图源：Unsplash
30秒快读
1、他喜欢看金庸武侠小说，最欣赏乔峰，而他和乔峰独步武林一样，在心血管疾病领域的造诣海内外业界闻名。
2、这里是全球最大的单体全自动化码头，与世界其他码头相比，这里的自动化程度遥遥领先。
3、无论戴上口罩，还是捂住半边脸，新型人脸识别系统都能认出你。
科技创新的浪潮正在滚滚而来！
创新，是上海的基因，在年上海科技节启动之际，年度上海市科学技术奖名单也随之出炉，12位个人、项成果获得了不同奖项。
聚焦“科技抗疫、创新策源、长三角一体化、数字化、城市建设、科普宣传”等主题，这些“科技之星”具有重要影响力的创新成果在各自领域“开花”，突破了重点领域关键技术，取得了一系列实质性进展。
让我们走进上海市科技功臣获得者以及两项荣获上海市科技进步特等奖的项目，在科技创新的道路上，他们是如何剥开科学坚硬的“外壳”，让更多人读懂其中的味道。
01
生命通道的救“心”人
上海市科技功臣：葛均波（中医院心内科主任）
中科院院士、全国先进工作者、全国五一劳动奖章、白求恩奖章获得者、世界心脏联盟常务理事……葛均波有很多重量级头衔，能够担当得起这些沉甸甸的称号，不仅是他在重大心血管疾病诊疗器械研发和心血管急危重症救治体系建立等方面的杰出贡献，更重要的是他对病人、对家国始终满怀敬畏。
“医生就是敬畏生命、治病救人，没有什么比生命更重要。”研究了三十余年的“心”，葛均波最为倾心的称呼依然是“医生”。
偶然发现的“葛氏现象”
“葛老师喜欢看金庸武侠小说，他最欣赏的是乔峰。”医院心内科医生李晨光这样描述自己的老师，和乔峰独步武林一样，葛均波在心血管疾病领域的造诣在海内外业界闻名。
年，葛均波前往德国美因兹大学学习，后来被聘为德国Essen大学医学院心内科血管内超声室主任。
在国内外心内科领域，有一个医学名词叫“半月现象”，它的另一个名字叫“葛式现象”，这是葛均波在德国的一项重大发现。
那是一个普通的周末，葛均波在Essen大学医学院心内科实验室进行研究，忽然间，他“看见”了一名心肌桥患者血管内超声图像上低回声或无回声的半月形暗区。出于对科学工作的严谨，他找出了以前所有资料重新分析，结果发现每一名心肌桥患者的图像都存在相似的“半月现象”。
在此之前，由于心肌桥造成的冠状动脉缺血和冠心病造成的心肌缺血在表现上非常相似，但两者的治疗方法却截然不同，如何准确判别这两种疾病，一直是个难题，这一重大发现改变了对某些类型心绞痛的治疗措施，把心肌桥检出率从原来最高2.5%一下子提升到95%以上，成了业界公认的“金标准”，欧洲著名的心血管病专家把才30岁出头的葛均波称作“应用血管内超声检测心肌桥的先驱”。
牵挂着祖国医学事业的他，在年放弃了国外的一切，举家归国。
葛均波，图源：采访对象
屡创“首例”手术
国内首例冠状动脉“高频旋磨术”、国内首例“带膜支架植入术”治疗斑块破裂、国内首例经皮主动脉瓣置换术、上海市第一例切割球囊治疗冠心病……这些没有先例、伴随着高风险的“首例”手术都和葛均波紧密关联。
年10月，美国经导管心血管治疗会议位于华盛顿的主会场，第一次现场通过卫星直播医院心导管室的三个手术病例——室间隔缺损、冠脉支架内再狭窄和左主干慢性完全闭塞手术。
在外国同行们怀疑的目光中，葛均波镇定地完成了三台手术。冠脉慢性完全闭塞病变（CTO）是冠脉介入治疗领域的“最后堡垒”，传统的正向介入技术成功率仅为60%左右，葛均波在直播中创造性地用了“逆向导丝技术”，使手术成功率提升到90%以上。
据年中国CTO介入俱乐部数据库统计，例CTO病变采用该技术均顺利完成逆向导丝技术，成功率达%。现在，该技术已成为CTO治疗的三大常规术式之一。
年10月，葛均波又成功完成了国内首例经皮主动脉瓣膜置换术，为那些不能进行外科开胸手术的患者，特别是高龄患者带来了希望。
“一些风险非常大的手术，葛老师永远冲在第一个。”葛均波的第一个博士生、医院副院长钱菊英教授说。
葛均波，图源：采访对象
医学界的“发明家”
在多年的行医生涯中，葛均波发现，冠脉支架植入是目前冠心病最主要的治疗手段之一，但一个进口药物涂层支架的费用将近4万元，有些患者需要同时放几个支架。进口支架还有“后遗症”，当支架上的药物全部释放后，金属支架有可能引发炎症，甚至有可能死亡。
