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用感知科技应对人口老龄化

已有 1104 次阅读 2024-10-16 23:18 |系统分类:科研笔记

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上海等我国特大型城市目前已率先步入老龄化社会,养老服务需求日益增长,传统的护理模式难以满足高品质养老的康养需求,需要依靠科技创新寻求解决之道。在此背景下,感知科技主动应对人口老龄化具有特殊的涵义,而传感器技术正是其中最关键的一环。发展基于智能传感器的智慧护理技术及其装备,意义重大,其产业潜力也不可小觑。

10月11日重阳节当天,由上海市科创启明星协会和复旦大学化学系共同主办、主题为“感知科技主动应对人口老龄化”的2024启明星论坛在复旦大学江湾校区先进材料实验室一楼报告厅举行。围绕人口老龄化的发展现状、趋势与应对思考,面向主动应对人口老龄化的社会人文环境、感知装备与系统,以及超灵敏感知材料与器件,复旦大学老龄研究院教授申琦、复旦感知医工交叉技术创新研究中心副研究员王伟、复旦大学材料科学系教授李卓、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员王冉冉、上海交通大学感知科学与工程学院副教授金涵和复旦大学化学系教授邓勇辉分别作主题报告,另有多位长三角行业专家和来自上海各高校的师生参加圆桌讨论。

传感器技术是感知科技应对人口老龄化的最关键一环

复旦大学科研院院长、中国科学院院士彭慧胜在论坛致辞发言中指出,传感器涉及人们生活的各个方面,非常重要。一辆汽车里就包含300多个传感器。如何在传感器理论上取得重要的突破、使传感器的应用形成新质生产力,需要科学界和产业界的共同努力。他认为,“无论是基础科学研究还是应用型研究都十分重要。一方面,我们注重类似沃森和克里克发现DNA双螺旋结构这样能解决重大科学问题、开创新学科的原创性基础研究;另一方面,我们也十分重视类似图灵做出图灵机、催生电脑和信息科技革命这种重大的、能带来革命性产业效益的原创性技术创新。而传感器正是能将这两者很有效地结合起来的突破点。”

彭慧胜院士还借DNA双螺旋发明者之一克里克的话“对于一个真正的科学家,批评比友谊更加重要”指出,希望我们的学术会议和学术交流能够多一些有效的批评和批判,大家能从批评开始,逐步建立更好的友谊。

人文与科技结合服务中国式养老

申琦教授在主题为“中国式养老与技术向善”的报告中指出,随着社会步入中重度老龄化,银发经济、智慧养老等议题不仅已成为政策层面的关注焦点,更是社会发展的必然趋势。面对挑战与机遇并存的新时代,需要从数字遗民、数字移民与数字原住民的视角出发,对老龄社会治理进行新思考。这其中可能涉及到“数字诱捕”、“数字藩篱”、技术遗忘、年龄歧视、人机边界、算法风险等多个层面,需要创新治理思路与策略,不断优化与完善中国式养老服务,为老年人创造一个更加自信、友好、从容、安全、便捷的数字技术环境。这不仅是对老年群体的关怀,更是对整个社会的负责,是实现老龄化社会可持续发展的必由之路。

结合当前形形色色的人体生理指标监测,通过各种传感器产生了大量的多模态感知数据,王伟副研究员在主题为“面向主动健康感知的人工智能算法”的报告中,探讨了如何通过先进的机器学习技术和大数据分析,实现对个体健康状况的实时监测、预警与个性化干预。他阐述了算法如何在通过传感器,尤其是气体传感器收集并分析大量生理数据、行为习惯等多维度信息的基础上,智能识别健康风险、提前预测潜在疾病,从而为用户提供定制化的健康管理建议和预防性医疗措施,推动从被动治疗向主动健康管理的模式转变。

