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“创新知行荟”介绍浮游生物原位成像仪

时间:2019-08-19  来源:创客学院 文本大小:【 |  | 】  【打印

  8月18日,高端科普活动“创新知行荟”在南山书城举行,活动由南山区科协与中科创客学院主办、深圳市中科钜弘文化有限公司承办。本次活动中,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“深圳先进院”)李剑平博士首次展出了海洋浮游生物原位成像仪工程样机,并介绍了未来基于生态浮标的海洋环境智能监测技术。

  据悉,以往科研人员需要通过海水采样,在实验室内操作显微镜,通过肉眼观察,从而对浮游生物进行研究和监测。这种方法不仅费时费力,还会因为采样、运输等环节,破坏其原始形态。

  深圳先进院光电工程技术中心团队利用光学成像技术,把传统显微镜“搬到”水下,研发了一种可在水下拍照的浮游生物原位成像仪。相比传统方法,利用这种仪器获取浮游生物信息的时空分辨率更高,观测时间尺度更长,可以更准确实时地得到其生物丰度、种类、迁徙等信息。

  李剑平告诉记者,要给浮游生物“拍照”并不容易:它们“个头小”,形状多变,监测中还有可能拍到海水气泡、海雪等类似生物,此外,仪器还要能经得住海水环境的考验、抵得过海洋生物的附着……

  针对这些难点,深圳先进院首先设计开发了新型水下高分辨率、大视野彩色光学成像系统,并通过开发内嵌的预处理算法,实现浮游生物个体原始高清图像的获取和冗余信息去除。此外,团队还引入基于深度学习的机器算法,通过多任务学习和深层联合网络优化等技术,最终提高系统的自动化程度和准确性。该团队还将建立我国近海大规模多种类浮游生物图像数据库,实现浮游生物的高精度监测及灾害预警。

  该项目除浮游生物成像仪之外,还将研发叶绿素a、化学需氧量COD、生化需氧量BOD、营养盐、二氧化碳等新型近海水质传感器,并将最终集成到浮标平台。“所有传感器的数据都将通过无线网络,发送到云端的数据中心,研究人员足不出户,就可通过手机等客户端实时了解浮标所处海区的水质情况,还可以查询追踪长期观测的历史数据。”李剑平介绍道。

  “创新知行荟”活动通过邀请国际科技前沿领域的专家学者围绕机器人、人工智能、大数据、生物医药、高端医疗影像产业、脑科学、新材料新能源等战略新兴产业进行分享,通过专题演讲、圆桌对话、成果展示等形式,向广大市民传递最新科研与产业进展。

李剑平博士在活动现场作主题演讲

小朋友用显微镜观察深圳大鹏海域打捞的浮游生物