集中医、儿童益智、家庭服务于一身的第六代机器人，比原装还要好用的抗感染人工韧带，防不法经销商“窜货”的商品流通信息追溯系统，给钢轨做体检的智能小车……下周二（7），第19届工博会将在国家会展中心（上海）举行，上海高校展区的亮点大家抢先看过来。

第六代机器人：逗娃当保姆做医生

既能逗娃，还能当保姆，又能当老中医……这样的机器人，是不是“萌翻”了？今年工博会，一款集中医机器人、儿童益智机器人和家庭服务智能机器人于一身的“睿豆”机器人即将展出。 在“睿豆”之前，复旦大学计算机科学技术学院机器人智能实验室已经“出生”过五代机器人，最新的“睿豆”在功能上集之前机器人之大成。

以家庭为工作场景，“睿豆”可以自主行走、及时报信，实现家庭安防，为可能出现的家庭火灾或煤气泄漏等隐患发出警报，帮助主人实现对家庭的远程监控；同时，它可以提供身份识别、智能家居、语音交流等家庭场景服务，参与儿童益智活动。

另外，“睿豆”通过望闻问切，还可以为中老年人提供中医辅助诊断，提供养生保健等建议。关于机器人中医功能的问世，机器人智能实验室主任张文强引述马云的话作为解释：“互联网10年后的机会是健康和快乐。研发中医机器人，恰好切中了前半部分。”同上海中医药大学合作，机器人智能实验室通过算法将中医诊断症状的标准量化，中医学的面诊、舌诊与脉诊都能由中医机器人实现，以中老年人为服务群体，机器人通过中医的望闻问切诊断慢性疾病。

抗感染人工韧带：比“原装”韧带还好用

韧带断了怎么办？随着国民生活水平提高，全民健身热潮兴起，也导致了运动损伤的增多，最为常见的就是膝关节前交叉韧带断裂，足球、篮球、滑雪等运动都有可能导致其发生。并且，由于膝关节的特殊性，前交叉韧带断裂很难自然恢复，韧带断裂后被吸收而消失。目前，韧带的手术修补多采用自体或异体韧带进行，存在着可取组织有限、强度不足等问题。

“后天的‘人工韧带’反而比‘原装’的自体或异体韧带更好用。”复旦大学附属华山医院教授、运动医学科主任陈世益这样说。

有可能吗？和自体或异体韧带相比，陈世益团队研发的抗感染人工韧带成功率高、恢复期短、独特功效。

“它的强度是自体韧带的两倍。自体韧带可承受2000牛顿的力，人工韧带可承受5000牛顿的力，是自体韧带的2.5倍。”陈世益介绍，人工韧带使用心理压力小，强度又高，训练恢复起来自然也更容易。“把肌肉整体感觉训练好，可以很快地重返运动。”正因此，足球、篮球、排球、越野等很多竞技领域的运动员受伤后都选择用人工韧带进行重建。

“抗感染”功能主要是针对临床随访中发现的术后容易出现滑膜炎等感染的现象而研制的。一方面，通过羟基磷灰石和丝蛋白诱导骨头和成纤维细胞生长，形成封闭腔，阻隔韧带与关节液交流，从而避免炎症的发生；另一方面，在人工韧带表面覆盖纳米银涂层，这样即使有细菌感染，不断释放的银离子也能杀菌消炎。

在没有使用人工韧带之前，陈世益也相信美国人的说法：人工韧带失败率高、效果差。而转机就发生在2004年LARS被引入中国。“刚好有个后交叉韧带断裂的病人，跟他讨论了多种手术方案之后，病人倾向选择人工韧带手术方案，希望能早日重返运动。”

这是全中国第一例人工韧带重建手术，效果到底怎么样？陈世益不免担心。术后两个月，照理病人该回院检查了，这位病人却没来。“打电话一问才知道，他竟然已经在爬黄山了！这远远超过我们原来所设想的，以往通常需要拄拐保护半年才能进行运动训练。”

