2018年度“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”入選項(xiàng)目介紹

1.視頻編碼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)AVS2支撐中央電視臺(tái)播出超高清電視

人類獲取信息三分之二來(lái)自視覺(jué)，視頻已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)主要信息形態(tài)。視頻編碼也稱視頻壓縮，是視頻應(yīng)用的前提。以4K超高清視頻為例，分辨率3840×2160，每秒50幀，原始視頻每秒超過(guò)12G比特，必須高效壓縮才能進(jìn)入存儲(chǔ)和傳輸系統(tǒng)。

針對(duì)超高清視頻高效編碼問(wèn)題，由北京大學(xué)高文院士牽頭，以數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組為依托，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研用深度協(xié)作，組織制定了第二代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS2，2016年頒布為廣播電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2018年頒布為IEEE國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并被全球超高清聯(lián)盟采納。AVS2突破了時(shí)空預(yù)測(cè)、層次變換、分組熵編碼和自適應(yīng)環(huán)路濾波等關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)電視類視頻的壓縮效率達(dá)300倍，在前一代標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上翻了一番，對(duì)監(jiān)控類視頻的編碼效率更是達(dá)到600倍，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

圍繞AVS2標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了從技術(shù)創(chuàng)新、專利許可、標(biāo)準(zhǔn)制定、芯片研制、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣的生態(tài)圈，從技術(shù)源頭上掌握了視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。2018年，中央電視臺(tái)采用AVS2正式開(kāi)播4K超高清電視，至今已在15個(gè)省區(qū)市有線電視網(wǎng)絡(luò)落地，并在電信等行業(yè)得到應(yīng)用，受眾數(shù)億，標(biāo)志著中國(guó)正式進(jìn)入超高清電視時(shí)代。

2.炎癥性免疫反應(yīng)的新型分子與細(xì)胞機(jī)制

從新型分子及新型細(xì)胞發(fā)現(xiàn)的視角去研究炎癥性免疫反應(yīng)，將為炎癥免疫疾病診治提供候選靶標(biāo)和新方法，一直以來(lái)是免疫學(xué)界重大前沿課題。北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院曹雪濤團(tuán)隊(duì)在天然免疫與炎癥領(lǐng)域開(kāi)展了系統(tǒng)性創(chuàng)新性研究，發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)調(diào)控免疫炎性啟動(dòng)或消退的新型分子和細(xì)胞及其作用機(jī)制：發(fā)現(xiàn)新型長(zhǎng)鏈非編碼RNA lnc-lsm3通過(guò)“分子誘餌”競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制使天然免疫受體不再與病毒RNA結(jié)合，提出自我免疫識(shí)別可反饋性地及時(shí)觸發(fā)消炎效應(yīng)、進(jìn)而維持機(jī)體自身穩(wěn)定的新機(jī)制新觀點(diǎn)，為炎癥疾病防治研究提供新思路；發(fā)現(xiàn)DNA甲基化氧化酶Tet2能夠作用于免疫分子RNA，促進(jìn)炎癥免疫細(xì)胞數(shù)量增加，揭示Tet2參與基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的新模式，為防治炎癥疾病提供了新思路和潛在靶標(biāo)；揭示干擾素受體IFNγR2從胞內(nèi)合成至轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜上形成功能性受體的關(guān)鍵途徑，為巨噬細(xì)胞激活與炎癥性疾病發(fā)生與治療提出了新思路；系統(tǒng)分析晚期癌癥宿主免疫細(xì)胞異常變化，發(fā)現(xiàn)炎癥狀態(tài)下誘導(dǎo)產(chǎn)生的新型Ter細(xì)胞并揭示了其促進(jìn)癌癥惡性進(jìn)展機(jī)制，為癌癥診治提供了提出新靶標(biāo)新觀點(diǎn)。

以上研究成果于2018年相繼在《Cell》和《Nature》等發(fā)表多篇論文，引起國(guó)際同行關(guān)注和高度評(píng)價(jià)，為探索炎癥性疾病發(fā)病機(jī)制和臨床治療提供了理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)，進(jìn)一步提升了我國(guó)免疫學(xué)研究的國(guó)際地位。

3.世界首例無(wú)金屬鈣鈦礦鐵電體

由于其豐富而優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，鈣鈦礦類材料一直吸引著研究者的關(guān)注。除了已發(fā)現(xiàn)的無(wú)機(jī)鈣鈦礦、有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦以外，有機(jī)鈣鈦礦（無(wú)金屬鈣鈦礦）更是科學(xué)家們一直尋找的“圣杯”材料。

