轉自《科學中國人》      作者 楊戈

距離合肥市中心以西約10公里處，有一座大蜀山，最高峰海拔284米，山不在高，卻是全國唯一一座位于市區之內的古火山。它在約1.4億年前由火山噴發而成，包括火山錐、火山瀑、火山巖、火山頸等在內的古火山遺跡至今仍保存完整。

在大蜀山腳下的東西兩側，各有一條南北走向的道路，東邊為“科學大道”，西邊為“創新大道”。合肥對于“科創”的孜孜以求，僅從路名就可見一斑。

創新是一座城市的發展原動力，決定了城市的興衰更迭與發展高度。在過去幾年里，合肥向高而攀，向新而行，持續塑造發展新優勢新動能，科創名城建設按下了“快進鍵”，跑出了“加速度”。

據最新數據顯示，截至2022年，合肥已有、在建和預研大科學裝置十余個，擁有中國科大等高校60所，國家級（重點）實驗室12個。合肥科技投入占一般公共預算支出的17.8%，居全國大中城市第1位。全社會研發投入強度保持3.5%左右，在去年躍居2022全球“科技集群”第55位、全球“科研城市”第16位，分別提高了18位和4位。

但是，一座城市的創新能力不僅只看有多少科研機構和研究成果，更在于有多少成果產生價值、能否在最短周期實現轉化。如果技術成果只是躺在專利簿上“睡大覺”，或在實驗室里慢慢過期，將沒有任何意義。

在科技領域，“從0到1”，代表著研發突破；“從1到100”，代表著科技成果轉化進入市場。一方面，企業新技術、新產品、新方案推出后，往往缺乏應用場景來展示、驗證，特別是一些初創型科技企業，經常面臨“有技術缺商業”的問題，雖然團隊掌握前沿技術，卻尚未找到發揮技術價值的場景；另一方面，科技創新、企業發展、城市治理等遇到的一系列難題，迫切需要尋找解決方案，這為很多新技術提供了應用轉化的場景機會。

所謂場景創新，其實就像是搭建起的一座橋梁，給了供需雙方雙向奔赴的空間。通過開放城市和產業場景機會，為新技術、新產品、新方案提供測試、展示機會，進而促進科技創新、加速企業培育、提升城市治理水平。

2022年5月，合肥組建起全國首個城市“場景創新促進中心”，在全國場景賽道中率先起跑，不斷開放全市的企業生產、政府應用等領域的各種場景，以問題為導向，解決真實的技術應用需求或產業需求，集聚各類創新主體和創新資源，遵循市場競爭規則，以商業競爭倒逼技術的突破與迭代。

如今，“場景”已在大蜀山下這片炙熱的科創土地上遍地開花。場景創新創造了無限可能，也重新定義了這座古老而又年輕的城市的全新氣質。合肥正在將整座城市打造成一個充滿魅力的“全域場景應用創新之城”，將場景作為推動城市創新發展、培育新賽道、驅動科技創新的重要資源。越來越多的合肥“智”造，在科創的廣闊舞臺上，昂首步入國際視野。

讓科幻變為現實

每一個到合肥市政府辦事的人，在乘坐電梯時都會發現，在傳統的電梯按鈕旁邊，多了一個神秘的小盒子。盒子上方懸浮著樓層按鍵及開關門按鍵，乘客無須接觸盒子，在距離盒子屏幕兩三厘米的空氣中點擊這些按鍵，即可實現操控電梯。相對于在過去3年的“抗疫”時間里，捏著紙巾按、拿著牙簽捅的操作方式，這種科幻電影中“隔空觸屏”的出現，讓乘客都大呼神奇。

▲東超科技研發出具有懸浮在空中按鍵的非接觸式電梯交互終端

“不接觸而操控的秘訣，其實是我們研發的可交互空中成像技術，將發散的光線經過特殊材料重新在空中匯聚，形成一個無介質的實像。”安徽省東超科技有限公司（以下簡稱“東超科技”）聯合創始人張亮亮揭曉了這個科技感十足的裝置的奧秘。

