南京大學生多個項目獲全國創新創業大賽金獎

2019年11月16日 10:27:55 | 來源:南京日報

  打破國際壟斷、全方位無死角還原細胞細節的新一代顯微鏡;提取治沙“功臣”中的有效成分,用科技助力治沙扶貧……日前揭曉的第五屆中國“互聯網+”大學生創新創業的全國總決賽上,南京大學、南京航空航天大學、南京理工大學的多個項目獲得金獎。

  新一代顯微鏡打破國外壟斷

  “無死角”還原細胞細節

  觀察細胞通常需要染色標記,無法同時實現大視場、高分辨觀測,體積龐大、成本高昂,是當今顯微鏡存在的三大痛點。如何突破痛點,打破德日壟斷,研制出中國人自己的新一代顯微鏡?南理工電光學院的學生團隊研制出的新一代無透鏡全息顯微鏡CyteLive,將這一愿景變為現實。

  團隊負責人、電光學院博士研究生盧林芃介紹,由于細胞是無色透明的,所以通常需要將細胞染色標記再觀察。然而,這將損害甚至是殺死細胞,難以實現長時間連續觀測。

  團隊利用定量相位成像技術,使CyteLive可以在無需對細胞進行任何染色標記的前提下,實現長達數天的連續觀測,不僅細胞細節清晰可見,還能準確還原其三維影像,可謂“360度全方位無死角”。

  CyteLive拋棄了傳統顯微鏡的所有光學鏡頭,只保留了光源和傳感器。“它的體積僅有傳統顯微鏡的0.8%,可直接放在細胞培養箱里進行活細胞箱內觀察。”盧林芃介紹,CyteLive去除了復雜的機械調焦裝置,通過先進的計算成像算法,把樣品聚焦圖像“算”出來,借助自適應超分辨成像技術,成像分辨率可突破至像素尺寸的1/3,沒有物鏡卻可以實現20倍物鏡的成像水平。無透鏡成像技術造就了CyteLive超大的成像視場,單幅圖像高達一億像素,視場是傳統顯微鏡的200倍,可同時觀測10萬個血細胞。

  目前,CyteLive已應用于江蘇省人民醫院等多家醫院,解決了臨床疾病快速、準確檢測的難題。先聲藥業等多家知名醫藥公司,也在CyteLive的技術支撐下,改善了癌細胞耐藥性監測過程、提高了高通量藥物篩選效率。團隊已經與國內顯微鏡公司蘇州飛時曼合作,推出中國第一臺商業化數字全息顯微鏡,與國內顯微鏡龍頭企業江南永新簽訂了戰略合作協議。

  “治沙”甘草里提取有效成分

  助力精準扶貧

  提取治沙“功臣”甘草里的有效成分,發揮其治沙之外的藥用、保健功效,南京大學的“甘草全值化技術助力治沙扶貧”與解決世界治沙難題的“庫布其治沙模式”相結合,用科技的方式為扶貧獻上一份力。

  曾被稱為“死亡之海”的庫布其沙漠是中國第七大沙漠。30年前,這里風沙肆虐、寸草不生,幾代億利人憑著百折不撓、堅守創新的精神,治理沙漠910多萬畝,同時帶動庫布其及周邊群眾10.2萬人脫貧致富。

  “億利人在治理庫布其沙漠過程中種植了大量的甘草,而我們在研究中發現提取了甘草里面含有的有效物質。”項目負責人、南大2014屆博士生楊永安介紹,通過研究,他們發現了甘草中的G941物質。

  他介紹,G941具有3個功能。第一是藥用價值,它具有很好的治療肝病的作用;其次,它本身是一個高甜度的天然甜味劑,一公斤相當于一噸的白糖,既沒有糖分、又沒有熱量的它,是一種非常健康的食品添加劑,適用于血糖偏高或正在健身、減肥的人群;第三,它具有很好的解毒抗過敏的作用。

  “我們團隊用了差不多1年的時間才判斷出它的結構,其后又用了很多年的時間才將成果嫁接到治沙產業中去,做成具有高附加值的系列產品,例如食品、化妝品、藥物等。”楊永安說,目前,團隊和內蒙古的一家上市公司合作,由G941物質生產出的甜味劑已經獲得生產許可證,正在量產。“如果治沙的甘草能夠產生效益,這對于精準扶貧來說,具有很大的意義。”

  飛機裝配用上高精度機器人

  項目落地江北新區

  鉆孔、鉚接過程還依靠人工進行,國內工業機器人精度不高,鉆孔過程中的傳統工藝對制孔質量產生影響……這一系列困擾工業制造多年的難題,在來自南京航空航天大學的“航空航天制造高精度機器人智能裝備”項目中得到了解答。

  “我們這個項目就是一系列高精度的機器人智能裝備。飛機的裝配過程中,鉆孔和鉚接過程非常重要,這兩項占總工作量的60%。但是在這樣大需求的情況下,國內還是以人工為主,而國外比如美國,最先進的四代機的裝配就已經廣泛使用機器人進行自動化鉆孔過程。我們這項技術就是利用機器人來實現這些過程,可以解放人工、提高精度和質量。”項目負責人、南航機電學院的博士研究生李宇飛介紹。

  據了解,這種“高精度機器人智能裝備”具有機器人精度補償、自適應的智能工藝和雙級氣動緩沖結構三大創新點。可以在鉆孔和鉚接的過程中,通過外加的傳感器或者是一些多維度感知的方法,讓機器人自動調節參數變化,再通過精度補償技術提升機作業精度。同時鉆孔和鉚接過程中產生的震動會被雙級氣動緩沖結構吸收掉,讓鉆孔和鉚接的過程更加穩定和精確。

  “目前,我們國家的大負載工業機器人精度都不高。同時,國外的那些精度高的機器人對我們國家是禁售的。我們這項技術的產業化,相當于打破了一個這樣的局面。”李宇飛說,目前該項目已經落地南京江北新區,是全國第一個將這項技術產業化的團隊。

快乐12出号最多的