2020年度上海科技獎揭曉_風聞

這裏是

圖源：Unsplash

30秒快讀

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他喜歡看金庸武俠小説，最欣賞喬峯，而他和喬峯獨步武林一樣，在心血管疾病領域的造詣海內外業界聞名。

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這裏是全球最大的單體全自動化碼頭，與世界其他碼頭相比，這裏的自動化程度遙遙領先。

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無論戴上口罩，還是捂住半邊臉，新型人臉識別系統都能認出你。

科技創新的浪潮正在滾滾而來！

創新，是上海的基因，在2021年上海科技節啓動之際，2020年度上海市科學技術獎名單也隨之出爐，12位個人、269項成果獲得了不同獎項。

聚焦“科技抗疫、創新策源、長三角一體化、數字化、城市建設、科普宣傳”等主題，這些“科技之星”具有重要影響力的創新成果在各自領域“開花”，突破了重點領域關鍵技術，取得了一系列實質性進展。

讓我們走進上海市科技功臣獲得者以及兩項榮獲上海市科技進步特等獎的項目，在科技創新的道路上，他們是如何剝開科學堅硬的“外殼”，讓更多人讀懂其中的味道。

01

生命通道的救“心”人

2020

上海

科技獎

上海市科技功臣：葛均波（中國科學院院士 中山醫院心內科主任）

中科院院士、全國先進工作者、全國五一勞動獎章、白求恩獎章獲得者、世界心臟聯盟常務理事……葛均波有很多重量級頭銜，能夠擔當得起這些沉甸甸的稱號，不僅是他在重大心血管疾病診療器械研發和心血管急危重症救治體系建立等方面的傑出貢獻，更重要的是他對病人、對家國始終滿懷敬畏。

“醫生就是敬畏生命、治病救人，沒有什麼比生命更重要。”研究了三十餘年的“心”，葛均波最為傾心的稱呼依然是“醫生”。

偶然發現的“葛氏現象”

“葛老師喜歡看金庸武俠小説，他最欣賞的是喬峯。”中山醫院心內科醫生李晨光這樣描述自己的老師，和喬峯獨步武林一樣，葛均波在心血管疾病領域的造詣在海內外業界聞名。

1990年，葛均波前往德國美因茲大學學習，後來被聘為德國Essen大學醫學院心內科血管內超聲室主任。

在國內外心內科領域，有一個醫學名詞叫“半月現象”，它的另一個名字叫“葛式現象”，這是葛均波在德國的一項重大發現。

那是一個普通的週末，葛均波在Essen大學醫學院心內科實驗室進行研究，忽然間，他“看見”了一名心肌橋患者血管內超聲圖像上低迴聲或無回聲的半月形暗區。出於對科學工作的嚴謹，他找出了以前所有資料重新分析，結果發現每一名心肌橋患者的圖像都存在相似的“半月現象”。

在此之前，由於心肌橋造成的冠狀動脈缺血和冠心病造成的心肌缺血在表現上非常相似，但兩者的治療方法卻截然不同，如何準確判別這兩種疾病，一直是個難題，這一重大發現改變了對某些類型心絞痛的治療措施，把心肌橋檢出率從原來最高2.5%一下子提升到95%以上，成了業界公認的“金標準”，歐洲著名的心血管病專家把才30歲出頭的葛均波稱作“應用血管內超聲檢測心肌橋的先驅”。

牽掛着祖國醫學事業的他，在1999年放棄了國外的一切，舉家歸國。

葛均波，圖源：採訪對象

屢創“首例”手術

國內首例冠狀動脈“高頻旋磨術”、國內首例“帶膜支架植入術”治療斑塊破裂、國內首例經皮主動脈瓣置換術、上海市第一例切割球囊治療冠心病……這些沒有先例、伴隨着高風險的“首例”手術都和葛均波緊密關聯。

2005年10月，美國經導管心血管治療會議位於華盛頓的主會場，第一次現場通過衞星直播中山醫院心導管室的三個手術病例——室間隔缺損、冠脈支架內再狹窄和左主幹慢性完全閉塞手術。

