新成果

以可穿戴感应技术推广中医诊脉

2018年10月4日，Advanced Functional Materials封底文章发表了由美国加州大学伯克利分校和清华大学深圳研究生院组成的一个联合研究小组的成果，该小组合作开发了一种“三明治”结构的柔性压电驻极体传感系统，可以精确采集人体桡动脉处不同压力下（浮、中、沉）与不同位置处（寸、关、尺）的脉搏波形，用于健康状况监测与疾病诊断。

研究者对比了压电驻极体脉搏波传感器与商用光学传感器在不同压力下采集的脉搏波形，展示了不同志愿者桡动脉处寸、关、尺三个不同位置的脉搏信号，以及利用脉搏波形细节实现志愿者的分类与识别，结果表明该传感系统具有出色的灵敏度与稳定性。将中医脉诊的经验与理念以及大数据分析相结合，压电驻极体脉搏波传感器在可穿戴移动健康和疾病诊断方面有广泛的应用前景。

单分子DNA巡航机器人实现纳米级行走

Nature Materials近期发表了由上海交通大学、上海应用物理研究所、德国慕尼黑工业大学的一个联合研究小组研制的一种单分子DNA巡航机器人，并实现了纳米尺度的迷宫行走。

研究人员通过将DNA杂交链式反应精确“锚定”到DNA纳米结构上，实现在纳米界面上沿着设计路径的分子级联反应。借助于原子力显微镜和超分辨显微镜等单分子成像技术，可清晰地观察到DNA分子机器人的行走轨迹。该DNA分子机器人在引发信号链的作用下，可以沿着预先设定的路径直线或转弯行走。为展示DNA分子机器人的智能运算能力，研究人员在DNA纳米结构上设计了一个迷宫，利用DNA分子机器人的并行运算能力求解这个迷宫问题。迷宫只有唯一的入口和出口以及四个非出口的终点。在DNA分子机器人行走过程中，每个结构上DNA分子会从起点开始，走向一个终点或者走向出口。通过单分子成像观察到了DNA分子行走的所有路径，从而获得迷宫正确行走路径的解。这种将DNA分子反应与智能运算的有机结合，为发展单分子智能传感和疾病诊疗提供了新思路。

中国无创血糖仪技术达到国际领先水平

天津大学徐可欣教授团队最新研制了一种无创血糖测量仪，采用光学技术可实现无创伤、快速、连续监测人体的血糖水平，其新测量技术属于国际领先水平。

人体在摄入食物后，血糖变化会引起皮肤对光的吸收、散射变化，这些光学信号可以间接反映人体血糖水平。

研究团队创新性地提出采用多位置环状接收光谱信号以及差分数据处理技术，用于抑制体温波动、皮肤出汗、人机接口变化等干扰影响，大大提高了测量准确性。还在世界上首次提出了基于浮动基准点、散射基准点等特殊测量位置进行光谱测量新技术，用于抑制皮肤状态变化或个体差异对测量的影响。

目前，该团队研制的无创血糖监测仪器成功实现了进食后2h～3h内可以连续监测血糖变化的曲线，检测误差水平约为0.5mMol/L～1mMol/L，并将实现通过可穿戴式设备实现无创伤、快速、连续监测人体的血糖水平。

太赫兹波谱液体检测仪加快现场检测

进出口货物中不乏液体、信件类的物品，如何让这些无法“喝一口检测”、“拆开检测”的物品快速、高效、安全地进出国门是海关亟需解决的问题。上海理工大学庄松林院士团队研发的太赫兹波谱液体检测仪、太赫兹波谱信件检测仪让危险液体、信件无处遁形，为海关的进出口货物检测保驾护航。

每一种物质都有自己的波谱，太赫兹波谱液体检测仪、太赫兹波谱信件检测仪只需要通过无损、无创、非接触的方式“扫一扫”，就能够分辨出不同的波谱并快速鉴别出该物质类型。现有的所有危险液体、危险物质都可以通过这种方式进行安检，加快了现场处置速率。此外，相比于传统安检仪，它小巧的外形还利于配合安检传输线，不需要进行改装，节省空间且方便使用。