2016年，還是中國科學技術大學（以下簡稱“中科大”）學生的韓東成聯合張亮亮等幾位同學，聯手創辦起東超科技，通過自主攻關，運用新的路徑完成了可交互空中成像技術的研發，并生產出國內第一塊“負折射平板透鏡”，成功打破外國公司在這一領域的壟斷。這一技術因科技含量高、空中互動性強、視覺沖擊力大等“創新性”，以及避免接觸式交叉感染風險的“實用性”，先后榮獲科技部首屆“全國顛覆性技術創新大賽”總決賽最高獎、“中國元宇宙創新應用大賽”總決賽一等獎，東超科技還以第一完成單位身份獲得安徽省科技進步獎一等獎。

盡管獲獎無數，但是在成果轉化進入市場時，公司還是面臨著不小的難題，甚至一度走到了生死存亡的邊緣。“2020年快過年的時候，公司賬上只有幾萬塊錢的現金了，又趕上了疫情，當時我們甚至都做好了最壞的打算，可能來年就不干了。”張亮亮回憶道。但在關鍵時刻，政府部門伸出了援手，“安徽省的投資集團領導到我們公司來參觀，看到這樣一個比較有前景的項目之后，幾天之內給我們投了2000萬元，解了我們的燃眉之急。”

同時，東超科技運用可交互空中成像技術研發的非接觸式醫療自助機，在政府出臺的《支持首臺套重大技術裝備首批次新材料首版次軟件發展若干政策》的支持下，由政府助力對接安徽省立醫院，在疫情防控方面發揮了重要作用，也迎來巨大的市場需求，一下子讓公司打開了市場，渡過了難關，從此走上了發展的快車道。

如今，東超科技團隊成員超過200人，手握600多項知識產權，實現了包括智能座艙、醫療衛生、民生工程、智慧家居、展覽展示等“5+X”的應用場景布局，完成了6輪超4億元的融資，估值已達30億元。

從實驗室到深海

2023年國慶節后，從南海傳來振奮人心的消息。中國海油“海洋石油720”大型物探船攜中國自主研發的高精度深水地震勘探采集裝備——“海經”系統在南海首次完成3000米超深水海域地震勘探作業。“海經”系統由震源控制、拖纜采集、綜合導航及定位與控制等多種裝備組成，其中拖纜采集系統是由中海油服聯合合肥中科采象科技有限公司（以下簡稱“中科采象”）自主研制，為全新一代固體電纜架構的高精度深水油氣地震勘探數據采集裝備，具備高密度采集、寬覆蓋超長纜作業和可靠的海上作業等特點。

“拖纜地震勘探技術是世界上探測海底地質結構最直接、最經濟、最高效的方法。通過物探船搭載的成套拖纜裝備‘犁’過海面，以地震波信號實現對海底地層的‘CT’掃描，從而看清海底的油氣儲層。”中科采象總經理張立可自豪地做出一個描述，“我們能夠捕捉到萬米地層下，相當于蚊子飛行聲音1/150大小的地震波信號，并據此描繪出高清油氣藏數據信息。”

“上天難，入地更難”——這是被譽為“萬能科學家”的錢偉長先生，在昔日面對我國油田勘探與開采難題的時候曾發出的喟嘆。但是，時至今日，油氣領域又有了一種更新的觀點——“下海最難”。海洋作業因為要鉆入環境復雜的海底地層深部尋找和開發油氣，被國際石油界公認為是高風險、高科技、高成本的“三高”行業，而挺進深水超深水區域則將這一特點推向極致。

▲搭載中科采象自主研制的拖纜采集系統的“海洋石油720”物探船出海作業中

統計數字表明，海洋蘊藏著全球超過70%的油氣資源，這是一筆巨大的人類寶藏。走向深海已經成為勢在必行的國家戰略。作為世界四大油氣聚集地之一的中國南海海域，油氣資源十分豐富，在國際上被譽為“第二個波斯灣”。但由于之前我國海上油氣的勘探開發能力相對落后，海洋地震勘探拖纜成套裝備長期依賴進口，多項技術參數和性能受限，長期制約著中國海洋油氣勘探技術的發展。