在外國同行們懷疑的目光中，葛均波鎮定地完成了三台手術。冠脈慢性完全閉塞病變（CTO）是冠脈介入治療領域的“最後堡壘”，傳統的正向介入技術成功率僅為60%左右，葛均波在直播中創造性地用了“逆向導絲技術”，使手術成功率提升到90%以上。

據2019年中國CTO介入俱樂部數據庫統計，112例CTO病變採用該技術均順利完成逆向導絲技術，成功率達100%。現在，該技術已成為CTO治療的三大常規術式之一。

2010年10月，葛均波又成功完成了國內首例經皮主動脈瓣膜置換術，為那些不能進行外科開胸手術的患者，特別是高齡患者帶來了希望。

“一些風險非常大的手術，葛老師永遠衝在第一個。”葛均波的第一個博士生、中山醫院副院長錢菊英教授説。

葛均波，圖源：採訪對象

醫學界的“發明家”

在多年的行醫生涯中，葛均波發現，冠脈支架植入是目前冠心病最主要的治療手段之一，但一個進口藥物塗層支架的費用將近4萬元，有些患者需要同時放幾個支架。進口支架還有“後遺症”，當支架上的藥物全部釋放後，金屬支架有可能引發炎症，甚至有可能死亡。

為打破國外壟斷、費用貴的問題，葛均波帶領團隊撲在找材料和藥物塗層技術上，主持研製出“國人用得起”的冠脈支架，顯著降低國內冠脈支架價格，在全國900多家醫療機構臨牀應用，獲得2011年國家技術發明獎二等獎。

在此基礎上，2013年，葛均波又成功創制我國首枚“可完全消失”的冠脈支架，該支架植入體內3～5年後會被完全降解吸收，血管結構和功能回覆至自然狀態。去年，該完全可降解支架通過國家審批上市。

在葛均波回國那一年，他發現，大量的心梗患者因院內外流程延誤而喪失治療時機。

如何縮短院內搶救的時間？錢菊英教授回憶説，當時葛老師向醫院申請了3台BP機，組建了搶救團隊。只要有急性心梗患者送到醫院，3個BP機就會同時響起。無論何時何地，葛均波、放射醫生、護士會在第一時間趕到醫院搶救患者。

不久之後，一個24小時搶救急性心梗患者的“綠色通道”在中山醫院建立，這也是當時華東地區的第一條急性心肌梗死急診介入救治“綠色通道”。

在葛均波的推動下，我國重大心血管疾病救治網絡初具規模，倡導建立的“中國胸痛中心”“中國房顫中心”等以國家文件的形式得以確立。

不僅如此，葛均波等人還牽頭打造胸痛中心建設示範區域，使胸痛中心走向全方位、全週期保障健康的“2.0時代”。

葛均波曾説：“我有一個夢想，醫學核心技術掌握在國人手中。只有更多的臨牀醫生參與創新，積累更多的關鍵核心技術和原始創新，健康中國戰略的成功就越早一天到來！”

02

空無一人，卻充滿智慧

2020

上海

科技獎

上海市科技進步特等獎：洋山四期自動化碼頭

在連接上海浦東與浙江舟山的跨海通道——東海大橋上，矗立着一塊標誌，上面寫着“自動化碼頭”，這就是由上港集團尚東分公司運營的洋山四期超大型自動化集裝箱碼頭。

去年12月，洋山四期碼頭開港三週年，它交出的成績單是2020年吞吐量突破了420萬標準箱，2018年則是201萬標準箱，勞動生產率是傳統碼頭的2.13倍。和世界其他自動化碼頭相比，遙遙領先。

之所以能實現這樣的飛躍，最關鍵的是其自主研發的ITOS智能作業管控系統這個“大腦”運行穩定，洋山四期的智能化程度可見一斑。

“大腦”早已經計算好

在偌大的四期碼頭上，幾乎看不見一個工作人員，幾艘來自世界各地的大型貨輪停泊在2350米長的岸線上，迎接他們的是一輛輛AGV小車和後方堆場上的全自動軌道吊，每艘貨輪該停到哪個泊位、貨物該卸到哪塊堆場，甚至該放在第幾層，“大腦”早已經計算好。

