加快重大项目“开花结果” 姑苏实验室立足材料科技领域国家战略需求推动科技成果转化

□苏报记者 张晓亮

联合其他各类企业研发机构、科研机构、高校开展协同攻关，共申报各级各类纵向项目10余项，获批科技部项目3项；固态纳米孔DNA测序仪项目荣获首届全国颠覆性技术创新大赛总决赛优胜奖；3D视觉芯片、分子束外延设备等7个项目成果获专家一致认可，获评重大创新成果姑苏实验室成立以来，立足材料科技领域国家战略需求，依托区域产业优势，快速聚焦电子信息、先进材料、能源环境、装备制造等战略主航道，迅速汇聚起一批海内外产学研的科研优势力量，积极打造材料领域国家战略科技力量，履行高水平科技自立自强的使命担当。

如今，不少项目成果已经开始转化落地，逐步产生社会经济效益，展现出顶天立地的前沿科技。

颠覆性技术有望重塑产业链

DNA是生命的基础，对DNA的研究推动着生命科学基础研究与医疗健康应用的发展，而测序是最强大的DNA研究手段。近期，国家发改委发布《十四五生物经济发展规划》，就基因测序技术明确提出，开展前沿生物技术创新，加快发展高通量基因测序技术。

目前市场主流的二代测序具有读长短、耗时长、国外先发垄断等痛点。姑苏实验室G2112项目团队基于微纳加工工艺批量制造低至3nm直径的纳米孔，当DNA链穿过纳米孔时，通过检测所引起的电流变化而实现测序，具备长度长、速度快、耗时短、成本低等优势，核心技术完全自主研发。

固态纳米孔测序仪的问世，有望重塑整个测序产业链，对行业产生深远影响。今年3月，由科技部主办的首届全国颠覆性技术创新大赛落下帷幕，姑苏实验室G2112项目固态纳米孔DNA测序仪，从全国2724个项目中脱颖而出，经过领域赛、总决赛层层选拔，荣获大赛最高奖项总决赛优胜奖（36个）。

目前，我们已经开发了2台测序仪样机，未来我们还将不断完善升级，并通过与医院、高校院所合作，积累临床经验，逐步推向一线市场。姑苏实验室G2112项目负责人胡岚说，基因测序市场前景广阔。除了测序仪，我们还利用新一代基因测序技术，只检测DNA的一段，针对肿瘤早筛和伴随诊断、孕妇产前无创诊断、新冠病毒快检等多个领域，计划年内推出相应的检测仪，目前都在做样机。以新冠病毒快检为例，我们的检测仪，可以10分钟内完成快检，准确率达99%。

从电子信息中来，到生命健康中去，这是我们的使命。胡岚表示，今年下半年，项目还将进一步扩容团队力量，引进大数据、系统集成等方面的人才，加快推向市场步伐。

3D眼睛精准识别青少年脊柱侧弯

脊柱侧弯是我国青少年排名前三的高发疾病，是一种三维畸形疾病。

过去，脊柱侧弯需要经验丰富的医生，通过手摸、量角器测量等传统方式诊断。在海南省澄迈县，医护人员利用光学三维人体脊柱测量系统对中小学生进行大规模脊柱侧弯筛查。方式十分简单对青少年后背拍摄3D照片，具有智能化、高精度、快速等特点。

这项技术来自姑苏实验室三维智能视觉芯片与系统项目。我们的精度现在可以达到用上千万个点以上的高精度3D图像采集，是现有3D重建技术中最高的，可与国外垄断产品相媲美。三维智能视觉芯片与系统项目负责人王旭光博士说，今年，面向脊柱侧弯应用范围方面将扩大到国内数个省市。

该项目的应用场景还有很多。在工业自动化领域，项目技术赋予机器人三维的眼睛和大脑，根据观察到的目标的轮廓形状、距离等，计算和识别三维信息，最终控制机器人运动。依靠完全自主可控的技术，目前已与国内一家大型物流企业合作，在码垛、打包、拆包等方面实现机器换人，大幅降低物流成本。在汽车制造领域，可以精准抓取、搬运非标准、异形零件，还可检查产品划痕、突起等缺陷。

据介绍，项目预计总投资1.9亿元，规划四年。项目60人团队，其成员由完整的科学家和工程化团队组成，有十几位海归博士和各级人才荣誉。项目跨学科交叉，打通了从底层的MEMS工艺制造、器件设计、精密光学模组集成、高精度三维视觉重建与融合算法，到高性能低功耗的集成电路设计的全链条技术。

今年预计我们将实现产值达数千万元，比去年增长三至五倍。我们的物联网技术，将带动、赋能更多产业。王旭光说，例如，做元宇宙的第一步，就需要产生3D数字图像，与我们的项目技术息息相关，未来大有可为。

电子鼻嗅出毒气闻出胃病

一款研发中的电子鼻产品，在去年底第三方机构检测中，实现5秒内对甲醛、硫化氢等九种有害气体百分之百精准识别。

这项成果源自姑苏实验室G2119项目基于纳米气体传感器的人工嗅觉平台。项目负责人孙旭辉教授说，正如人类的嗅觉主要依靠嗅觉细胞，我们的电子鼻，基于微纳加工技术，通过很多微型传感器集成阵列，对不同的气体形成不同的响应图案，最终实现快速精准辨别。

看似简单的过程，却涉及挑战难度大的交叉学科，包括材料、人工智能算法等多个领域。在一年时间里，该项目已申请2项发明专利，并参与国家相关重点研发计划。目前，已开发100多种气敏材料。

孙旭辉说，项目针对新一代人工智能技术从智能感知到智能认知的发展趋势，努力推动传感智能化、低功耗、小体积、高集成，产品开发面向公共安全、环境监测、健康医疗等应用场景。对复杂气体场景，如化工园区危化品、大气环境进行监测；面向新能源汽车电池可能存在的安全隐患，通过识别气体进行及时预警；酒精含量检测功能，可集成在智能手表中，提醒人们不能酒后驾车。

人体排出的气体包含很多信息。孙旭辉说，值得一提的是，电子鼻还可以应用于日常人体健康跟踪和疾病早期诊断。目前项目团队已与相关医院合作，采集多名胃部疾病的患者的口气，并进行分析，为胃病乃至胃癌的早期诊断提供有价值的参考。此外，针对现在流行的健身、减肥中的有氧运动，通过检测呼气中的丙酮，来判断燃脂效果。

借助姑苏实验室平台优势，我们在人才招聘、企业交流互动、资源共享、技术共享等方面，都获得了很好的支持。孙旭辉说。该项目有望实现我国在人工嗅觉领域的产业的技术领先优势，产生巨大的社会经济效益，并且有助于提高我国在MEMS气体传感领域的国际地位，推动人工嗅觉的应用发展。