“其實早在很多年前，為了打破國外海洋地震采集裝備的技術限制和價格壟斷，我們就在國家‘863計劃’的背景下，開展起相關技術的自主化研制。”張立可回憶起當初的研究歷程，那個時候，他還是中科大核探測與核電子學國家重點實驗室的一名學生。團隊將核與粒子物理實驗領域所涉及的信號采集、精密時間測量、系統同步和數據讀出等方法和技術，發展并用于解決國家海洋油氣勘探急需的關鍵核心技術，但由于身份背景的原因，實驗室的科研成果更多的是以論文或者專利的形式存在，并沒有真正轉化為解決實際問題的生產力。

“科技成果只有轉化才能真正實現創新價值，不轉化就是最大的損失。”張立可介紹，正是基于此，2017年，科研團隊依托中科大先進技術研究院成立先進測量儀器應用工程中心。“先研院的領導特別叮囑我們，要想真正把國產化的儀器和裝備做成，就必須突破現有實驗室傳統的思路限制，必須走企業化發展這條路，必須經過市場的考驗和洗禮，才能真正為國家和行業作出實質性的貢獻。”2020年2月，科技部等9部門印發《賦予科研人員職務科技成果所有權或長期使用權試點實施方案》，中科大成為全國試點單位之一，提出了“賦權+轉讓+約定收益”的創新模式，中科采象也正是在這一創新模式下成立，并成為中科大首批賦權改革項目之一。

一邊是手握技術尋找場景，一邊是為了場景尋找解決方案。這使得中科采象與中國海油一拍即合，在公司成立不到兩年的時間里，攜手在海洋油氣勘探采集裝備上取得多項突破性成果并全面進入產業化進程，使我國擺脫了此類高端裝備長期依賴進口的局面，保障了油氣勘探高水平科技自立自強和產供鏈安全。

公司出色的表現和不可限量的發展前景，吸引了很多外地政府聞訊遠道而來，并許下優惠條件誠邀中科采象他鄉落戶。“在公司初創過程中，合肥市政府、合肥市高新區政府等部門給予了我們諸多如政策、場地、業務等方面的支持和幫助，以務實舉措助力公司成長。”為此，張立可篤定地表示，“我們哪兒也不去，就在合肥這塊深厚的科創土地上扎下根來，做大做強。”

打通工業數據孤島的橋梁

畢業于中科大的鐘智敏是一位連續創業者，也曾做過企業高管和投資顧問。2016年時，工業互聯網發展方興未艾，他將目光投向了這一領域，在他的振臂一呼之下，老同學和老同事紛紛響應，一起初創了以“工業+智能”為核心理念，志在賦能實體制造業，提供智能制造解決方案，以物聯網、人工智能、先進控制等先進技術幫助企業降本提質增效，推動制造業轉型升級的科大智能物聯技術股份有限公司（以下簡稱“科大智聯”）。

▲科大智聯志在打通智能化工業場景下的信息孤島

智能化在工業場景下，有著巨大的發展空間。在鐘智敏看來，工業互聯網的三個要素就是人、數據和機器，它就像一座打通數據孤島的橋梁，把企業的生產、設備及供應商產品和客戶緊密融合起來。

“但實際上，當初很多企業還停留在信息化的初級階段，有了數據也不知道應該怎么用，沒有相應的工具和系統去把它綜合運行起來，造成了大量的效率損失。”鐘智敏敏銳地意識到，如果把這些數據有效地綜合利用起來，在工業場景下讓數據發揮最大的價值，生產運作系統的效率就會得到指數級的提升。

鐘智敏說：“這就相當于在場景里面找問題，然后把這個問題轉化成具體的可以被解決的技術模型，再發揮我們的技術能力去解決掉這個問題，最終完成產業化推廣的一個過程。”