洋山四期碼頭，圖源：採訪對象

作為中國首個擁有“中國芯”的自動化碼頭，碼頭裝卸作業採用“遠程操控雙小車集裝箱橋吊+自動軌道吊+自動導引車（AGV）”的生產方案。

“大腦”就隱藏在中控塔裏，這是運行中樞。上港集團技術中心主任黃秀松介紹説，面對大規模實時作業管控需求，超大型自動化集裝箱碼頭智能作業管控系統感知、計算、交互、監控的數據必然大幅增加，協同控制的計算量呈幾何級數上升。

“上港集團構建數據差異量化模型和相關算法，攻克了無人設備全域感知、多體協同、多活併發等核心技術， ITOS解決了作業時空多變、狀態不確定導致設備協同難的關鍵問題，實現了系統與設備設施間海量數據處理動態協同與高效可靠，能力與效率均居全球自動化碼頭首位。”黃秀松説。

圖源：採訪對象

比如，貨輪船期延誤，原本定好的泊位出現空檔，“大腦”不會讓泊位“空等”，會進行精確計算，把這個泊位讓給其他船，同時根據延誤貨輪的到港時間，安排新的泊位，既保證充分利用泊位，也保證每艘進港的船能順利靠港卸貨。

《IT時報》記者在現場看到，每一塊堆場都堆放着不同高度的集裝箱，有的放了三層，有的四層，最高可堆放到六層。這並不是雜亂無章的堆放，哪些集裝箱要早些離港就要放在上層，晚些離港的集裝箱放在下層，避免離港時出現“翻箱倒櫃”的現象。

“過往的自動化碼頭操控系統，其計劃與控制按不同原則分層分級單向傳遞，協同效率低，系統對自動化設備作業環境變化適應性弱、系統響應慢，制約了碼頭整體運營效率的提升。”黃秀松説。

洋山四期碼頭，圖源：IT時報

碼頭工人因智能而變

作為全球最大的單體全自動化碼頭，洋山四期碼頭有7個泊位、21台吊橋，ITOS系統覆蓋自動化碼頭全部環節，銜接上海港的各大數據信息平台，包括業務受理平台、集卡預約平台、數據分析平台、統一調度平台等；指令調度架構平台通過設備調度模塊與協同過程控制系統，高效率組織碼頭現場生產。

洋山四期碼頭，圖源：IT時報

岸上的橋吊從集裝箱船上抓起一個集裝箱，移動到碼頭後，在電腦的控制下，橋吊將集裝箱放置到中轉平台，中轉平台的門架小車將集裝箱穩穩抓起移動到已經在地面等候的AGV上，整個過程耗時不到2分鐘。

碼頭上不斷穿梭的AGV代替了原來的內集卡，這就像一條條“神經”，在6萬多枚地面磁釘的引導下，載着集裝箱開往目標箱區域。“根據磁釘位置可以準確找到這輛車的位置，並且根據預設好的規劃路徑高精度運作。”黃秀松説，無人駕駛、自動導航、路徑優化、主動避障，還可以通過電池換電站內的換電機器人，6分鐘為一台AGV完成一次換電。

在中控塔，工作人員的面前擺放着6個顯示屏，分別起到作業數據顯示、過程實時監控、設備狀態監控、人機協同等作用，工作人員握着桌上的手柄，輕輕移動、按鍵，船側的集裝箱準確無誤地被吊起、放下，這是整個流程中唯一需要人機協同的環節，因為考慮到作業效率因素，集裝箱到倉位需要人工微調，精準地把集裝箱放到目標位。

洋山四期碼頭“大腦”，圖源：IT時報

工作人員是原來坐在60米高的橋吊上的碼頭工人，現在，他們可以坐在辦公室裏遠程監控着碼頭上的每一個細節，按需進行人機協同。

“原來坐在狹小的橋吊上，環境不好，而且從高空往下看，要對準鎖眼，沒個一年半載很難練出來。”一位工作人員告訴《IT時報》記者，現在，通過電腦操控很快就能上手，從原來的每天卸300～400箱提升到了現在的500～600箱。

