脑机接口、宇宙心跳、视觉算法……复旦青年聚焦未来科学

·介孔材料面世仅30年，但它综合了微孔材料与大孔材料的优点，合成原理和过程简单，产物丰富，在各领域有应用研究，是未来的流量密码。

·融合感知、预测和规划的端到端数据驱动解决方案会是未来自动驾驶的研究重点，并且基于神经渲染技术的仿真系统也会提升自动驾驶的智力。

2022复旦大学管理学院科创周系列论坛之“科创先锋论坛·未来力量”海报。

11月20日，在2022复旦大学管理学院科创周系列论坛之“科创先锋论坛·未来力量”上，六位青年科学家探讨未来科学的变革方向、实现路径，分享脉冲星、脑机接口、计算机视觉、介孔材料等研究。

未来流量密码介孔材料

介孔材料是一种孔径在2纳米到50纳米之间的多孔材料，其孔径介于微孔与大孔之间。复旦大学博士后、化学系青年副研究员刘玉普介绍，虽然介孔材料面世仅仅30年，但它综合了微孔材料与大孔材料很多优点，合成原理和过程简单，产物丰富，在各领域都有良好应用研究。例如介孔碳具有良好疏水性，孔道也大，可应用在环保中，吸附有机危害组分。

刘玉普研发的分子筛催化剂、介孔碳、介孔氧化硅空心球等技术在催化、环保、电子封装、绝热以及生物医药等领域实现了大范围放大生产。他认为介孔材料未来发展空间广阔，我国十大重点发展领域第一项就是新材料行业，不仅市场广阔，而且技术在国际上也处于领跑地位。介孔材料目前已有80亿美元市场，未来还会有千亿美元市值，“掌握了介孔材料就掌握了未来的流量密码。”

“我们对技术非常有信心，但是如何走向市场，如何让创业企业运行得更加流畅，甚至帮助我们跟外界或者下游企业进行对接，这都需要管理科学的赋能。”

自动驾驶的研究重点

对于一张图像来说，人工智能的视觉算法要回答两个基本感知问题，即What和Where。What是一个识别问题，Where是指在哪里。复旦大学大数据学院青年研究员、2021上海科技青年35人 引领计划获奖者张力表示，“如果粗略地框出物体的位置，就是一个比较经典的目标检测问题；如果用一个非常精细的像素集标明它的位置，这就是一个图像分割问题。如果我们能够回答这两个最基本的问题，基本上能够解决最根本的视觉感知问题。”

如何高效理解视觉数据是人工智能领域的核心所在，根据张力的研究报告，即使目标物体发生剧烈的形态、光照变化或者遮挡，人工智能系统也应该能够通精准的识别该物体。因此，“纯视觉” 对于汽车行业是一项非常重要的关键性技术，通过构建鸟瞰图特征空间，检测车周围的物体和绘制高精地图，实现预测、规划与控制等功能，从而推动了自动驾驶行业的飞速发展。“融合感知、预测和规划的端到端数据驱动解决方案会是未来自动驾驶的研究重点，并且基于神经渲染技术的仿真系统也会提升自动驾驶的智力。”

寻找“宇宙心跳”

脉冲星是旋转的中子星，因不断地发出电磁脉冲信号而得名。复旦大学计算机科学技术学院池明旻课题组博士后、国家天文台博士王珅围绕“心跳”关键词，科普脉冲星领域的研究。

脉冲星作为宇宙灯塔和时钟提供了重要的时空基准。王珅表示，研究脉冲星有两大前瞻性应用：脉冲星导航和脉冲星计时阵列。这两项应用能够帮助人类探索未知的位置信息以及地外文明。“作为时空的基准，脉冲星研究的水平代表了文明的心跳。”

以脉冲星为代表的射电天文研究对人工智能发展也起到了助推作用。脉冲星的研究一直是FAST（中国天眼）的重要研究方向之一。人类花了30年发现了1000颗脉冲星，而FAST从调试期开始的3年内已经发现了660余颗新的脉冲星。复旦大学、国家天文台和腾讯优图合作的“探星计划”基于FAST的巡天数据，自动搜索出22颗新脉冲星，实现了120倍的搜索提速。“对于人工智能，我的理解是希望少人工、多智能，目前少人工在AI搜索脉冲星方面已经相对成功了。”

柔性脑机接口链接未来

脑机接口作为元宇宙的终极链接方式备受关注。复旦大学光电研究院青年研究员、2022上海科技青年35人引领计划获奖者宋恩名，在其主要研究方向“柔性脑机接口”已取得多项代表性研究成果。

宋恩名所从事的领域涉及脑电信号采集，研究面向脑机接口应用的柔性电子系统，是最直接和脑组织相接触的领域。他介绍，植入式脑机接口的微电极阵列可以让高时空精度脑电传感成为可能，而大规模硅薄膜CMOS（互补金属氧化物半导体）晶体管可实现高密度脑电放大成像功能。其开发的柔性高密度前放皮层脑电微电极阵列，具有脑机接口的前端放大技术，对治疗相关脑部疾病治疗的有应用价值。宋恩名表示，目前团队的研究主要面向生物医学工程应用，智能可穿戴柔性电子已经产业化。团队研发了基于柔性微电极的深度“杨氏模量”探测器，实现了人体深度癌变组织的定位检测功能。他认为，脑机接口在未来有丰富的应用场景，并将逐渐形成脑科学产业，与其他学科互相交叉，成为新兴领域的热点专业。