廣東
你可曾想過
可以用手機、電腦實時觀測海洋中
比一根頭發絲直徑的1/10
還要小的生物？
如何穿透渾濁的水域
監測水下的微米級目標
并捕捉微小生命的生態“密碼”？
清華大學深圳國際研究生院
蔡中華研究員、程雪岷副研究員團隊
“十年磨一劍”
將前沿光學技術與人工智能深度融合
打造出水下監測“透視眼”
用“光與智能”給出了答案
團隊在實驗室開展研究
監測水下的微米級目標
破解全球行業難題
水中的浮游生物暴發
可能導致水質變差、魚類死亡等
連鎖負面效應
看見水中的微小生物
有助于完整地獲取海洋生物數據和信息
制定量化標準
對微小生物實現原位監測
——即從傳統的采樣化驗
轉變為用設備進行“實況轉播”
對于海洋生態保護來說至關重要
監測水下的微米級目標
相當于看清
一根頭發絲直徑1/10大小的微小生物
這是一道全球行業難題
面對這一難題
蔡中華團隊決定迎難而上
“清華雄厚全面的工科基礎
是開展海洋前沿探索的重要優勢
深圳國際研究生院的交叉學科特色
也為開展研究提供了寶貴的土壤”
蔡中華團隊聯合海洋生態、先進制造
生物醫學工程、人工智能等多領域專家
以及其課題組博士后應軻臻等人
共同開展跨領域技術攻關
PlanktonScope系列設備（從左至右，從上至下：定點版、浮標版、水渠版、船載版、拖曳版）
在團隊的共同努力下
能實現浮游生物原位高頻連續監測的
浮游生物成像儀（PlanktonScope）問世
2019年
團隊通過技術轉化
孵化了深圳市綠洲光生物技術有限公司
公司后來成為深圳高新技術企業
將研究技術成果推向市場
更好地為社會服務
十年磨一劍
從采樣化驗到“實時直播”
這一突破性研究成果背后
是歷經十年的潛心磨礪
2011年
團隊開始構思設備設計、選擇技術路線
歷時三年原理系統方案初具雛形
2015年
開展樣機研發
2017年
樣機完成，取名為PlanktonScope
同年獲得國家重點研發計劃
“海洋環境安全保障”支持立項
2019年
完成PlanktonScope工業機的研制
2021年
作為國家重點研發計劃
“海洋環境安全保障”重點孵化項目
PlanktonScope商用機問世
具有高速成像、超高濁度成像等特征
全面實現批量生產
PlanktonScope在不同場景下的應用
如今，PlanktonScope的應用
早已不局限于深海領域
而是有效應用于多樣化水體監測場景
在水務、海洋、環保、核電等多個領域
都發揮著重要作用
可用于開展核電站冷源致災生物監測預警
海洋生態監測及災害生物預警
也成為水庫藻華現象、異味、毒素等問題的
有效“監督員”
目前擁有知識產權超過30項
并獲得深圳市技術發明獎
PlanktonScope在大亞灣海域投入使用，針對爆發的尖筆帽螺進行原位監測，成功獲取了該生物在大亞灣海域的時空分布信息
全球領先
為浮游生物監測領域樹立新標桿
2022年3月
依托PlanktonScope申報的
“海洋浮游生物監測傳感器的研制及系統優化”項目
通過科技部重點研發計劃項目綜合績效評價
設備面向國家重大戰略需求
適用于多樣化的應用場景
有效解決了
海洋生態監測預警大面積走航監測
長時序定點監測等
多類關鍵難題
海洋生態監測平臺界面
PlanktonScope成果鑒定為國際領先
與國外競品相比
其技術適用濁度超過20倍
觀測量提高30倍
識別效率提高40倍
識別最小尺寸達20微米
這不僅僅是對現有技術的突破
更為全球浮游生物監測領域
樹立了全新的標桿
面對每一次科研挑戰
團隊召之即來、來之能戰
“遇到再大的事兒，大家都愿意撲上去”
蔡中華說
“因為學院交叉學科多
老師們平時的互相交流也多
彼此清楚誰擅長什么
所以一旦有需要
大家隨時就能擼起袖子一起干
這種協作氛圍難能可貴”
更小！更準！
看見更多“看不見”
面向未來
團隊將以“更小”和“更準”為目標
——監測到的生物越來越小
數據越來越精準
團隊將進一步強化生態成像技術
以此“看到”更深更遠的距離
蔡中華接受央視采訪
蔡中華說
顯微鏡的發明
讓人類第一次看見了“看不見”的東西
并由此衍生了細胞生物學和微生物學
“發展生態成像技術也是一樣
就像在森林中既能看到樹木和枝葉
還能看到樹枝和樹葉的紋理
希望越來越多的人通過我們的技術
能看到更多微小的浮游動物和微藻
甚至其他更細小的生命
將海洋生態的‘顯微鏡’越做越精
就是這項研究的意義”
蔡中華團隊通過一次次突破
將“看見”的廣度和深度
拓寬到人類的未知邊界
每一次的突破
都不是研究的終點
而是探索水下世界的起點
未來，團隊將持續深入探索
推動人類與生命之源的永恒“對話”
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文|葉思佳
視頻|央視強國智造系列紀錄片《慧視深藍》
圖片|團隊提供
編輯|呂婷 王志雄
責編|苑潔
審核|劉蔚如 聶曉梅 林洲璐
排版|柳文熙
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