柔性传感、驱动材料是构建兼具感知、运算、控制、执行功能的闭环智能系统的关键材料,在军事、医疗、运动、娱乐等领域具有广阔的应用前景。李卓教授在主题为“基于高分子复合材料的柔性可穿戴传感器”的报告中介绍,柔性传感器可以与人体无缝融合,在医疗保健、疾病诊断和人机界面领域具有巨大潜力。但柔性传感器的实际应用需要在传感材料和集成技术方面的创新,以确保在制备成柔性的同时,性能和可靠性与传统的刚性传感器一样出色。聚合物复合材料因其具有本征的机械柔顺性和电性能的可设计性和多功能性,已成为推动柔性传感器发展的重要材料。结合这些,李卓教授分享了自己所在的课题组在柔性传感技术方面的最新进展,包括基于电子隧穿机制的高灵敏度力学传感器、保障生理信号可持续采集的器件-皮肤界面材料,以及基于可拉伸及导电聚合物复合材料的柔性混合集成工艺。

王冉冉研究员在主题为“柔性传感器、驱动器及智能应用”的报告中,介绍了她在柔性敏感材料和传感器、柔性驱动材料和仿生软体机器人领域开展的研究工作,具体包括多自由度柔性应变传感器、互不干扰的温度/压力双功能传感器、具有长程和动态监测优势的柔性生物电电极、具有类皮肤应变硬化功能的抗疲劳自愈合离子皮肤,以及可根据环境实现动态伪装的仿变色龙软体机器人等,这些进展为智能化感知系统在许多领域的应用打下了较好的基础。

肿瘤早筛可有效实现癌症的早诊早治,进而显著提升患者的预后5年生存率,为癌症风险预警提供了一种非常具有前景的方法。金涵副教授在主题为“呼气式肿瘤无创早筛技术与仪器”的报告中,介绍了团队近年来在呼气式肿瘤早筛技术方面的研究成果,重点阐述了呼气式疾病早筛技术在应对人口老龄化过程中的应用、研究进展,以及该技术未来的发展趋势。

金属氧化物半导体气体传感器具有灵敏度高、成本低廉、可微型化、适于IC兼容制造等优点,可广泛应用于环境监测、智慧医学、国防安全等领域,同时也是物联网、智慧城市、智慧医疗必不可少的传感元件,但现有金属氧化物气体传感器难以满足高灵敏、高选择性和高可靠性气体的准确探测。邓勇辉教授在主题为“介孔金属氧化物半导体气敏材料及器件”的报告中介绍了其团队在解决上述气体传感器难题方面的研究思路和进展。他所带领的团队设计合成了高分子量的、富含sp2杂化碳的两亲性嵌段共聚物与无机前驱体进行共组装,发展了溶剂挥发诱导协同共组装方法和积碳支撑晶化策略,实现了具有高比表面积、高度晶化的大孔径介孔金属氧化物半导体材料的可控合成,创制了面向氢气、甲烷、VOCs、氮氧化物、硫化氢、一氧化碳、生物代谢气体的高灵敏检测的气体敏感材料,探究了其气敏性能与材料组成、微纳结构之间的关系,并在此基础上,开发了多种气体传感器原型机、工程样机和嗅觉机器人,实现了多项专利成果的转化,为高端气体传感器在智能化终端的集成与应用打下了一定的基础。

对科研成果全周期价值的充分挖掘有望反哺前沿研究

在圆桌讨论环节,结合现场科学家提出的部分前沿研究科研经费筹集难的问题,明达股权基金老总陈建中建议可以“以战养战”,通过对科研成果全周期各个环节价值的充分挖掘,考虑将一些暂时还不能应用到人身上的科研成果,或者暂时还不成熟的技术,应用于别的动物或其他场景,实现科研成果效益的更及时和更大程度转化。这需要一个市场化的机构来专门从事这方面的工作。站在一个投资人的角度,他表示希望能够长期跟随复旦大学化学系和上海市科创启明星协会开展一些具体的工作,相信从中能找到合适的投资项目。

据上海市科创启明星协会秘书长顾庆生在致辞中介绍,上海市科创启明星协会创建至今已经33年,团结和凝聚了广大启明星青年科技人才,为推进科技创新和创新人才队伍的建设、加快科技成果转化培养了一大批优秀拔尖的青年创新人才,也成就了众多顶尖科学家。启明星队伍里至今已产生25位院士,创造了一大批重要的科研成果,为上海乃至全国的科技创新和经济社会发展作出了积极的贡献。今年的启明星论坛还将安排“健康”和“数据大模型在城市建设中的应用”两个主题的讨论。

 



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