为打破国外垄断、费用贵的问题，葛均波带领团队扑在找材料和药物涂层技术上，主持研制出“国人用得起”的冠脉支架，显著降低国内冠脉支架价格，在全国多家医疗机构临床应用，获得年国家技术发明奖二等奖。
在此基础上，年，葛均波又成功创制我国首枚“可完全消失”的冠脉支架，该支架植入体内3～5年后会被完全降解吸收，血管结构和功能回复至自然状态。去年，该完全可降解支架通过国家审批上市。
在葛均波回国那一年，他发现，大量的心梗患者因院内外流程延误而丧失治疗时机。
如何缩短院内抢救的时间？钱菊英教授回忆说，医院申请了3台BP机，组建了抢救团队。只要有医院，3个BP机就会同时响起。无论何时何地，葛均波、放射医生、护士医院抢救患者。
不久之后，一个24小时抢救急性心梗患者的“绿色通道”在医院建立，这也是当时华东地区的第一条急性心肌梗死急诊介入救治“绿色通道”。
在葛均波的推动下，我国重大心血管疾病救治网络初具规模，倡导建立的“中国胸痛中心”“中国房颤中心”等以国家文件的形式得以确立。
不仅如此，葛均波等人还牵头打造胸痛中心建设示范区域，使胸痛中心走向全方位、全周期保障健康的“2.0时代”。
葛均波曾说：“我有一个梦想，医学核心技术掌握在国人手中。只有更多的临床医生参与创新，积累更多的关键核心技术和原始创新，健康中国战略的成功就越早一天到来！”
02
空无一人，却充满智慧
上海市科技进步特等奖：洋山四期自动化码头
在连接上海浦东与浙江舟山的跨海通道——东海大桥上，矗立着一块标志，上面写着“自动化码头”，这就是由上港集团尚东分公司运营的洋山四期超大型自动化集装箱码头。
去年12月，洋山四期码头开港三周年，它交出的成绩单是年吞吐量突破了万标准箱，年则是万标准箱，劳动生产率是传统码头的2.13倍。和世界其他自动化码头相比，遥遥领先。
之所以能实现这样的飞跃，最关键的是其自主研发的ITOS智能作业管控系统这个“大脑”运行稳定，洋山四期的智能化程度可见一斑。
“大脑”早已经计算好
在偌大的四期码头上，几乎看不见一个工作人员，几艘来自世界各地的大型货轮停泊在米长的岸线上，迎接他们的是一辆辆AGV小车和后方堆场上的全自动轨道吊，每艘货轮该停到哪个泊位、货物该卸到哪块堆场，甚至该放在第几层，“大脑”早已经计算好。
洋山四期码头，图源：采访对象
作为中国首个拥有“中国芯”的自动化码头，码头装卸作业采用“远程操控双小车集装箱桥吊+自动轨道吊+自动导引车（AGV）”的生产方案。
“大脑”就隐藏在中控塔里，这是运行中枢。上港集团技术中心主任黄秀松介绍说，面对大规模实时作业管控需求，超大型自动化集装箱码头智能作业管控系统感知、计算、交互、监控的数据必然大幅增加，协同控制的计算量呈几何级数上升。
“上港集团构建数据差异量化模型和相关算法，攻克了无人设备全域感知、多体协同、多活并发等核心技术，ITOS解决了作业时空多变、状态不确定导致设备协同难的关键问题，实现了系统与设备设施间海量数据处理动态协同与高效可靠，能力与效率均居全球自动化码头首位。”黄秀松说。
图源：采访对象
比如，货轮船期延误，原本定好的泊位出现空档，“大脑”不会让泊位“空等”，会进行精确计算，把这个泊位让给其他船，同时根据延误货轮的到港时间，安排新的泊位，既保证充分利用泊位，也保证每艘进港的船能顺利靠港卸货。
《IT时报》记者在现场看到，每一块堆场都堆放着不同高度的集装箱，有的放了三层，有的四层，最高可堆放到六层。这并不是杂乱无章的堆放，哪些集装箱要早些离港就要放在上层，晚些离港的集装箱放在下层，避免离港时出现“翻箱倒柜”的现象。
“过往的自动化码头操控系统，其计划与控制按不同原则分层分级单向传递，协同效率低，系统对自动化设备作业环境变化适应性弱、系统响应慢，制约了码头整体运营效率的提升。”黄秀松说。
洋山四期码头，图源：IT时报
码头工人因智能而变
作为全球最大的单体全自动化码头，洋山四期码头有7个泊位、21台吊桥，ITOS系统覆盖自动化码头全部环节，衔接上海港的各大数据信息平台，包括业务受理平台、集卡预约平台、数据分析平台、统一调度平台等；指令调度架构平台通过设备调度模块与协同过程控制系统，高效率组织码头现场生产。
