5月20日下午，由广州市科技局主办，广州物联网研究院承办，广州市黄埔区科学技术局、广州市黄埔区教育局、广州市黄埔区科学技术协会（广州开发区科学技术协会）、广州市玉岩中学协办的2023年广州科技活动周暨格致论道·湾区第22期在广州黄埔举行，现场近千名观众与南方+用户一起享受了一场科学“盛宴”。

　　本次讲坛以“智慧的选择”为主题。从人脸识别到深潜器设计，从纳米测汞到无刺鱼改良，从动物行为进化到食肉动物群落研究，6位主讲人分享了他们的科研攻关故事。

　　姚蒙：花8年采了1700余份粪便

姚蒙。

　　大型食肉动物通常处于食物网的最顶端，但受人类捕猎、破坏栖息地等行为影响，其物种数量和分布范围在全球范围内迅速下降。

　　我国西南山地及青藏高原的东南部地区是全球大型食肉动物种类较丰富的地区。要想更好地保护这里的大型食肉动物，首先得了解它们是怎么生存的。森林中的“肉”就那么多，如何“分食”才能共存？

　　北京大学生态研究中心副研究员姚蒙决定，带着学生从动物输出的“粪”去研究入口的“食”。他们历经8年，在我国西南山地采集1700余份动物粪便，通过粪便DNA分子食性分析方法，判断每一份粪便对应的动物物种和食物组成，最后获得了900多份食肉动物的高精度分子食性数据。

　　这是世界上首个多种食肉动物的分子食性数据集。通过数据分析，姚蒙构建了高原食肉动物食物网，分析得出不同食肉动物的食性差异及捕食偏好有显著的差异。这是它们能减少竞争，在生态系统中共存的原因之一。

　　朱翔昱：三维人脸重建解决侧脸识人难

朱翔昱。

　　如果仅有侧脸或被部分遮挡的面部，人脸能否被精准识别？这类问题长期存在于海关识别、手机人脸识别等应用过程中。

　　“如果能根据任意一张人脸图片生成正面无表情的图片，就可以很好地解决这些问题。”中国科学院自动化研究所副研究员朱翔昱介绍，他的思路是从二维的照片中恢复出人脸的三维结构，然后在三维空间对人脸的姿态和表情进行校正，进而生成面无表情的照片。

　　朱翔昱及其团队花了近10年的时间，通过合成分析法生成逼真的三维人脸，再训练神经网络使其自动学习，提升人脸生成速度。通过重建三维人脸，在三维空间对人脸照片进行转正，并重新成像，生成出逼真的人脸。朱翔昱还提到，未来还可以通过人脸测算生理和心理健康状况等，让人工智能变得更加人性化。

　　高泽霞：让鱼“有刺”变“无刺”

高泽霞。

　　中国水产养殖产量连续33年位居世界首位，占世界水产品养殖总产量的65%左右，可以说全世界每3条养殖鱼，有2条来自中国。不过鱼虽好吃，小刺却难挑。

　　“我们数了一下，一条武昌鱼肌肉中的平均有120根小刺。” 华中农业大学水产学院教授高泽霞介绍，我国主养鱼类普遍存在肌间刺多、影响食用和加工的问题。

　　为此，高泽霞和研究团队历时10年，在斑马鱼的68个基因突变体中筛选鉴定，找到了调控肌间刺发育的关键基因，并用基因编辑技术敲除掉这个关键基因。从减少小刺数目30%，到100%无小刺，他们终于在2022年成功培育出了无小刺武昌鱼。经过试吃和数据验证，无小刺武昌鱼与普通武昌鱼在体型、口感、营养上相差无几。

　　马英杰：用国产钛合金铸造“奋斗者”号载人球舱

马英杰。

　　2020年11月，“奋斗者”号载人深潜器成功下潜10909米海底，创造了中国载人深潜的新纪录，这也是世界上首次同时将3人带到海洋最深处。

　　载人舱是深潜器的关键部件之一，是潜航员生命安全的重要保障。近年来，国际上的万米深潜器采用钛64合金，但一次最多只能2人下潜。为了保证更为合理的3人下潜，载人舱要足够大；为了实现多次安全下潜，载人舱既要能承受住万米水压又要能顺利上浮。如果一味增加载人舱厚度，会导致深潜器过重，影响上浮性能，只能通过选用高强度、高韧性材料来保障载人舱空间和满足重量要求。

　　什么样的材料能保证载人舱不开裂和不被挤扁，同时还能实现3人、多次下潜？国产新型钛合金材料成为关键。经过12年的不断优化和上千次的测试，中国科学院金属研究所研究员马英杰和他所在的钛合金团队自主研制的新型钛合金问世，成功铸造“奋斗者”号载人球舱。目前“奋斗者”号深潜器已实现数十次万米下潜，我国已经成为万米下潜次数和人数最多的国家。

　　陈佩佩：探汞纳米传感器，守护饮用水安全

陈佩佩。

　　汞是一种典型的重金属污染物，人类在被称为“世界海洋最深处”的马里亚纳海沟淤泥中也发现了汞，说明汞的污染已非常严重。

　　传统检测水中汞的设备体积大、检测周期长、成本高，有没有可能研发出轻便、快速的设备？国家纳米科学中心研究员陈佩佩介绍，基于纳米光学效应的检测灵敏度非常高、响应速度快，甚至能够检测单个分子。她和团队提出利用三维纳米结构引发一种电磁波的增强，从而大幅提升检测灵敏度，并通过百余种纳米结构的实验结果进行了验证，从而建立了传感芯片定量设计方法。他们研制的传感器不仅能够检测汞，还可以检测其他环境污染物，在危化品、药品、化妆品、食品等领域有广泛的应用前景。

　　唐业忠：“飞蛾扑火”的背后是什么？

唐业忠。

　　动物的本能是生存和繁衍，但动物也常做出一些超出本能的反常行为，如“飞蛾扑火”“大象醉酒”。

　　中国科学院成都生物研究所研究员唐业忠进行了长期的思考，并用“神经系统内部广泛存在竞争关系”的理论解释了动物的反常行为。他介绍，神经突触的形成很缓慢，但人类却可以形成瞬时记忆，这说明在大脑中有大量预先储备的冗余网络。这些冗余网络需要持续、适当的刺激来维持，比如作为夜行性动物的飞蛾，其视觉网络长期处于“饥饿”状态，一旦有光就会不要命地扑上去。成瘾、醉酒、超常刺激等行为，则通过奖赏系统对脑进行刺激。

　　基于此，唐业忠原创性提出神经网络“间接选择”理论，这对幼儿教育也有启示。他认为应该对儿童大脑进行全方位的刺激，而不是过早地开始单一的算数和习字。

　　【南方+记者】钟哲 卞德龙 陈理

　　【通讯员】雷锦萍