來(lái)自東南大學(xué)、南昌大學(xué)的研究者們，將多年分子鐵電體的合成經(jīng)驗(yàn)與分子設(shè)計(jì)相結(jié)合，巧妙地將金屬離子用帶電分子基團(tuán)所取代，終于合成出了17種全新的有機(jī)鈣鈦礦鐵電材料。這些新型材料不但具有優(yōu)異的鐵電性和多極軸特性，更值得一提的是，通過(guò)調(diào)控有機(jī)基團(tuán)的手性，團(tuán)隊(duì)合成了四種有機(jī)鈣鈦礦鐵電體的左手對(duì)映體、右手對(duì)映體，并分別獲得了其外消旋化合物，完美地實(shí)現(xiàn)了人們對(duì)旋光性鈣鈦礦材料的長(zhǎng)久期盼。

研究成果以長(zhǎng)文的形式發(fā)表在《Science》上，并被多家國(guó)際科技媒體報(bào)道，受到研究者的廣泛關(guān)注。該成果的發(fā)表標(biāo)志著世界首例無(wú)金屬鈣鈦礦鐵電體在中國(guó)誕生，使我國(guó)在分子材料領(lǐng)域又一次走在了世界前列。

4.萬(wàn)有引力常數(shù)G的精確測(cè)量

萬(wàn)有引力常數(shù)G在物理學(xué)中扮演著十分重要的角色，它的測(cè)量在整個(gè)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)中占據(jù)著特殊地位。盡管實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們圍繞G值的精確測(cè)量付出了巨大努力，但截至目前其測(cè)量精度仍然是所有物理學(xué)常數(shù)中最差的。

華中科技大學(xué)引力中心羅俊院士團(tuán)隊(duì)從上世紀(jì)80年代就已開(kāi)始采用扭秤技術(shù)精確測(cè)量G值，在該領(lǐng)域開(kāi)展了大量的基礎(chǔ)性研究工作。為了研究不同小組不同方法所測(cè)得G值不吻合這一問(wèn)題，2009年開(kāi)始該團(tuán)隊(duì)采用兩種相互獨(dú)立的方法同時(shí)測(cè)量引力常數(shù)G，在2018年發(fā)表的由兩種獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得的G值，取得了目前國(guó)際上精度最高的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且兩個(gè)結(jié)果在3倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)吻合。

該研究成果在《Nature》上以長(zhǎng)文發(fā)表，被國(guó)際同行評(píng)價(jià)為“精密測(cè)量領(lǐng)域卓越工藝的典范”，為提升我國(guó)在基本常數(shù)測(cè)量領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)，并為國(guó)際上確定高精度G的推薦值做出實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。同時(shí)，在測(cè)G過(guò)程中自主研發(fā)出的一批高精端的儀器設(shè)備已在地球重力場(chǎng)的測(cè)量、地球物理勘探等方面發(fā)揮重要作用。

5.“地殼一號(hào)”深部大陸科學(xué)鉆探鉆機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

“上天不易，入地更難”，向地球深部進(jìn)軍，揭開(kāi)地球深部奧秘，將為人類提供資源、能源和生存環(huán)境的保障。深部科學(xué)鉆探工程是獲取地球深部物質(zhì)、了解地球內(nèi)部信息最直接、最有效和最可靠的方法，是地球科學(xué)發(fā)展不可缺少的重要支撐，被譽(yù)為人類的“入地望遠(yuǎn)鏡”。

為滿足我國(guó)地球深部探測(cè)工程的重大需求，在“深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)”等項(xiàng)目的資助下，吉林大學(xué)孫友宏教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合四川宏華石油設(shè)備有限公司等單位，研發(fā)了我國(guó)首臺(tái)“地殼一號(hào)”深部大陸科學(xué)鉆探裝備。先后攻克了高轉(zhuǎn)速全液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井技術(shù)、高難度自動(dòng)化擺排管技術(shù)、高速度鉆桿柱自動(dòng)擰卸和輸送技術(shù)、高精度自動(dòng)送進(jìn)技術(shù)等四大關(guān)鍵技術(shù)，解決了我國(guó)科學(xué)鉆探裝備能力小、自動(dòng)化程度低和鉆探效率低等技術(shù)難題，填補(bǔ)了我國(guó)深部大陸科學(xué)鉆探專用裝備的空白。

“地殼一號(hào)”鉆機(jī)成功應(yīng)用于“松遼盆地大陸科學(xué)鉆探工程（松科二井）”，完鉆井深7018m，創(chuàng)造了亞洲國(guó)家大陸科學(xué)鉆探井深最新紀(jì)錄。相關(guān)技術(shù)和裝備還推廣到油氣鉆井裝備領(lǐng)域，產(chǎn)品出口到海外，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。