据相关研究人员介绍，太赫兹波谱液体检测仪是血统纯正的国产原理机，从整机系统到太赫兹芯片再到辐射天线等就囊括了70多项专利，其原创技术研发走在国际前列。

中国首台轨道交通智能检测车问世

2018年10月26日，银河水滴在北京召开发布会，发布了中国首台小型化轨道交通综合智能监测车——“水滴智检”，可对地铁轨道与隧道等完成智能化巡检，拥有完全自主知识产权，打破了国外技术垄断。

目前，轨道建设突飞猛进而运维人员严重不足、检测手段落后等问题逐渐凸显，地铁系统每公里需30至50名技工维护检修，以在建6000多公里计算，未来三年仅检修方面的技工缺口即达20多万人，而“水滴智检”的发布将大大改变这种现状。该平台配置高速工业线阵相机＋智能图像分析软件，可实现高速运行状态下的安全检测，并实时记录图像，由中央处理器对隧道（线路）环境情况进行综合分析，给出预警和报警提示。

据介绍，“水滴智检”以AI为核心，集成钢轨及锁扣缺陷检测、钢轨内部缺陷检测、车辆限界检测、隧道环境异常检测、接触网缺陷检测、轨距检测六大功能模块，自带动力，单人可驾驶，操作简单，智能检测速度每小时可达15km，检测结果稳定可靠，可以为每条地铁线路节省专业维护人员30人左右，一台设备全生命周期可节省约6000万元运维成本。“水滴智检”的推出将改变国内地铁巡检主要依靠人力的现状，大大提高检测速度及检测精度，提升地铁运营的智能化水平。

首台临床单细胞拉曼耐药性快检仪问世

2018年11月14日，青岛能源所发布了自主研发的首台“临床单细胞拉曼耐药性快检仪”。该系统通过“重水”标记单细胞拉曼光谱，无需细胞培养和扩增就能直接测量临床病菌单细胞的耐药表型，全流程可在3个小时内完成，对于各种临床病原菌具有广谱的适用性，为临床合理使用抗生素提供了原创的解决方案。

青岛能源所单细胞中心提出了“重水标记单细胞拉曼耐药性快检”与“单细胞拉曼药物应激条形码”的原理，并发明了“单细胞光镊微液滴拉曼分选”、“单细胞流式拉曼分选”和“单细胞微液滴流式拉曼分选”等技术及其核心器件。“基于这些方法学的革新，我们终于自主研制成功了首台‘临床单细胞拉曼耐药性快检仪’样机，全流程可在3个小时内完成。”马波说。

据悉，快检仪在检测原理、核心器件、分析软件和仪器系统等环节均具有自主知识产权。目前，青岛能源所已将快检仪与医疗机构合作临床测试，建设“临床单细胞耐药性监测网络”与“临床单细胞耐药性大数据系统”，不久将应用到临床医疗中。

新型随钻地质油气多参数分析仪通过验收

2018年9月21日，由上海神开石油设备有限公司公司牵头，国内多家研究单位参与的国家重大科学仪器设备开发专项“随钻地质油气多参数分析仪的研制与应用研究”，经国家科技部牵头组织的专家组进行了项目的综合验收，最终以94.7的高分通过验收。

此项目的研究形成了重大创新点及关键技术突破，新研发的分析仪在井下高温高压的钻井过程中，对地层方位电阻率、补偿电阻率、方位伽马、井斜方位、环空压力等关键参数进行实时测量，通过高速钻井液脉冲将信号传输到地面，结合地面钻井液油气参数对地层信息做出综合评价。提供钻头井身进入和穿出目标地层的三维图像，实现油气勘探钻井过程中的定向导航和地质追踪，从而保证钻井的安全性、科学性与高效率。

研究人员将方位电阻率、补偿电阻率、方位伽马、井斜方位、环空压力和井眼温度等5个参数集成在一根4.2m的钻铤上，达到了185°、170MPa的验收标准，实现了较短钻铤5参数在实井条件下的稳定准确测量，主要技术指标达到或者超过国外同类产品，打破了高端随钻地质导向组合仪国际三大公司的垄断，实现随钻地质油气多参数分析仪在水平井、大位移井、分支井等高难度复杂井中的应用，填补了国内空白，将为我国石油勘探开发提供全新的利器。