由此，科大智聯基于自主研發的AIMS工業互聯網平臺挖掘了4個場景，深耕于冶金、印刷包裝、電力及電工裝備和新能源4個重點行業，面向制造企業的智能倉儲與供應鏈、生產工藝流程優化、質量檢測和追溯，以及設備運行與維護這些工業生產過程當中關鍵的場景，為客戶提供工業互聯網+智能制造的整體解決方案，助力實現國家智能制造的愿景。

鐘智敏以鋼鐵廠熱風爐為例。冶煉是一個高能耗的過程，爐況因煤氣熱值、管道壓力等因素影響波動較大，人工控制難以實現爐況穩定。能不能用大數據的方法改進一下燃燒過程，從而降低一些能耗？面對客戶從應用場景中提出的需求，科大智聯的工程師在熱風爐旁蹲守了兩個月，對爐子各項數據實施觀測分析后，成功幫助客戶因地制宜開發出一套熱風爐智能燃燒系統。“這套系統以煤氣最小用量及送風溫度達標作為評價指標，基于爐況智能預測，選擇最優煤空比策略，AI燒爐取代人工燒爐，科學控制爐溫、空燃比等參數，達到最佳爐況，實現AI控制率超過99%，減少能源消耗5%～10%，創造經濟效益達千萬元，充分發揮了數據在工業場景中的價值。”鐘智敏自豪地表示。

家門口的“三甲醫院”超聲服務

相比于眾多扎根合肥的“中科大”系初創公司，合肥合濱智能機器人有限公司（以下簡稱“合濱智能”）的創始團隊人員，大多來自哈爾濱工業大學機器人技術與系統全國重點實驗室，曾參與過中國空間站機器人的相關項目。

▲合濱智能的智能超聲機器人使用場景，可以輕松實現異地超聲檢查

之所以把航空級的機器人技術應用到醫療民生領域，最初緣于創始人劉振的一腔“愛妻心切”。劉振的愛人是一名超聲醫生，每天超負荷工作，日積月累患上了肩周炎、腱鞘炎這樣的職業病。出于心疼愛人，劉振試圖擇己所長，將機器人技術與超聲檢查結合起來，率先研發出采用符合人體胳膊關節結構的超聲機器人，再將人工智能技術與機器人結合，使機器人能夠學習人類醫生的掃查手法并完成對病灶的發現與診斷。

“其實剛開始只是一個想法，并沒有想到產業化。”劉振坦言，但是經過一番調研之后，他驚訝地發現，目前我國超聲醫生大約有15萬人的缺口，相比美國，中國的超聲醫生每天都非常辛苦，他們的日均接待量是美國同行的兩倍。另外，超聲還有一個特點，就是嚴重依賴于醫生的經驗與手法。不同的醫生掃的圖像是不一樣的，即便是同一個病人，同一個醫生如果在疲勞或者心不在焉的狀態下，掃描手法不一樣，得到的影像結果也不一樣。“所以，我覺得智能化超聲將是大勢所趨。”

于是，劉振同幾位聯合創始人決心將航天級精準遙操作控制技術引入超聲系統，僅用兩年時間便開創性地完成世界領先的遠程超聲機器人。它采用了具備7自由度的機械臂，能像人臂一樣靈活，能以多個臂構型到達掃查點，提高機器人的靈活性，減少了關節限位和障礙物的影響。

在遠程控制的狀態下，醫生掃描開始，機器人便開始協同工作，為患者提供超聲掃查服務。此外，結合公司的智能超聲數據盒子，運用AI算法對掃查中的超聲影像進行快速掃描分析，清楚地標記出患者的結節位置。它一旦發現病灶，就會在圖像上提醒醫生，勾畫出異常的地方。“這樣一來，大幅度減輕了醫生的工作量，掃查速度也成倍加快，不僅提升了影像診斷的精準性，避免漏診誤診，還節約了醫療資源及社會成本。”劉振對于自己的“寶貝”特點如數家珍，“對于資深醫生，智能超聲數據盒子就相當于一個幫手，可以避免醫生因勞累和情緒化而出現漏診誤診；對于年輕醫生，則像請了個老師一樣站在他旁邊，時刻給予提醒。”