6.原子尺度測(cè)量材料軌道與自旋磁矩

原子尺度的定量磁結(jié)構(gòu)表征，測(cè)量原子的軌道與自旋磁矩，能使理解、預(yù)測(cè)與調(diào)控磁性材料的物理性能深入至原子層面。該問(wèn)題是材料磁性表征領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)，也是國(guó)際學(xué)界的難題。電子顯微學(xué)作為材料科學(xué)的基本研究手段，可以獲取原子尺度的結(jié)構(gòu)信息，但在實(shí)現(xiàn)原子尺度磁表征方面仍存在相當(dāng)困難。

清華大學(xué)鐘虓?團(tuán)隊(duì)多年來(lái)致力于發(fā)展分析電子顯微學(xué)的基礎(chǔ)研究，提出原子面分辨電子磁圓二色譜方法，突破性地實(shí)現(xiàn)了逐層原子面的磁成像，測(cè)量出原子尺度的軌道自旋磁矩比，將自旋表征磁圓二色譜的分辨率從微米納米尺度推進(jìn)到了原子尺度。通過(guò)建立原子尺度材料結(jié)構(gòu)—成分—磁矩的關(guān)系，在國(guó)際上首次成功地將表征材料磁性的磁圓二色譜技術(shù)的分辨率從微米納米尺度推進(jìn)到了原子尺度。

7.海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化

海上大型絞吸疏浚裝備是遠(yuǎn)海大規(guī)?？焖偬詈Ｔ鞃u的國(guó)之重器，也是島礁建設(shè)、“一帶一路”港口建設(shè)等國(guó)家戰(zhàn)略任務(wù)的緊迫需求，但其核心技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外公司壟斷和封鎖。

上海交通大學(xué)“船舶與海洋工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)”發(fā)明和研制了雙螺旋刀臂載荷均化重型絞刀、變剛度順應(yīng)式雙扼架鋼樁臺(tái)車和大過(guò)流通道扭曲葉片疏浚泵等核心裝備，解決了海底堅(jiān)硬巖礁高效挖掘、惡劣海況精確定位和大塊物料遠(yuǎn)距離高濃度輸送的世界性技術(shù)難題；提出負(fù)載平衡運(yùn)行動(dòng)力配置理念，研制實(shí)景集成疏浚監(jiān)控系統(tǒng)；構(gòu)建大型絞吸疏浚裝備設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)體系，研制了56座系列化絞吸疏浚裝備，使我國(guó)形成絞吸疏浚裝備的自主設(shè)計(jì)和制造能力，建成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從“被封鎖”到“出口管制”的跨越發(fā)展。2018年3月，該團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜研發(fā)的世界最大非自航絞吸疏浚裝備“新海旭”正式開(kāi)始疏浚作業(yè)，其總裝機(jī)功率、絞刀功率和疏浚泵總功率等均大大超過(guò)國(guó)內(nèi)外同類船，是我國(guó)自主設(shè)計(jì)和建造的大型絞吸疏浚裝備的一個(gè)里程碑，標(biāo)志著我國(guó)海上大型絞吸疏浚裝備總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

8.新能源懸掛式空鐵關(guān)鍵技術(shù)與試驗(yàn)線工程

針對(duì)我國(guó)城市交通擁堵的社會(huì)難題和旅游景區(qū)觀光需求，考慮到地鐵、輕軌建設(shè)投資大、周期長(zhǎng)的客觀現(xiàn)實(shí)，以構(gòu)建“分層次、多制式、功能互補(bǔ)”的綜合軌道交通系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)地下、地面、空中立體化交通發(fā)展目標(biāo)，西南交通大學(xué)翟婉明院士領(lǐng)銜“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中唐空鐵集團(tuán)、中車、中鐵等軌道交通企業(yè)，全新研發(fā)出一種占地少、投資小、工期短、安全性高、綠色環(huán)保的新能源懸掛式空中鐵路交通成套技術(shù)，并在成都建成1.41公里長(zhǎng)的世界首條新能源空鐵試驗(yàn)線，經(jīng)過(guò)3萬(wàn)余公里的實(shí)車運(yùn)行試驗(yàn)及系統(tǒng)優(yōu)化，獲得成功，為緩解城市交通擁堵問(wèn)題提供了一種創(chuàng)新性解決方案。

