南理工量子点薄膜团队在做实验。通讯员 楠黎萱摄
第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛总决赛近日落下帷幕，从人工智能、芯片技术到无人驾驶、智慧环保，南京大学、东南大学、南京航空航天大学、南京理工大学、南京邮电大学均有项目斩获金奖。本届大赛以“我敢闯、我会创”为主题，自启动以来，共有来自117个国家和地区、4186所学校的147万个项目、631万人报名参赛，其中世界100强的大学中有一半以上报名，大赛的质量与含金量再创历史新高。
A湖里有多少生物？取瓶水就能知道
只要一瓶矿泉水的量，就可以测出水中有多少生物。南京大学的“eDNA精准生物监测与生态健康诊断”项目让生物多样性检测变得十分简单，此次大赛上，该项目斩获金奖。
联合国生物多样性报告调查显示，全球有超过22%的已知物种濒临灭绝，生物多样性下降严重影响人类生存和发展。为了遏制鱼类多样性下降，我国还在今年被迫实施了规模最大的长江十年禁渔。
“生物监测是物种多样性保护的基础，没有监测，一切都无从谈起。”项目负责人、南京大学环境学院杨江华博士解释，eDNA是指生物遗留在环境介质中的DNA，只要生物在环境中生活过，那么它们就一定会留下生存的痕迹eDNA。
该校生态毒理与健康风险团队在国家重大科技研发专项的资助下，历时7年研发了新一代eDNA精准生物监测技术，打破传统以生物个体为主的监测模式，另辟蹊径，从生物最本质的遗传物质入手，通过环境基因检测，快速、准确地识别环境中的各类生物组成，实现生物监测的数字化、智能化和自动化，准确性提高50%，工作量下降90%，效率提高300%。
“传统的监测方法非常繁琐，比如，要知道湖里有多少鱼类，就需要先下网将鱼捕上岸，而要想了解湖里面的底栖动物就更麻烦，需要先打捞底泥，再从泥里面把生物一个个挑选出，最后请专家进行辨识，不仅耗时，准确率还低。‘eDNA精准生物监测与生态健康诊断’只需要一杯水、一坨泥等生物生活的介质，即可借助基因检测分析环境中的生物组成。”杨江华说。
该技术作为国家“水专项”重大技术突破之一，并得到生态环境管理专家的高度认可，已经在江苏、河南、广东、陕西、云南、河北、山东、浙江、广西等多个省份开展应用，累计分析超过10万个环境样本。2020年该团队还与南京市政府共同构建扬子江生态文明创新中心生态健康平台，并协助全国多家监测中心筹建环境DNA生物多样性精准监测实验室，推动新技术在全国快速推广应用，支撑我国的生态环境监测与管理决策，维护国家生物安全，助力生态大保护。
B“粒子超人”可直达肿瘤内部，打击癌细胞
由智能机器人将“粒子”送达肿瘤内部，对癌症细胞进行精准打击，技术国际领先。来自东南大学医学院的“粒子超人——全球首创多脏器肿瘤粒子介入机器人”项目在本次大赛中获得金奖。
“该粒子是指碘—125放射性粒子，它的大小只有‘4.8毫米×0.8毫米’。”项目指导老师、东南大学陆建老师介绍，粒子介入机器人通过多模态影像的导航，清晰地“看到”人体内部的组织和结构，人工智能机器人则代替了医生的手，将粒子植入到肿瘤内部。“这样不仅可以解决粒子填装和精准穿刺的难题，突破介入内放疗的剂量学瓶颈，还可减少或避免患者和医生受到放射辐射。”
该技术目前已经广泛应用于肝癌、肺癌、淋巴结转移等恶性肿瘤治疗，具有疗效好、创伤小等特点。
据介绍，粒子治疗恶性肿瘤在美国应用较早，我国虽然起步较晚，但近年来异军突起，每年接受粒子治疗的肿瘤患者已达数万例。东南大学附属中大医院介入与血管外科是国内粒子治疗的领军单位，早在2003年就自主研发了创新性的粒子支架系统，奠定了粒子介入机器人的研发基础。在2018年国家重大科研仪器研制项目和2019年国家重点研发计划变革性技术关键科学问题的支撑下，这项粒子机器人的研究正式启航。
截至目前，研发团队在粒子介入机器人领域突破了术前手术规划、术中精度控制，以及医生患者辐射防护3大难点。
