人类大脑神经元的1/400。”

“采用超分辨3D 纳米加工技术，我们可以将AI 光学器件直接集成到现有的成像传感器中。” 顾敏院士表示，“这相当于在成像传感器上放置量身定制的、针对特定任务的智能眼镜，可以在检测到传入的光学信息之前对这些信息进行处理。”

杭州电子科技大学研究团队研发微流控芯片“缩小”医疗检测设备

杭州电子科技大学副教授王骏超团队在微流控研究领域的研究有望打开医疗检测设备小型化芯片设计制造的“快捷之门”。相关研究成果发表于2021 年第2 期《芯片实验室》（Lab on a Chip），并被英国皇家化学学会中文官微头条推介。

随着新冠疫情在全球的暴发，核酸检测设备的体积和速度引起广泛关注。让医疗检测设备小型化、便携化，并加快检测速度成为医学发展重要方向。王骏超从事的微流控研究就是致力于让医疗检测设备小型化。

微流控是一种芯片，它与一般集成电路芯片的不同之处在于后者通过硅、铜材质的电路图电压运行工作，而前者则通过树脂、玻璃等聚合物里的液体压力差运行工作。

用微流控芯片做液体检测，优势是液体样本量变小，反应体芯片也很小，流体在微米级别的大小会变得更可控。

流体到达微流控里的反应区，经过小型阀门的控制发生生化反应，传感器件会解码液体里隐藏的信息，能检测是否感染病毒等。验孕棒就是用了微流控原理。

王骏超发表在Lab on a Chip上的封面论文，最大的创新点在于其大幅提升了微流控芯片仿真速度，相比传统微流控芯片仿真设计速度可以提高51,600 倍，从而大幅缩短微流控芯片设计时间。

王骏超认为，微流控在医疗检测设备小型化、家庭化上“会有前途”。随着微流控应用扩大，民众在家里就能通过微型检测设备检测唾液、汗液、尿液，而不用去医院。

之江实验室与浙江大学合作的仿生深海软体机器人研究取得新成果

2021 年3 月4 日，国际知名学术期刊《自然》（Nature）以封面文章的形式刊发了由之江实验室与浙江大学合作的仿生深海软体机器人最新研究——马里亚纳海沟的自驱动软体机器人（Self-powered soft robot in the Mariana Trench）。

该研究团队率先实现了软体机器人的万米深海操控以及深海自主游动实验。其主要研究方向为软物质力学、智能材料结构设计、软体机器人、水下智能装备、医疗康复装置等，提出通过控制力电失稳实现极大电致变形的驱动理论。在Sciennce Advances、Advanced Materials等期刊上发表论文50 余篇，论文被引用2,000 余次，并获得国家自然科学基金优秀青年基金、中国科协青年人才托举工程、科学探索奖（前沿交叉领域）、麻省理工科技评论科技创新35 人（MIT TR35-China）等荣誉。

复旦大学科研团队发明可穿在身上的“显示器”

复旦大学高分子科学系教授彭慧胜领衔的研究团队成功将显示器件的制备与织物编织过程实现融合，在高分子复合纤维交织点集成多功能微型发光器件，揭示了纤维电极之间电场分布的独特规律，研制出大面积柔性显示织物和智能集成系统。相关研究成果3 月11日在线发表于《自然》。

实验显示，该方法可以将发光器件制备与织物编织过程相统一，利用工业化编织设备，制成长6 米、宽0.25 米、含约50 万个发光点的发光织物，发光点之间最小间距仅0.8 毫米，能初步满足部分实际应用的分辨率需求。

团队通过熔融挤出方法制备了一种高弹性透明高分子导电纤维。彭慧胜教授介绍，在两根纤维发生相对滑移、旋转、弯曲的情况下，交织发光点亮度变动范围仍控制在5%以内，显示织物在对折、拉伸、按压循环变形条件下亦能保持亮度稳定，可耐受上百次的洗衣机洗涤。

除显示织物之外，研究团队还基于编织方法研制出光伏织物、储能织物、触摸传感织物与显示织物的功能集成系统，使集能量转换与存储、传感与显示等多种功能于一身的织物系统成为可能。极地科考、地质勘探等野外工作场景中，只需在衣物上轻点几下即可实时显示位置信息，地图导航由“衣”指引；把显示器“穿”在身上，语言障碍人群也可高效便捷地进行交流和表达，这些原存于想象中的场景或许在不远的将来就能走进人们的生活。