制造“饿死”肿瘤的纳米机器人；通过穿戴式的头盔提高大脑记忆力并调控异常情绪；迅速精确地检测出导致疾病的基因突变；将与地球擦肩而过的小天体“抓”回地球，开发利用其资源……提出这些想法的中国科学家说，这并非科幻，通过努力可以让它们一步步实现。

中国鼓励青年科研人员脑洞大开，畅想具有颠覆性的未来技术，从而提升自主创新能力，加大先进科技成果转化，激发社会各界自主创新意识、创新思维和预见能力。

参赛选手在“率先杯”未来技术创新大赛上介绍自己的设计概念。/中科院深圳先进技术研究院供图

近日，由中央军委科技委发起、中国科学院主办、深圳市政府支持、中国科学院深圳先进技术研究院承办的第一届“率先杯”未来技术创新大赛落下帷幕，共有30个项目获得优胜。

比赛过程中，科研人员既有天马行空的未来科技畅想，也针对当前中国面临的技术瓶颈提出了独创性的解决途径。

地掩天蚀：

揭秘太阳风起源

在本次大赛中，参赛项目“地掩天蚀——揭秘太阳风起源”位列优胜项目名单上。

该负责人青促会会员罗冰显博士介绍，这是一个关于日冕观测的构想。在自然条件下，只有出现日食的时候才能观测日冕，而日食较少发生。利用人工设计的仪器——日冕仪进行观测，又受到日冕仪光学系统中的杂散光等多种影响，日冕观测能力受限。该项目提出新设想，借鉴月亮遮挡太阳形成日食，进而能观测到日冕的原理，提出地球也能作为遮挡物，可以将望远镜放在太阳和地球连线的远端进行日冕观测。经计算，该观测点离地球约140万公里，位于日地第二拉格朗日点附近。

项目目前正在进行工程化方面的深入论证，倘能实行，有望为科学家们解开日冕加热这个2012年被《科学》杂志评为八大未解天文之谜之一的难题助力，也能服务于空间环境保障。

DNA纳米机器人：

用“雷达”定位肿瘤再“饿死”它

恶性肿瘤是危害人类健康的一大杀手。肿瘤的血管系统与肿瘤的生长、侵袭及转移密切相关。通过阻塞肿瘤血管的营养和氧气输运从而“饿死”肿瘤的治疗思路，目前已广泛应用于肝癌等恶性肿瘤的物理介入治疗。但是，该方法在疗效和安全性方面仍面临较大局限性。

参赛选手在“率先杯”未来技术创新大赛上展示作品。 /中科院深圳先进技术研究院供图

血液中的凝血酶是机体凝血系统的一种关键酶，能够快速高效地诱导血栓形成。如果将凝血酶作为特定的“货物”装载在纳米机器人内部，靶向运输并精确释放至肿瘤血管，诱导凝血产生血栓，就可以通过栓塞肿瘤达到高效抑制肿瘤生长和转移的目的。

根据该设想，由国家纳米科学中心研究院、科技处处长聂广军带领的团队研发了基于超分子自组装的DNA纳米机器人，用于活体运输凝血酶进行肿瘤治疗。

聂广军团队用DNA折纸技术（NDA origami）制造出世界上第一个智能抗癌的纳米机器人，通过自组装将“货物”凝血酶包裹在分子机器的内部空腔，使其与外界隔绝处于非活性状态。纳米机器人两端装有“雷达”核酸适配体，提供靶向识别和定位功能。当DNA纳米机器人到达肿瘤血管时，纳米机器人上的“锁”识别特异性标志物并发生结构变化，使得“锁”从闭合状态变为开启模式，整个纳米机器人由管状结构打开变为平面结构，暴露出隐藏在内部的凝血酶进而实现诱导栓塞的功能，这样就能够精准、快速地切断肿瘤组织血液供应，从而“饿死”肿瘤。

在细胞和活体水平的验证结果显示，这种DNA纳米机器人可以实现凝血酶在活体内的精准运输和定点栓塞，对包括乳腺原位肿瘤、黑色素瘤、卵巢皮下移植瘤和原发肺部肿瘤在内的多种肿瘤都有良好的治疗效果。

“超脑增强系统”：

戴头盔缓解焦虑紧张情绪

中国科学家正在研发一种穿戴式头盔，希望通过监测、调控脑电波，并结合人工智能算法，实现可反馈调控的人脑功能辅助增强技术。

穿戴式脑功能调控头盔

这个由中国科学院深圳先进技术研究院副研究员蔚鹏飞团队所进行的研究位列“率先杯”30个优胜项目之一。

据蔚鹏飞介绍，这一名为“超脑增强系统”的穿戴式脑功能调控头盔是基于近年来出现的无创式脑刺激调控技术，其原理是：通过柔性电极传感器，识别脑电波在大脑执行不同任务时的变化，再通过电极组合释放微弱的电流脉冲刺激，可以到达大脑的特定区域，改变脑电波的活动，调控大脑神经元细胞的活跃状态。