劉振帶領團隊與頂級醫生進行深度合作，利用深度學習處理超聲影像，讓系統變得更“聰明”，研發團隊還設計了便攜的專家控制端，通過冗余機械臂和高精度低延遲的機器人遙操作技術，實現機器人對專家手法的精準、同步復現。專家可以遠程控制“患者端”的遠程超聲機器人，幫助即便遠在天邊的患者進行近在眼前的超聲檢查。

產品落地，就等于百姓在家門口擁有了三甲醫院的超聲醫生，可以方便地就近完成篩查，對于有檢查需要的病人，不僅可以通過遠程系統請專家醫生實時判斷，也可以直接對接三甲醫院醫生進行下一步治療，大大方便了病人的診療，也卸下了超聲醫生的負擔。這一技術的推廣將有力推動政府分級診療的順利實施。大家再也不用去擠人滿為患的三甲醫院，因為在基層醫院就能又快又準地解決問題。

合濱智能的努力和成果也被政府看在眼中。2023年4月，智能遠程超聲機器人解決方案入選合肥市2023年度第一批場景清單。“對于我們這樣的初創團隊來說，入選場景清單等于政府為我們的產品‘背書’，我們再去跟醫院談推廣，和投資機構談合作，就給對方打了一針強心劑和穩定劑。這樣就有助于我們全鏈路打通，產品和場景都能夠得到提升，實現共贏，而最終獲益的是大眾。”劉振如是說。

“清華方案·合肥模式”

“2013年的最后一天，有一位巡檢工人在經過合肥交通主干道五里墩立交橋下時，無意間發現了橋墩有一處肉眼可見的偏移，他及時把情況報給上級主管部門，進行了緊急處理，從而避免了新年的一場重大災難，否則后果不堪設想。”甫一落座，清華大學合肥公共安全研究院（以下簡稱“合肥院”）技術轉移中心副主任袁睿就講起這樣一件往事，而這正是合肥市決心率先實施城市生命線工程的緣起。

▲合肥市城市生命線安全運行監測系統截圖

城市燃氣、橋梁、供水、排水、電力、綜合管廊等，是維系城市正常運行的重要基礎設施，被形象地稱為“城市生命線”，牽一發而動全身。自2015年以來，合肥持續加強城市生命線安全管理，在全國率先提出并建成城市生命線工程安全運行監測系統，以物聯網、云計算、大數據等手段，實現對各類型城市生命線監測運行狀態透徹感知、智慧分析、精準處置。

城市生命線工程的“清華方案·合肥模式”備受矚目。合肥市通過開放城市應用場景，合肥院的先進技術得到展示、驗證，形成成熟解決方案。同時，通過頂層設計、高位推動，將成熟模式進行復制、推廣，從而培育了一個大安全產業。“如果沒有場景的支撐，城市生命線是做不起來的。城市生命線安全工程，已經成了合肥場景創新的標桿之一。”袁睿自信地表示。

目前，合肥市已完成的城市生命線工程建設中，布設100多種、8.5萬套前端監測設備，覆蓋822公里燃氣管網、760公里供水管網等，涉及2.5萬個城市高風險點。通過建設智能監測“一張網”，利用智慧“網格員”，將地下管網運行狀態通過“一張圖”呈現，及時反饋市政管線的風險狀況。近幾年，工程已成功預警燃氣泄漏、供水管網破損、路面塌陷、橋梁事故等險情6000多起，城市風險排查效率提高了70%，實現了城市安全運行管理從看不見向看得見、從事后調查處理向事前事中預警、從被動應對向主動防控的根本轉變。

“為什么合肥是第一個實施城市生命線工程的城市？我覺得這與合肥市的科研基因有很大關系。”袁睿將他的看法娓娓道來，“第一，合肥率先將城市安全作為一項產業來布局，帶動上游設計單位和下游的生產企業，把整個產業鏈都給帶動起來了，這是一種超前的理念，也體現了政府資源整合的能力；第二，合肥市政府給了我們很好的具體應用的場景，我們在具體場景里結合合肥院的科研技術積累，兩方結合把城市安全做得更加豐富，更加有成效；第三，就是資金保障，合肥市有大建設專項資金；第四，成立了合肥市城市生命線監測中心，監測中心專門負責城市生命線后期整體的運維工作。”