洋山四期碼頭的自動化“硬核力量”實現了我國智慧港口核心關鍵技術的自主化，據《IT時報》記者瞭解，預計到2022年，吞吐量突破600萬箱。

03

人臉識別“智商”又提升了

2020

上海

科技獎

上海市科技進步特等獎：面向複雜場景的人物視覺理解技術及應用

支付、健康碼、門禁、取快遞……當越來越多的場景應用人臉識別，似乎很少能感受到它的“科技感”，它會進入“休眠”嗎？

不會！因為有更多複雜的場景需要更聰明的人臉識別。

獲得此次上海市科技進步特等獎的《面向複雜場景的人物視覺理解技術及應用》由上海交通大學特聘教授****馬利莊主持，這項歷時近10年的研究構建了複雜場景下的人物視覺理解創新應用平台，讓人臉識別在一些複雜場景中大有作為。

首創光線活體認證

從幾十到幾百、幾百到幾千、幾千到上萬新冠患者，封城、居家辦公、線上教學……疫情徹底打亂了生活節奏，而改變得益於一個小小的健康碼，逐步讓生活恢復正常。

健康碼藴藏着怎樣的奧秘？馬利莊介紹，騰訊健康碼應用了該項目的核心技術，用户登錄驗證時，需進行光線活體檢測和人臉比對，通過後才能獲得健康碼，以此保障用户身份真實性，基於光線活體的遠程身份核實是健康碼的核心技術。

“以前活體認證需要用户做一些動作，現在用隨機光線進行檢測，用户不需要搖頭、不需要動，只需對着屏幕就可以了，這也是國際首創的活體認證。”

圖源：採訪對象

截至2020年12月中旬，騰訊健康碼累計亮碼超200億人次，覆蓋10億人口。

在騰訊優圖，進入門禁系統，不需要脱口罩，哪怕用手捂住半張臉，只要人臉錄入過系統，也能被識別。《IT時報》記者在測試中看到，測試員戴上口罩或者用手捂住下半部分臉，系統都識別出了他。

“系統識別的是人臉上一些不變的特徵，這也是這個項目的創新點之一，可以在戴口罩、複雜姿態、物體遮擋等環境下進行識別。”馬利莊説，疫情期間，在一些特殊場所，如果人們不願脱下口罩，也可以順利通過。

目前，這個項目的一些關鍵技術18次刷新了世界紀錄，在人臉檢測、人臉檢索、人體姿態估計等方面都達到了世界領先水平。

“大海撈針”比對更精準

如果説單個個體的識別相對比較簡單，那麼“大海撈針”式的比對則更考驗人臉識別的“智商”。

以前，很少有銀行支持遠程開户，但微眾銀行等互聯網銀行就可以，微眾銀行的第一筆互聯網銀行放貸業務是一位出租司機通過遠程人臉識別獲得了3.5萬元的貸款。

這也依託於項目組構建了國際首個在銀行系統商用的人臉遠程核身系統，這也意味着，人臉遠程核身技術達到金融級的安全要求，目前通過率超過99%。

生物識別技術有很多種，要融合多元特徵，例如臉部表情、聲音、人臉特徵，提高身份遠程核身的可靠性和準確率。

在馬利莊看來，人臉識別技術挑戰與難點主要是圖像的採集質量，其次是光照環境和姿態。

馬利莊（右），圖源：採訪對象

“金融支付時，人會主動配合採集設備，圖像質量和人臉姿態好，識別率可以達到99%。但****很多時候，人臉會在不同的光照條件下，產生大的差異，姿態也各異；還有年齡跨度問題，隨着年齡的增長，臉部也會發生變化。”馬利莊説，項目組形成了全流程人物視覺理解技術體系，可以對人物行為和細粒度表情進行分析，也可以對密集人羣中的人體姿態進行實時高精度分析。

跨年齡人臉識別技術也是項目組和騰訊優圖合作的結果，在僅有幾張嬰幼兒階段的模糊照片情況下，提取人身上不會改變的特徵，毫秒級時間內便可完成千萬級人臉檢索，大大提高了走失人口匹配的精準度和速度，協助尋回15名被拐10年以上兒童。

