清华团队攻关十年：水下监测难题被攻破，浮游生物成像仪多项领先
近日，清华大学深圳国际研究生院科研团队传来捷报：由蔡中华研究员与程雪岺副研究员领衔的跨学科团队，历经十年技术攻关，成功研发出全球领先的浮游生物成像仪“PlanktonScope”。该设备巧妙融合光学工程与人工智能技术，为水下微米级生物监测带来了革命性解决方案。
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这款被业界誉为“水下透视眼”的监测系统，在核心性能指标上实现全面突破。与国际同类产品相比，其识别效率提升40倍，可精准捕捉直径仅20微米的浮游生物，相当于头发丝直径的十分之一。面对浑浊水体的适应能力尤为突出，设备能在浊度超过竞品20倍的环境中稳定工作，单次观测样本量提升30倍，开创了高浊度水域原位监测的先河。
研发历程堪称十年磨一剑。团队自2011年启动技术预研，依托清华大学的工科底蕴与深圳国际研究生院的交叉学科优势，联合海洋生态学、精密制造等领域专家，历经样机研制、国家重点研发计划立项、商用化改造等关键节点。2017年首台样机问世后，经过四年持续优化，于2024年实现批量生产。
设备现已形成完整产品矩阵，包含定点观测、浮标搭载、水渠监测、船载移动、拖曳式等五大系列，可适配不同水域的监测需求。在大亚湾海域的实际应用中，该系统成功追踪到尖笔帽螺的爆发过程，精准绘制其时空气分布图谱；在淡水水库监测中，能提前预警藻华风险和异味物质产生，展现出强大的环境预警能力。
技术突破背后是多重创新支撑。研发团队独创的光学自适应系统，可实时调整成像参数以适应不同水质；经百万级样本训练的深度学习算法，可实现20微米级生物的秒级识别；模块化设计使设备具备即插即用特性，显著降低现场部署难度。目前该成果已获得30余项知识产权认证，经权威机构鉴定达到国际领先水平。
这项突破性成果正在重塑全球浮游生物监测格局。设备不仅填补了高浊度水域监测的技术空白，更通过批量生产降低了应用成本。其对20微米级生物的识别精度，为研究海洋微食物环、评估水域生态健康提供了前所未有的数据支撑，标志着我国在该领域实现了从技术追赶到并跑领跑的跨越。
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