蔚鹏飞说，这项技术未来有望应用于特种人员的技能训练和学习记忆能力的快速提升，高压力环境所致的焦虑紧张情绪的干预和缓解等。在医疗领域，这项技术有望对儿童多动症、抑郁症、老年痴呆、失语症、帕金森病等功能异常、肢体运动障碍、认知障碍进行干预。

“因为脑组织非常复杂，这项技术要先对大脑进行计算机仿真建模，然后确定要刺激的目标区域和参数，再用电极对相关的区域进行电流刺激，从而达到干预和调控的效果。”蔚鹏飞说，这种头盔还利用人工智能算法实时读取大脑活动状态，匹配、推荐刺激参数，以实现精准的个性化调控。

“通过实验研究，我们解析出了与注意认知、情绪调控、焦虑、毒瘾发作、压力及癫痫等脑功能障碍相关的特定脑区，希望未来能够对这些特定脑区实施有效的干预。”蔚鹏飞说。

目前，研究团队已经实现了第一代穿戴式头盔原型机的研制，可以实施对皮层脑电波的反馈调控。第二代设备正在研制中，希望实现更深脑区的无创刺激。

他们还将与一些医院开展合作，针对自闭症、精神分裂症、儿童多动症等患者开展临床测试。

“摘星”计划：

将近地小天体“抓”回地球

中国科学家提出一项大胆“摘星”计划：将与地球擦肩而过甚至对地球产生威胁的近地小天体“抓”回地球，并对其上的资源开发利用。

李明涛团队设想用这样的飞行器捕捉小行星。

中国科学院国家空间科学中心系统仿真与论证技术研究室研究员李明涛带着这个听起来很科幻的想法参加了“率先杯”未来技术创新大赛，并入围决赛。

李明涛团队设想给近地小天体装上发动机，插上“飞翔的翅膀”，使其安全进入地球轨道上空；给小天体穿上“拉风”的防热减速外套，使其安全着陆无人区，从而实现“摘星”计划。

李明涛说，“摘星”计划必须突破几大关键技术：首先是如何发现合适目标。越小的天体越难发现，只有当它们飞到地球附近，地面上的望远镜才能发现。李明涛与中国航天科技集团钱学森空间技术实验室正在开展合作，设想发射数颗卫星到类金星轨道组成一个星座，用于小天体搜索和光谱测量，希望发现90%的10米级小天体，从中选取最合适目标。

李明涛团队设想捕捉小天体的概念图。

其次是任务规划和操控平台设计，怎样设计轨道、如何往返、怎样捕获小天体、并精确控制它的轨迹等等，都需要详细规划。

李明涛认为最难的是小天体进入大气层后的防护和控制，如何设计防热减速装置，并让它的速度从12.5公里/秒降到140米/秒，最后安全着陆在指定的无人区。

他的团队设想用充气防热减速套，实现防热、减速、承载等功能。这个套子在发射时可收拢到直径5米，到太空后充气展开可达20米。在其帮助下，小天体无须降落伞和火箭反推制动即可着陆地面。

李明涛团队设计为小天体装上防热减速套。/受访者供图

目前，李明涛团队已初步瞄准了一个目标——2014 HB177。这是一颗距地球一两亿公里远、直径约6.4米、几百吨重的小行星。目前科学家还不清楚它的主要成分，需通过观测和光谱分析才能确定。据李明涛测算，大约在2029年发射捕捉器捕捉它，2034年可带回地球。

专家观点

激发创新热情加快创新成果转化应用

中国科学院副院长相里斌说，本次大赛是在加快建设创新型国家的时代背景下举办的，旨在搭建军民融合的颠覆性前沿科技创新创意展示平台、转化引导平台和对接交易平台，激发创新热情，加快创新成果转化应用。

他说，参赛选手来源多元、项目涉及领域广泛，许多创新型企业和有创新思维的青年才俊积极应赛，通过这个平台，创新思维碰撞出新的火花，创新人才得到了充分历练，一批优秀的团队和创新成果脱颖而出。

在大赛同时举办的高峰论坛上，中国科学院科技战略咨询研究院院长潘教峰指出，中国要找准科技创新的突破口，着力解决高质量发展面临的七大紧迫问题，包括：能源资源问题、产业结构问题、农业现代化问题、人口健康与老龄化问题、生态环境与城市化问题、空天海洋拓展问题以及新安全问题。

他说，这七大问题对相关领域的研究提出了迫切需求。中国应制定重要领域科技发展路线图，制定产业和技术发展路线图，突破瓶颈制约。

原标题：戴头盔干预抑郁症 用飞行器抓小天体

“率先杯”未来技术创新大赛落幕，中国科学家畅想通往未来的“黑科技”

来源|新华网、深圳新闻网、中国科学院网站

整理|佛山日报记者莫丽仪

制图|孔焕玲

编辑|何欣鸿