这让陈世益一下子有了信心，开始进行人工韧带的研究。“十年随访下来，人工的比自体的还要好，虽然有失败，但重返运动的比例很高。”

从那之后，陈世益团队开始了自主人工韧带产品的研制。“最初的人工韧带是仿制国外做的；第二代就改良了，跟国外不一样了；第三代加入了很多生长的因子促进愈合；第四代我们发现，有时韧带植入身体里会发炎，那怎么样呢？抗感染的人工韧带就出来了。”就这样，不跟美国潮流，陈世益团队硬生生地走出了中国自己的人工韧带之路。

“我们基于中国特色做了大量临床研究，所以得到数据是符合中国人群、具有中国特色的。” 在产品的更新方面，未来也将迎来第五、第六、第七甚至更多代的人工韧带。“期待有一天，能做出媲美甚至超过原生韧带的人工韧带。像是基因改造了，能让人跳得更高、跑得更快。”

数字化“病理医生”：病理诊断“及时雨”

上海交大关新平教授团队研发的多维高分辨率数字病理扫描仪，不仅为进一步提高病理诊断的准确率和效率提供了可能，还打破了高端数字病理扫描技术的国际垄断。这位“交”字头数字化“病理医生”，为国内病理诊断带来了一场真正的“及时雨”。

病理诊断对肿瘤、炎症等各种疾病的诊断准确率可以高达95%以上，对疾病的诊断、治疗和预后的参考价值不言而喻。作为大型综合医院必不可少的关键科室，病理科负责整个医院的病理诊断任务，长期以来也面临着人才短缺，工作繁重的局面。

如何才能提高病理诊断的准确率和效率？数字化“病理医生”是传统病理医生的好帮手。该项目负责人、上海交大科学技术发展研究院常务副院长关新平介绍称，通过数字病理扫描仪将病理切片转化为全切片数字图像，并对超大容量数字病理图像进行数据存储、网络传输、实时阅览、智能分析以及远程诊断，数字化“病理医生”可以自动完成对焦探测、全局扫描，甚至自动装片等操作，并将高分辨显微病理图像通过电脑屏幕、移动终端等显示设备实现无级缩放、全局浏览，将病理医生从繁琐的显微镜操作和观察上解脱出来。

同时能够通过大型存储设备实现长期保存，通过网络传输实现异地实时阅览，实现远程诊断、专家会诊，有助于实现病理诊断多人校对和质量控制，实现专家资源的共享。 “而且病理图像的数字化，有利于以大数据为基础的深度学习在临床病理上开展，通过超大病理图像数据集、不断前进的人工智能技术，加速计算机辅助诊断的临床应用和推广。”

独一无二的身份码：商品坏了也能溯源

一个个小圆点，按一定方式印在商品包装盒上，它们包含了商品的类型、产地、日期等所有商品信息；通过流水线上的喷码设备给每件商品赋予独一无二的矩阵码标签，以便在商品流通过程中对商品进行实时跟踪、监控。这是同济电子与信息工程学院童美松教授团队自主研发的新颖商品流通信息追溯系统。

目前，商品信息的主要载体是二维码。但二维码在使用中容易遭遇破坏。只要其中有一小部分遭到破坏便无法读取其中信息，而不法经销商采取的窜货方法，正是人为破坏商品外包装上的二维码身份标识，使得生产企业无法查证商品的实际销售地区和窜货方。如果采用RFID（射频识别）技术全程跟踪产品流通过程，则成本过高，对利润微薄的快消商品并不适用。

童美松团队针对企业需求，创造性地提出了矩阵信息编解码方案用于商品信息追溯系统的设计。该方案的特点是低成本、防破坏、抗干扰、智能化（可通过互联网远程实时监控）。团队将数字编码信息映射到三维模型的局部区域，实现了对数据信息的植入、信息多维加密和反加密；并结合现代信息和无线射频通信技术，形成高效智能化的商品信息防伪与物流跟踪管控技术体系。智能小车，给钢轨做“体检” 在不久的将来，为保障列车安全运行而对钢轨进行的“健康体检”，也即将走向智能化。