該團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首創(chuàng)以鋰電池為動(dòng)力源的新能源懸掛式空鐵系統(tǒng)，自主設(shè)計(jì)、制造了懸掛式空鐵列車，構(gòu)建了懸掛式列車—軌道梁橋空間耦合動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)，研發(fā)出新能源空鐵關(guān)鍵裝備—整體平移式道岔和軌道梁系統(tǒng)。主編的我國(guó)第一部工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《懸掛式單軌交通設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》于2018年正式頒布實(shí)施。應(yīng)用本項(xiàng)目成套技術(shù)的我國(guó)第一條懸掛式空鐵商業(yè)運(yùn)營(yíng)示范線在四川大邑開(kāi)工建設(shè)。

9.土壤-作物系統(tǒng)綜合管理技術(shù)研究與應(yīng)用

綠色可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今時(shí)代科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的主要方向，踐行農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展既是保障國(guó)家糧食和環(huán)境安全的迫切需求，更是落實(shí)黨中央率先落實(shí)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要舉措。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)張福鎖院士及其研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)全國(guó)跨學(xué)科、跨部門的交叉研究，以高效利用光溫資源的高產(chǎn)群體定量設(shè)計(jì)挖掘高產(chǎn)潛力、以定量調(diào)控根層水肥供應(yīng)支撐高產(chǎn)群體實(shí)現(xiàn)資源高效，地上/地下協(xié)同突破綠色增產(chǎn)增效難題，創(chuàng)新了綠色種植理論與技術(shù)。全國(guó)玉米、水稻和小麥試驗(yàn)表明，技術(shù)增產(chǎn)20.6%、節(jié)肥14.5%、降低活性氮損失34.8%。

該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了以扎根農(nóng)村的“科技小院”為核心、覆蓋全國(guó)的“科教專家—政府推廣—校企合作”的技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)和組織新模式，解決了小農(nóng)戶技術(shù)應(yīng)用的“最后一公里”難題。先后有1152名研究人員、20萬(wàn)名推廣和企業(yè)人員，2090萬(wàn)農(nóng)民參與了技術(shù)應(yīng)用，10年累計(jì)推廣3770萬(wàn)公頃，增加糧食生產(chǎn)3300萬(wàn)噸，減少氮肥用量120萬(wàn)噸。該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)土壤—作物系統(tǒng)綜合管理技術(shù)模式，創(chuàng)造了“可能會(huì)養(yǎng)活地球”的農(nóng)業(yè)奇跡。

10.靶向腫瘤微環(huán)境的抗腫瘤治療新策略

腫瘤微環(huán)境與惡性腫瘤的發(fā)生、治療后復(fù)發(fā)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，靶向微環(huán)境開(kāi)發(fā)腫瘤治療新策略對(duì)改善惡性腫瘤療效至關(guān)重要。

宋爾衛(wèi)團(tuán)隊(duì)根據(jù)其多年的保乳和術(shù)前新輔助治療乳腺癌的經(jīng)驗(yàn)，圍繞抗腫瘤治療對(duì)腫瘤微環(huán)境的改造作用和機(jī)制進(jìn)行探索。發(fā)現(xiàn)了腫瘤微環(huán)境經(jīng)歷化療后，富集出一群能耐受化療并促進(jìn)腫瘤復(fù)發(fā)的成纖維細(xì)胞，靶向干預(yù)該亞群成纖維細(xì)胞顯著抑制腫瘤生成并提高化療敏感性；治療單抗介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞吞噬作用可通過(guò)上調(diào)PDL1抑制抗腫瘤淋巴細(xì)胞的功能，導(dǎo)致免疫耐受，證實(shí)聯(lián)合使用免疫節(jié)點(diǎn)抑制劑能明顯增強(qiáng)單抗的治療效果，從而提出聯(lián)合單抗和免疫節(jié)點(diǎn)抑制的腫瘤治療新策略；抗腫瘤淋巴細(xì)胞激活可上調(diào)長(zhǎng)非編碼RNANKILA，使其對(duì)死亡敏感，導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸，在淋巴細(xì)胞回輸治療模型中沉默NKILA可提高免疫治療效果，首次揭示lncRNA可作為免疫檢查點(diǎn)分子。以上系列研究提示，腫瘤微環(huán)境決定著惡性腫瘤對(duì)化療、單抗治療以及免疫治療的敏感性。

研究成果發(fā)表在相關(guān)領(lǐng)域的重要學(xué)術(shù)刊物上，得到了國(guó)內(nèi)外同行的高度認(rèn)可，研究工作為研制新型腫瘤免疫治療方法提供了理論依據(jù)和技術(shù)準(zhǔn)備。

（按申報(bào)學(xué)校拼音順序排序，排名不分先后）

《中國(guó)教育報(bào)》2018年12月27日第3版