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哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)揮儀器學(xué)科特色創(chuàng)造一批一流技術(shù)成果——

挑戰(zhàn)尖端 儀器報國

發(fā)布時間:2023-10-21 作者:本報記者 曹曦 來源:中國教育報

    ■強國建設(shè) 教育擔(dān)當(dāng)·實踐篇

在哈爾濱工業(yè)大學(xué)科學(xué)園,無論平時還是節(jié)假日,無論辦公室還是實驗室,時時處處都閃現(xiàn)著哈工大人奮斗的身影。

多年來,哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)揮儀器學(xué)科優(yōu)勢,勇于擔(dān)當(dāng)強國建設(shè)的新使命,立足航天、服務(wù)國防、長于工程,秉承“規(guī)格嚴格,功夫到家”的校訓(xùn)傳統(tǒng),形成了“厚基礎(chǔ)、強實踐、嚴過程、求創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)特色,培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀人才。

    成體系培養(yǎng)高端精密儀器人才

“世界科技強國一定是儀器科學(xué)強國,世界高精尖裝備制造強國一定是具有超精密測量能力的儀器強國。”中國工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密儀器工程研究院院長譚久彬說。

哈工大精密儀器專業(yè)有著厚重的歷史,始于1952年精密儀器實驗室擴建,是全國第一個精密儀器專業(yè)。1956年,學(xué)校成立儀器制造系,成為全國高校儀器學(xué)科領(lǐng)域中最早建系、最早成體系培養(yǎng)高端精密儀器人才的學(xué)科專業(yè),創(chuàng)辦了全國第一個研究生班,為我國精密儀器領(lǐng)域培養(yǎng)了第一批學(xué)科帶頭人和技術(shù)領(lǐng)軍人才。

據(jù)了解,哈工大儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科(簡稱“儀器學(xué)科”)是首批國家一級學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點、首批博士后流動站、首批國家重點一級學(xué)科。目前,儀器學(xué)科設(shè)有精密儀器、智能感知工程和測控技術(shù)與儀器3個本科專業(yè),建有超精密儀器及智能化工信部重點實驗室。

儀器是實現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)與基礎(chǔ)研究突破的手段。為了更好地借助儀器推動科技工作者實現(xiàn)突破,哈工大于2018年10月8日成立儀器科學(xué)與工程學(xué)院,支持儀器學(xué)科快速發(fā)展。目前,該學(xué)院有專業(yè)教師120余人,是國內(nèi)體量最大的儀器學(xué)院之一。

作為儀器學(xué)科帶頭人,譚久彬每天行程滿滿,當(dāng)班主任、參加會議、搞研究、帶團隊……40多年來,他一直從事超精密測量技術(shù)與儀器工程的科研和人才培養(yǎng)工作,致力于高端裝備制造中的超精密測量與儀器工程研究,提出多模復(fù)合運動基準(zhǔn)方法、多軸運動基準(zhǔn)誤差分離方法和主動負剛度隔微振方法等。

如今,譚久彬研制成功4種國家級計量標(biāo)準(zhǔn)裝置及21種大型超精密測量儀器和超大型超精密測試裝備,形成系統(tǒng)的超精密測量體系,精度水平達到國際前列地位;解決我國高性能衛(wèi)星相機等30余個重大型號高端裝備研制生產(chǎn)中的超精密測量難題,推動了該類裝備性能的提升。

    重大科技創(chuàng)新成果必須依靠自力更生

近年來,哈爾濱工業(yè)大學(xué)實行多元化人才評價體系,不論資歷、不設(shè)門檻,以教學(xué)能力、創(chuàng)新價值、科研貢獻為評價導(dǎo)向,很多年輕教師、科研人員迅速成長,破格晉升教授。自2014年以來,學(xué)校建設(shè)了178個青年科學(xué)家工作室,加速青年領(lǐng)軍人才由“一個課題方向、一個人”交叉融合形成“一個前沿領(lǐng)域、一群人”。

儀器科學(xué)與工程學(xué)院青年教授李浩宇就是其中之一。1986年出生的他,如今已獲得國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金,并成為哈工大先進光電成像技術(shù)研究室主任、項目組組長,哈工大青年科學(xué)家工作室學(xué)術(shù)帶頭人。

李浩宇2005年考入哈工大通信工程專業(yè),碩士畢業(yè)后,他在海外獲得電子工程博士學(xué)位并開始博士后課題研究。2017年12月,他與眾多知名大學(xué)青年學(xué)者一起參加哈爾濱工業(yè)大學(xué)國際青年學(xué)者神舟論壇。感受到學(xué)校對高端人才的渴求、干事創(chuàng)業(yè)的良好氛圍,李浩宇決定把國家需求當(dāng)作第一選擇,回到母校擔(dān)任教職。