跨年齡段識別是學術界的一大難題，尤其是對於在嬰幼兒階段就走失或被拐的孩子來説，變化更加大，這對算法模型和數據量都是極大的挑戰。

依託海量數據，項目組從數據中學習人臉自然的跨年齡變化規律，提出基於DDL（分佈式蒸餾學習法則）學習策略的正則化遷移學習策略，形成具有上千層複雜結構的深度神經網絡模型，跨年齡識別精度提升至近96%。

對於未來人物視覺理解技術的發展方向，馬利莊表示，面向複雜場景的人物視覺理解技術對於未來推動人工智能行業的發展、進一步加快智慧城市建設尤為重要，特別是服務機器人、融合人工智能的虛擬現實與增強現實技術將得到加速發展，成為萬億級新興產業。

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80後撐起上海科技創新“一片天”

作為對特別重大的科學發現、技術發明或對經濟發展、社會進步、生態文明等產生特別重大引領和支撐作用的科技創新成果最高規格的肯定，2020年度上海市科學技術獎獲獎名單的出爐代表着在上海這片科創熱土上，又誕生了一批“硬核”成果。

2020年一批優秀科技成果在抗擊新冠疫情中發揮了積極有效的作用，組委會專門設立了“新冠疫情防控”評審組，“科技抗疫”也成了此次獲獎項目中的“網紅”，有19項和疫情相關的項目獲得科技進步獎，獲得科技進步獎特等獎的“面向複雜場景的人物視覺理解技術及應用”項目，研發國內首個健康碼，覆蓋10億人口，為社會治理及疫情防控做出重大貢獻；獲得科技進步獎一等獎的“新型冠狀病毒肺炎臨牀診治和創新型技術的應急應用”，項目第一完成人華山醫院張文宏組織市臨牀團隊聯合疾控完成上海首例病例病毒全基因測序，及時瞭解病毒生物學、致病機制、病程發展，實現本市新冠患者治療成功率超99%，研究成果處於國際前沿，為精準防治肺炎重症化提供了科技支撐。

高校和企業站上了獲獎台的“C位”，在2020年獲獎項目牽頭單位中，高校仍是核心主力，在全部獲獎項目中佔比39.4%，而企業牽頭獲得高等級獎項的數量也在增加，今年有10家企業作為高等級獎項的牽頭單位，比2019年的6家有所上升，在一定程度上反映企業作為創新主體的作用趨於更加明顯。

比如由上海聯影醫療科技有限公司牽頭的“面向重大傳染性公共衞生突發事件的創新智能CT解決方案”獲得科技進步獎一等獎，項目突破傳統CT的場地限制，實現了無接觸、大通量、高強度、低劑量的新冠肺炎篩查及診斷，極大降低了醫患交叉感染的風險，大幅度提升了公共醫療衞生系統對傳染性公共衞生突發事件的防控能力。

近幾年來，上海持續加大對源頭創新成果的獎勵，基礎研究類成果佔比以及突出前瞻性的自然獎和突出原創性的發明獎綜總數佔比持續上升，2018年，基礎研究類佔比達9.7%，2020年上升至了17.1%，自然獎和發明獎總數佔比從2018年的19.3%上升至了2020年的27.8%；一些高等級獲獎項目更加註重突出“四個面向”，此次獲得科技進步特等獎的兩個項目都是面向經濟主戰場的典型代表。

值得一提的是，大多數獲獎項目科研團隊中以本土人才為主，中青年是骨幹力量，2020年獲獎成果第一完成人的年齡大多集中在40～60歲，有45個項目第一完成人是“80後”，年齡最小的是獲得科技進步獎三等獎的“智慧水體管理服務系統關鍵技術與產業化應用”的第一完成人，上海華測導航技術股份有限公司的項目經理葉芳飛，年僅31歲。

“數字化”是未來科技和產業發展的主要趨勢，這批優秀的技術成果將助力上海產業加快數字化轉型，推動着城市的數字化建設。 

下滑查看：圖解2020年度上海市科學技術獎勵

作者／IT時報記者  潘少穎

編輯／挨踢妹 

排版／黃建

圖片／採訪對象、上海市科學技術委員會、Unsplash

來源／《IT時報》公眾號vittimes