由华东理工大学机械与动力工程学院易建军教授团队与上海航天控制技术研究所、挪威工程技术大学联手研制的“全自动超声波钢轨探伤车”，利用超声波探测技术，对钢轨运行状态进行实时监测，并通过深度学习，对钢轨的缺陷进行智能化诊断。

这种探伤小车不但体积小、成本低，更重要的是，可快速检车并精确判断钢轨的缺陷，为维修决策提供重要支撑。这种智能化探伤小车，也将亮相工博会高校展区。

在华东理工大学实验十楼里，两条约10米长的标准钢轨上，停放着一辆黄色探伤小车。这辆小车长约1.78米、高约1.6米，看似简洁却大有学问——据易建军介绍，小车由探伤系统、主控制系统、驱动系统、制动系统、供电系统、操纵系统等组成，而每个系统又由不同的模块组成，如探伤系统的超声波探轮是用来探测钢轨是否有裂纹以及裂纹深度、形状等，涂料喷头则是在探到裂纹后喷墨进行定位。

钢轨的健康情况直接关系到列车能否安全运行，这就需要经常对钢轨进行“体检”，而对钢轨的检查和维修，只能在铁路线路空闲的两三个小时“天窗”时段进行，因此必须高效、精准。开发一款高效、精准、低价、轻便的探伤小车势在必行。华东理工大学易建军教授团队用近两年时间研制的全自动超声波钢轨探伤小车，成本低、速度快，可化解探伤维修作业时间短和保证探伤周期的矛盾。

模块化设计，使探伤小车的装卸、维修和运输都更加便捷。易建军介绍说，探伤小车还具有无线传输、实时定位、远程操控等特点。他们通过高精尖的超声波探轮采集大量样本，再将这些样本进行深度学习算法处理，确定基于特征的规则，而这些规则一旦移植到计算机，即使通过不太精确的超声波探轮来“诊断”，同样可以得到精确的结果。

这款探伤小车的智能化，还体现在易建军团队搭建了超声波钢轨探伤云服务平台。“将超声波轨道探伤数据进行存储、分析及可视化显示，可以为轨道探伤的后续监控、维护、处理、追溯等提供平台云服务支持。”

其应用前景，“不仅可以对火车，地铁、轻轨、有轨电车等运行的轨道进行探伤，而且可拓展应用于其他类似的金属轨道、索道等的健康诊断，具有广阔的应用前景”。

百变机器手：本领不止端茶倒水

只需按下一个按钮，等待几分钟，就有机器人为你端来一杯水，而且还是温的，这听起来是否超有科技感？今年的工博会上，你大可前往华理展台亲自感受一下华东理工大学林砺宗教授带来的展品——六自由度机械手服务平台提供的便利。

乍一看，这个展品就是个约摸1米高的蓝色机器手臂，它共有六个关节。用一个类似放大版PSP游戏机的操控器便可以灵活控制它的每一个关节，而立在旁边的控制柜则为它提供了可靠的电力与数据传输支持。

这个机器手臂的本领可不只是端茶倒水。它的“手”有个通用的接口，是可以自由更换的，这就好像有的电吹风可以更换不同的吹头一样。换上不同的“手”，机器手臂就能实现不同的功能。上下料、打磨抛光、焊接、喷涂、检测、搬运、装配……这个机器手臂可谓可塑性强、扩展性好。

林砺宗研发这个可塑性强、扩展性好的机器手臂，实际上是要解决企业在生产线上应用机器人的痛点。

工厂的流水生产线上常常有一些简单而又机械的工作，比如机械加工时的上下料工序，工人要站在那里拿起一个部件放到机器上，待加工完后再把它拿下来，如此简单的拿上放下动作每天可能要重复成百上千次。这样的机械性工作其实完全可以用机器人来替代。企业也是心向往之。

在降低成本的同时将企业需求与机器人功能无缝对接，是林砺宗打造六自由度机械手服务平台的初衷。他要做的并不只是产品，而是根据客户需求度身定制一整套技术服务。