回國后,李浩宇依托哈工大研究平臺,在譚久彬的大力支持下,瞄準(zhǔn)國際顯微光學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域的前沿科學(xué)問題,專注于超高分辨率顯微鏡系統(tǒng)的研發(fā)。時間分辨率和空間分辨率需要兼顧,如何突破超高時空的成像能力限制,一直困擾著這個領(lǐng)域的科研人員,李浩宇也一直在思考如何解決該難題。

記者來到李浩宇辦公室時,電腦屏幕上呈現(xiàn)著計算畫面。他說,團隊又熬了一個晚上。桌子上放著一堆資料和教材,他還給本科生主講專業(yè)必修課“工程光學(xué)2”和創(chuàng)新研修課“新一代光學(xué)顯微成像技術(shù)”。

“重大科技創(chuàng)新成果是國之重器、國之利器,必須牢牢掌握在自己手上,必須依靠自力更生、自主創(chuàng)新。”李浩宇深知其中的含義和分量。他的團隊基于計算光學(xué)成像的新一代高通量三維動態(tài)超分辨率成像方法,通過計算成像技術(shù)增強熒光漲落探測靈敏度,突破了現(xiàn)有顯微成像技術(shù)難以兼顧高通量視場、高空間分辨率和高時間分辨率等難題,將目前世界上超分辨顯微鏡中最高通量視場成像范圍提升至毫米級,可在10分鐘內(nèi)對包含超過2000個細胞的視場實現(xiàn)128納米的超高空間分辨率成像。

“科學(xué)是從測量開始的。”李浩宇團隊這一成果,標(biāo)志著在生物醫(yī)學(xué)超分辨顯微成像技術(shù)領(lǐng)域取得突破性進展,為細胞學(xué)異質(zhì)性和生物醫(yī)學(xué)等研究提供新的科學(xué)影像儀器。今年6月15日,該研究成果以《通過增強熒光漲落檢測實現(xiàn)高通量超分辨率成像》為題,以長文形式在線發(fā)表于國際權(quán)威雜志《自然—光子學(xué)》。“作為科研人員,就要面向國家重大需求開展原創(chuàng)性、基礎(chǔ)性、前沿性研究,解決‘卡脖子’難題。”李浩宇說。

    挑戰(zhàn)尖端的勇氣與長年累月的耕耘

2017年9月,哈工大物理系優(yōu)秀畢業(yè)生趙唯淞保送儀器科學(xué)與技術(shù)專業(yè)直博。2021年11月,在教授李浩宇的指導(dǎo)下,趙唯淞以第一作者身份在《自然—生物技術(shù)》上發(fā)表論文。2023年7月,還是儀器科學(xué)與工程學(xué)院助理教授的趙唯淞,又以第一作者的身份在《自然—光子學(xué)》發(fā)表研究成果。

“挑戰(zhàn)尖端,儀器報國。”不到兩年時間,兩次在國際權(quán)威雜志發(fā)表學(xué)術(shù)論文,1995年出生的趙唯淞是哈工大人才培養(yǎng)成果的一個縮影。

“我很感恩學(xué)校的多年培養(yǎng),在哈工大遇見了很多‘大先生’、好老師,本科的教育方式和環(huán)境激發(fā)了我學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力,養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)和探究的好習(xí)慣,也讓我在后來的學(xué)習(xí)和實踐中逐漸找到了興趣和方向。”2017年,趙唯淞加入譚久彬牽頭的儀器學(xué)科團隊,主要從事光學(xué)顯微成像技術(shù)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究,聚焦超分辨熒光顯微鏡、計算成像、深度學(xué)習(xí)、生物信息學(xué)等。

一流的事業(yè)需要一流的人才。提起2021年發(fā)表的學(xué)術(shù)論文,趙唯淞說,研究團隊首次從計算的角度提出突破光學(xué)衍射極限的通用模型,結(jié)合自主研發(fā)的超分辨結(jié)構(gòu)光顯微系統(tǒng),實現(xiàn)了目前活細胞光學(xué)成像方法中分辨率最高(60納米)、速度最快(564幀/秒)、成像時間最長(1小時以上)的模態(tài)。該成果被評為“2021中國光學(xué)領(lǐng)域十大社會影響力事件”,趙唯淞也因此在國際重要學(xué)術(shù)會議受邀作主題或邀請報告多次,申請中國發(fā)明專利10余項、國際發(fā)明專利3項,獲得研究生國家獎學(xué)金、第十八屆王大珩光學(xué)獎……

“無論是基礎(chǔ)研究還是技術(shù)創(chuàng)新,都需要挑戰(zhàn)尖端的勇氣、長年累月的潛心耕耘。”這是趙唯淞從老師的言傳身教中得到的感悟,“在哈工大,只要真正做事就一定會有舞臺。”

68歲的譚久彬、37歲的李浩宇、28歲的趙唯淞……正是這些“勇于創(chuàng)新、敢當(dāng)重任”的哈工大人,創(chuàng)造出一批一流的技術(shù)成果,培養(yǎng)出一批一流的人才,擎起“挑戰(zhàn)尖端,儀器報國”的精神火炬,一代又一代傳遞。

《中國教育報》2023年10月21日第1版 

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