洋山四期码头，图源：IT时报
岸上的桥吊从集装箱船上抓起一个集装箱，移动到码头后，在电脑的控制下，桥吊将集装箱放置到中转平台，中转平台的门架小车将集装箱稳稳抓起移动到已经在地面等候的AGV上，整个过程耗时不到2分钟。
码头上不断穿梭的AGV代替了原来的内集卡，这就像一条条“神经”，在6万多枚地面磁钉的引导下，载着集装箱开往目标箱区域。“根据磁钉位置可以准确找到这辆车的位置，并且根据预设好的规划路径高精度运作。”黄秀松说，无人驾驶、自动导航、路径优化、主动避障，还可以通过电池换电站内的换电机器人，6分钟为一台AGV完成一次换电。
在中控塔，工作人员的面前摆放着6个显示屏，分别起到作业数据显示、过程实时监控、设备状态监控、人机协同等作用，工作人员握着桌上的手柄，轻轻移动、按键，船侧的集装箱准确无误地被吊起、放下，这是整个流程中唯一需要人机协同的环节，因为考虑到作业效率因素，集装箱到仓位需要人工微调，精准地把集装箱放到目标位。
洋山四期码头“大脑”，图源：IT时报
工作人员是原来坐在60米高的桥吊上的码头工人，现在，他们可以坐在办公室里远程监控着码头上的每一个细节，按需进行人机协同。
“原来坐在狭小的桥吊上，环境不好，而且从高空往下看，要对准锁眼，没个一年半载很难练出来。”一位工作人员告诉《IT时报》记者，现在，通过电脑操控很快就能上手，从原来的每天卸～箱提升到了现在的～箱。
洋山四期码头的自动化“硬核力量”实现了我国智慧港口核心关键技术的自主化，据《IT时报》记者了解，预计到年，吞吐量突破万箱。
03
人脸识别“智商”又提升了
上海市科技进步特等奖：面向复杂场景的人物视觉理解技术及应用
支付、健康码、门禁、取快递……当越来越多的场景应用人脸识别，似乎很少能感受到它的“科技感”，它会进入“休眠”吗？
不会！因为有更多复杂的场景需要更聪明的人脸识别。
获得此次上海市科技进步特等奖的《面向复杂场景的人物视觉理解技术及应用》由上海交通大学特聘教授马利庄主持，这项历时近10年的研究构建了复杂场景下的人物视觉理解创新应用平台，让人脸识别在一些复杂场景中大有作为。
首创光线活体认证
从几十到几百、几百到几千、几千到上万新冠患者，封城、居家办公、线上教学……疫情彻底打乱了生活节奏，而改变得益于一个小小的健康码，逐步让生活恢复正常。
健康码蕴藏着怎样的奥秘？马利庄介绍，腾讯健康码应用了该项目的核心技术，用户登录验证时，需进行光线活体检测和人脸比对，通过后才能获得健康码，以此保障用户身份真实性，基于光线活体的远程身份核实是健康码的核心技术。
“以前活体认证需要用户做一些动作，现在用随机光线进行检测，用户不需要摇头、不需要动，只需对着屏幕就可以了，这也是国际首创的活体认证。”
图源：采访对象
截至年12月中旬，腾讯健康码累计亮码超亿人次，覆盖10亿人口。
在腾讯优图，进入门禁系统，不需要脱口罩，哪怕用手捂住半张脸，只要人脸录入过系统，也能被识别。《IT时报》记者在测试中看到，测试员戴上口罩或者用手捂住下半部分脸，系统都识别出了他。
“系统识别的是人脸上一些不变的特征，这也是这个项目的创新点之一，可以在戴口罩、复杂姿态、物体遮挡等环境下进行识别。”马利庄说，疫情期间，在一些特殊场所，如果人们不愿脱下口罩，也可以顺利通过。
目前，这个项目的一些关键技术18次刷新了世界纪录，在人脸检测、人脸检索、人体姿态估计等方面都达到了世界领先水平。
“大海捞针”比对更精准
如果说单个个体的识别相对比较简单，那么“大海捞针”式的比对则更考验人脸识别的“智商”。
以前，很少有银行支持远程开户，但微众银行等互联网银行就可以，微众银行的第一笔互联网银行放贷业务是一位出租司机通过远程人脸识别获得了3.5万元的贷款。
这也依托于项目组构建了国际首个在银行系统商用的人脸远程核身系统，这也意味着，人脸远程核身技术达到金融级的安全要求，目前通过率超过99%。
生物识别技术有很多种，要融合多元特征，例如脸部表情、声音、人脸特征，提高身份远程核身的可靠性和准确率。
在马利庄看来，人脸识别技术挑战与难点主要是图像的采集质量，其次是光照环境和姿态。
马利庄（右），图源：采访对象