值得一提的是，这款机器人系统由沉浸式驾驶舱、导航系统、穿刺执行机构及AI治疗计划系统共同构成，医生有望在手术室外，甚至利用5G网络在千里之外坐在驾驶舱内身临其境地操作机器人去完成手术。
“这一机器人技术代表了未来介入医学的崭新模式，有望创造巨大的社会效益和经济效益，造福人民。”陆建说。
C无人机可空中变形，动态精准起降
可空中自主变形、动态精准起降，南京航空航天大学“韬讯航空—新型特种共轴无人机创领者”项目实现了无人机的多项重大技术突破，达到业界领先水平，在此次大赛中获得金奖。
“南航直升机专业全国唯一，我们依托该专业通过对共轴控制机构、旋翼动力学及飞行控制方法的创新优化，实现了电动旋翼无人机续航、载重、抗风、体积及噪音等关键指标的全面提升。”南航博士生、项目研发人员之一、韬讯航空科技公司副总经理郭述臻介绍。
该团队研发的无人机续航时间60分钟以上，飞行半径可达20公里~25公里范围，载重30公斤以上，抗风能力6~7级，性能均优于市场同类产品。公司还开发了折叠版、车载版等产品。“譬如说高速公路事故大面积堵车，交警车辆无法及时到达事故点，就可以通过我们的车载无人机第一时间掌控现场，疏导交通。”他举例，同时，通过与火箭发射、空间对接等相关技术的巧妙融合，实现了无人机空中自主变形、动态精准起降等重大技术突破，并达到了业界领先水平。
郭述臻介绍，他们的无人机属于工业级，应用于应急搜救、自然灾害监测、农业、采矿、城市规划、个人交通等，市场份额千亿级甚至万亿级，是一片蓝海市场。5年前，他和同是南航飞行器设计专业的博士葛讯等5人组成创业团队，闯入这个新兴市场。目前国内有500多家工业级无人机厂商，具有自主研发能力的仅20多家，韬讯是其中一家。2018年公司获2000余万元风险投资，建成3600平米研发生产基地，拥有30余项核心专利技术授权，已通过国家高新企业认定，产品现已进入批量化生产阶段。
D用上这种新材料，显示器画质更高价格更便宜
显示器在我们的生活中扮演着重要角色，目前显示行业正从第二代液晶显示迈向第三代高清柔性显示。QLED，即量子点显示屏，是一种主流的第三代显示技术，不仅画面更加真实、显示更加清晰、色彩更加鲜艳，同时功耗更低。来自南京理工大学团队的“中盛嘉材：新型商用级量子点薄膜领跑者”项目在此次大赛中获得金奖。
“发光层量子点薄膜是显示屏最核心的部件，直接决定了显示效果。”项目负责人、南理工2018级直博生陈嘉伟介绍，目前市面上常用的以镉基为原料的量子点薄膜制备工艺复杂，且面临环境问题的挑战，已被欧盟禁用。在这样的背景下，他们推出了首批钙钛矿量子点薄膜。
在制备钙钛矿量子点薄膜过程中，他们面临着工艺复杂、稳定性差等难题。“我们团队首创了易操作、低成本的‘室温析晶合成技术’，打破了30年来经典方法中阻碍量子点量产的3个必需，突破了量子点难以在室温开放环境下生产的难题，还首创了核壳结构包覆技术等独家配方，使量子点的稳定性大幅提升，解决了钙钛矿量子点难以商业化等难题。”陈嘉伟介绍。
团队还进一步优化生产流程，将传统工序必需的10大流程缩短到6道工序。团队从材料购买到薄膜制备，均使用国产设备，可以真正实现从材料到设备无阻力国产化生产，使薄膜成本降低50%以上。
经TCL供货商南通维怡公司的测试，产品使用寿命相较行业标准提升一倍。据京东的权威出货报告显示，使用该团队产品组装的显示屏画质更清晰，色彩更鲜艳，不仅达到了市场显示屏显示效果的最优级别，同时价格降低了20%以上。
“目前量子点市场规模正处于快速上升的状态，市场容量巨大，仅显示领域市场需求就已达百亿级别，可以说市场前景非常广阔。”陈嘉伟介绍，团队已经注册成立南京中盛嘉材科技有限公司，落户江北新区中山科技园进行自主生产。公司位于产业链的中上游，目前的目标客户为京东方、TCL等大型面板显示企业，每年可为依托单位国家首批工信部重点实验室提供数十人次实习岗位并提供就业指导，将带动数百人就业。
融媒体记者 谈洁 通讯员 唐瑭 王伟 崔玉萌
实习生 余心言 周婷 李政
