肉眼不可見(jiàn)的新冠病毒被繪上色彩還原形態(tài)、測(cè)溫機(jī)器人“阿荼”把住健康防線、機(jī)械臂代替人力精準(zhǔn)測(cè)核酸……今年4月25日,清華大學(xué)將迎來(lái)110周年校慶。從3月初至校慶當(dāng)天,清華將以分主題系列直播的方式介紹學(xué)校的方方面面,在3月1日下午的校慶系列首場(chǎng)直播中,鏡頭對(duì)準(zhǔn)了參與“科技抗疫“的清華人,他們以現(xiàn)場(chǎng)演示的方式,各顯神通,亮出絕活兒,分享抗疫故事與科研人生。
繪圖填色 新冠病毒露真容
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員李賽的辦公桌上擺著一張照片:他戴著紙制生日帽,捧著造型奇特的蛋糕——潔白的奶油上,倒插著紅黃相間的脆筒,明顯不是市面上常見(jiàn)的創(chuàng)意。在37歲的生日宴上收到學(xué)生送來(lái)的這個(gè)禮物,李賽用了“驚喜“一詞形容當(dāng)時(shí)的感受,因?yàn)樗撵`感藍(lán)本就是團(tuán)隊(duì)最輝煌的成果:新冠病毒的形象。
李賽在進(jìn)行新冠病毒結(jié)構(gòu)的科普講解。清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心供圖
生命科學(xué)專業(yè)的師生內(nèi)部流傳著一句話“結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)”,去年年初,新冠疫情來(lái)襲,李賽團(tuán)隊(duì)迅速將“繪圖”提上了日程,與病毒賽跑。“人們對(duì)自己看不見(jiàn)的東西總是會(huì)掉以輕心,只有盡快將新冠病毒真實(shí)、完整、清晰地呈現(xiàn)給世界,讓大家看到它的駭人形象,才會(huì)讓更多人重視起來(lái)。”李賽這樣描述課題立項(xiàng)的初心。
7個(gè)人只用了100天,這支平均年齡不到28歲的課題組成為世界上第一個(gè)解析出完整新冠病毒真實(shí)結(jié)構(gòu)的科研團(tuán)隊(duì)。在為病毒3D影像配色的時(shí)候,團(tuán)隊(duì)將病毒內(nèi)核染成了陽(yáng)光黃,表面的三種刺突蛋白被染成了紅色、粉色和橙色,整體偏暖,讓人過(guò)目難忘。李賽說(shuō),“不論以什么樣的方式來(lái)做病毒的顏色,最終的目的就是給人留下印象,起到科普教育的目的。“
察覺(jué)喜怒 AI監(jiān)測(cè)人類情緒
對(duì)準(zhǔn)電腦,抓取表情,屏幕上蹦出一個(gè)黃色卡通臉,它不喜不悲,代表此人心情為“平靜“……這是清華大學(xué)心理學(xué)系彭凱平團(tuán)隊(duì)研發(fā)的AI工具,能夠?qū)崟r(shí)呈現(xiàn)受測(cè)者的真實(shí)情緒。
疫情不僅威脅了人們的身體健康,同時(shí)也影響著群體的心理狀況。清華大學(xué)心理學(xué)系牽手多家機(jī)構(gòu)和單位,啟動(dòng)了“抗擊疫情,心理援助”緊急公益項(xiàng)目——召集23位心理學(xué)家、186位督導(dǎo)、3453名志愿者和2836名助理,開(kāi)展了全球最大的一次心理學(xué)干預(yù)工作,為廣大一線醫(yī)護(hù)工作者和民眾開(kāi)展線上社會(huì)心理科普、提供一對(duì)一的心理輔導(dǎo)。彭凱平介紹,他們希望用現(xiàn)代科技的方法觀測(cè)心理的波動(dòng),特別是借助人工智能、大數(shù)據(jù)去開(kāi)發(fā)心理測(cè)量工具,提高人群行為和心理的免疫功能,使其保持積極樂(lè)觀的心態(tài)。
把守門戶 小“阿荼“有大本領(lǐng)
去年起,清華校園入駐了一批特殊的成員,它們有一米多高,身材纖秀,通體白色,不管是進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室、圖書館還是宿舍、食堂,同學(xué)們都要主動(dòng)去“打招呼“,把校園卡放入感應(yīng)區(qū),等待清亮的女聲瞬時(shí)報(bào)出實(shí)時(shí)體溫。
劉辛軍團(tuán)隊(duì)和測(cè)溫機(jī)器人‘‘阿荼’’。清華大學(xué)機(jī)械系供圖
這個(gè)機(jī)器人小名“阿荼“,是由清華機(jī)械系劉辛軍團(tuán)隊(duì)研發(fā)的,萌萌的小名大有來(lái)歷,據(jù)劉辛軍介紹,團(tuán)隊(duì)希望體溫篩查在室外完成,把病原體擋在門外。在中國(guó)民間傳說(shuō)中,門神有兩個(gè),一個(gè)叫神荼,一個(gè)叫郁壘,給它起名“阿荼”,就是希望它充當(dāng)保護(hù)神,照看健康的門戶。
雖然“阿荼”的研發(fā)只花了106天,優(yōu)點(diǎn)卻很明顯,跟目前市面上測(cè)溫設(shè)備有區(qū)別:第一就是測(cè)溫準(zhǔn)確,精度能達(dá)到0.2度。第二就是將身份識(shí)別和體溫測(cè)量結(jié)合起來(lái),便于疫情防控中的軌跡追蹤。現(xiàn)在,小“阿荼”已經(jīng)從清華園出發(fā),在各地疫情防控一線盡忠職守。
解放人力 機(jī)械臂采樣顯身手
一輛其貌不揚(yáng)的大黃車,功能不是載人或者運(yùn)物,而是充當(dāng)了核酸檢測(cè)的移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室,在今年的央視春晚和元宵晚會(huì)中,它親臨現(xiàn)場(chǎng),給晚會(huì)的工作人員提供保障。這輛車上,機(jī)械臂是最重要的部件之一,它全程擔(dān)負(fù)起了采樣任務(wù)。
醫(yī)護(hù)人員是疫情中最忙碌的群體,尤其在核酸采樣環(huán)節(jié),需要大量的人手,清華大學(xué)機(jī)械系汪家道團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這一機(jī)械臂,正是出于解放人力的目的。
咬住筒型裝置、稍作靜止,“大黃車”上的小窗會(huì)緩緩打開(kāi),機(jī)械臂徑直插入檢測(cè)者口中,力度均勻地左右探過(guò),迅速收攏,咽拭子采樣全程不到2分鐘。
“速度”是科研攻關(guān)中的硬骨頭,初始版本中,機(jī)械臂采樣需要長(zhǎng)達(dá)6分鐘到8分鐘,如何在保證安全性的前提下縮短時(shí)間,實(shí)現(xiàn)快速采集,是汪家道團(tuán)隊(duì)要集中解決的問(wèn)題,如今,這一過(guò)程耗時(shí)不到2分鐘,相比人工采樣,方便快捷。