“金融支付时，人会主动配合采集设备，图像质量和人脸姿态好，识别率可以达到99%。但很多时候，人脸会在不同的光照条件下，产生大的差异，姿态也各异；还有年龄跨度问题，随着年龄的增长，脸部也会发生变化。”马利庄说，项目组形成了全流程人物视觉理解技术体系，可以对人物行为和细粒度表情进行分析，也可以对密集人群中的人体姿态进行实时高精度分析。
跨年龄人脸识别技术也是项目组和腾讯优图合作的结果，在仅有几张婴幼儿阶段的模糊照片情况下，提取人身上不会改变的特征，毫秒级时间内便可完成千万级人脸检索，大大提高了走失人口匹配的精准度和速度，协助寻回15名被拐10年以上儿童。
跨年龄段识别是学术界的一大难题，尤其是对于在婴幼儿阶段就走失或被拐的孩子来说，变化更加大，这对算法模型和数据量都是极大的挑战。
依托海量数据，项目组从数据中学习人脸自然的跨年龄变化规律，提出基于DDL（分布式蒸馏学习法则）学习策略的正则化迁移学习策略，形成具有上千层复杂结构的深度神经网络模型，跨年龄识别精度提升至近96%。
对于未来人物视觉理解技术的发展方向，马利庄表示，面向复杂场景的人物视觉理解技术对于未来推动人工智能行业的发展、进一步加快智慧城市建设尤为重要，特别是服务机器人、融合人工智能的虚拟现实与增强现实技术将得到加速发展，成为万亿级新兴产业。
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80后撑起上海科技创新“一片天”
作为对特别重大的科学发现、技术发明或对经济发展、社会进步、生态文明等产生特别重大引领和支撑作用的科技创新成果最高规格的肯定，年度上海市科学技术奖获奖名单的出炉代表着在上海这片科创热土上，又诞生了一批“硬核”成果。
年一批优秀科技成果在抗击新冠疫情中发挥了积极有效的作用，组委会专门设立了“新冠疫情防控”评审组，“科技抗疫”也成了此次获奖项目中的“网红”，有19项和疫情相关的项目获得科技进步奖，获得科技进步奖特等奖的“面向复杂场景的人物视觉理解技术及应用”项目，研发国内首个健康码，覆盖10亿人口，为社会治理及疫情防控做出重大贡献；获得科技进步奖一等奖的“新型冠状病毒肺炎临床诊治和创新型技术的应急应用”，项医院张文宏组织市临床团队联合疾控完成上海首例病例病毒全基因测序，及时了解病毒生物学、致病机制、病程发展，实现本市新冠患者治疗成功率超99%，研究成果处于国际前沿，为精准防治肺炎重症化提供了科技支撑。
高校和企业站上了获奖台的“C位”，在年获奖项目牵头单位中，高校仍是核心主力，在全部获奖项目中占比39.4%，而企业牵头获得高等级奖项的数量也在增加，今年有10家企业作为高等级奖项的牵头单位，比年的6家有所上升，在一定程度上反映企业作为创新主体的作用趋于更加明显。
比如由上海联影医疗科技有限公司牵头的“面向重大传染性公共卫生突发事件的创新智能CT解决方案”获得科技进步奖一等奖，项目突破传统CT的场地限制，实现了无接触、大通量、高强度、低剂量的新冠肺炎筛查及诊断，极大降低了医患交叉感染的风险，大幅度提升了公共医疗卫生系统对传染性公共卫生突发事件的防控能力。
近几年来，上海持续加大对源头创新成果的奖励，基础研究类成果占比以及突出前瞻性的自然奖和突出原创性的发明奖综总数占比持续上升，年，基础研究类占比达9.7%，年上升至了17.1%，自然奖和发明奖总数占比从年的19.3%上升至了年的27.8%；一些高等级获奖项目更加注重突出“四个面向”，此次获得科技进步特等奖的两个项目都是面向经济主战场的典型代表。
值得一提的是，大多数获奖项目科研团队中以本土人才为主，中青年是骨干力量，年获奖成果第一完成人的年龄大多集中在40～60岁，有45个项目第一完成人是“80后”，年龄最小的是获得科技进步奖三等奖的“智慧水体管理服务系统关键技术与产业化应用”的第一完成人，上海华测导航技术股份有限公司的项目经理叶芳飞，年仅31岁。
“数字化”是未来科技和产业发展的主要趋势，这批优秀的技术成果将助力上海产业加快数字化转型，推动着城市的数字化建设。
下滑查看：图解年度上海市科学技术奖励
作者／IT时报记者潘少颖
编辑／挨踢妹
排版／黄建
图片／采访对象、上海市科学技术委员会、Unsplash
来源／《IT时报》