如今，合肥的城市生命線工程不僅立足安徽，省內16個地市全部完成一期建設，而且輻射全國，甚至包括海外的新加坡、哈薩克斯坦、厄瓜多爾等多個國家和地區。

青少年的AI心理伙伴

馬上就要期末考試了，我有點緊張得睡不著覺。

和我最好的朋友吵架了，我要不要去向她道歉？

學校里有個高年級的學生總欺負我，我該怎么辦？

…………

這樣的困惑、糾結甚至焦慮，每天都在一些中小學生的內心深處上演。“中國科學院心理所發布的《中國國民心理健康發展報告（2021—2022）》指出，我國青少年的抑郁檢出率達到了14.6%，關注青少年心理健康刻不容緩。”之前在學校做過心理教師的科大訊飛智慧心育研究院院長常雪亮表達出自己的擔憂，學生心理健康教育，事前引導和預防比事后診斷、治療更加重要，但在心理健康教育需求不斷攀升的情況下，我國僅有19.16%的城市學校、2.64%的農村學校有專職心理教師，目前專職心理教師缺口高達93%，且培養速度比較緩慢，使得中小學心育工作處在社會高需求、政策強要求，但學校難落地的巨大挑戰中。

▲科大訊飛用AI關懷青少年心理健康

“而且在日常的學習生活中，處于成長階段，尤其是青春期的學生可能有許多想法不愿與老師、家長直接溝通，長期處于壓抑的情緒里，就更容易演化成心理問題。”常雪亮特別指出，傳統的通過讓學生填寫問卷的量表篩查方式，存在著明顯的工作效率和準確率雙低的弊端。

在今年全國兩會期間，科大訊飛董事長劉慶峰曾提出“用AI關懷青少年心理健康，呵護孩子們的幸福童年”，希望通過AI技術，對孩子遇到的親子關系、人際關系敏感、身體健康、校園霸凌、考試焦慮等問題進行自動分析，判斷心理問題的嚴重程度和成因，并有針對性地進行引導和干預。為此，在AI關懷青少年心理健康的場景任務下，科大訊飛推出智慧心育解決方案，通過搭建“預防、預警、干預”體系，助力學校實現系統性地預防學生心理疾病發生，通過動態監測學生各種心理壓力的日常變化，做到早發現；通過人機互動自助減壓，實現早期干預的高覆蓋。

為推動解決青少年心理健康問題，科大訊飛發布了AI心理伙伴“小星”。“小星”學習了10億+條心理類數據、40萬+篇期刊文獻、100萬+通脫敏心理對話案例、550萬+個心理評估數據，學習了抑郁、學業焦慮、社交焦慮、強迫、倦怠、無意義感、失眠等百余個青少年典型心理問題的表現、成因、影響因素及干預策略知識，它的大腦中搭建了青少年心理知識圖譜。

不僅如此，星火大模型賦能的“小星”，可以應用到心理健康問題從篩查到干預的全環節。它能夠與青少年展開類人自由對話，通過視頻、語音、文字等多模態方式理解青少年的情緒情感，表達接納與共情，促進青少年的自我覺察，并提供個性化行動建議，即時生成心理咨詢報告，并將預警信息發給心理老師，提示多關注學生的心理狀態。

經測試，使用AI心理伙伴后，抑郁篩查技術效果提升至95.5%，輔診定量效果提升至84.7%。應用于高中生心理篩查，篩查準確率比傳統心理量表提升25.6%，定量準確率比傳統心理量表提升47.1%。

“可見效果還是很明顯的。”但常雪亮最后還是耐人尋味地指出，“其實在心理健康層面，AI技術是不能完全替代人的。更重要的是讓我們老師的工作效率提升，讓家長的意識提升，家長和老師對孩子的關懷比以前更多了，說教和苛責更少了，學生的心理健康水平才能上來。”