新加坡国立大学研究小组荣获詹姆斯·戴森国际奖

　　来自新加坡国立大学工程学院的一组年轻团队在为青光眼患者带来新“希望”方面迈出了一大步。他们发明的可穿戴式眼压电子皮肤传感器(Home Eye Pressure E-skin Sensor，简称 HOPES)专为安全、准确、无痛、低成本的家用眼压(IOP)检测而设计，并入选为今年詹姆斯·戴森奖(James Dyson Award，由詹姆斯戴森基金会筹办，以鼓励年轻人发挥潜力、成为设计工程师为目标的知名国际奖项)三大国际获奖团队之一。

　　这是该奖项成立17年来，新加坡团队首次获得国际冠军。

　　詹姆斯·戴森奖是一年一度的国际设计比赛，旨在鼓励有抱负的工程师和发明家运用他们的知识，发现解决问题的新方法，通过技术改善生活、改变世界。

　　该项获奖设计取名为HOPES，它结合了电子皮肤(e-skin)传感器技术和人工智能，为在家自我检测眼压的用户提供了一种便捷方法。此项发明先是获选为新加坡国家冠军，然后从来自28个国家和地区的83个参赛团队(选手)中脱颖而出，成功入围世界前20名。詹姆斯•戴森先生亲自审阅了这前20名的参赛作品，并将HOPES评为今年的国际冠军。该奖项由戴森公司的慈善部门詹姆斯·戴森基金会颁发。

　　“我亲身体验过青光眼检查时的侵入性和不适感，但这又是一项至关重要的检查。而这群年轻人却解决了这样的问题，虽然这个问题并不直接影响到他们，但却关系到他们的家庭成员。他们的工作有可能促使青光眼检测更广泛地应用，我也祝愿他们在进一步发展和医疗审批过程中取得成功，”戴森公司创始人兼首席工程师詹姆斯·戴森说道。

　　作为国际获奖者之一，新加坡国立大学团队将获得奖金3万英镑，他们打算用这笔资金进一步发展这个项目。

　　新加坡国立大学工程学院院长程文耀(Aaron Thean)教授表示：“对创造HOPES的团队来说，获得詹姆斯·戴森国际奖是一项非凡的成就，我们为他们感到无比自豪。他们的发明，以及创造HOPES的个人灵感和动力，体现了我们的愿望——即通过整合创意设计、工程独创性和对人类社会需求的深刻理解，带来技术的影响。我们祝愿该团队在进一步推动HOPES发展，以及将其推向市场方面取得成功。”

　　HOPES由新加坡国立大学材料科学与工程系、医疗健康创新与科技研究院的博士生鱼珂露(Yu Kelu)和李思(Li Si)，以及材料科学与工程系研究工程师李国恒(David Lee Kwok Hung)共同开发。该团队由材料科学与工程系助理教授郑志强(Benjamin Tee)指导。

　　团队成员鱼珂露说：“我们很高兴获得今年詹姆斯·戴森奖的国际冠军，也很荣幸成为该奖17年来第一支获得此奖的新加坡团队。在研发过程中，我们必须克服多重挑战，才能开发出一种轻便携带的家用设备，并能够进行精确的非侵入性眼压检测。这个奖项将推动我们进一步发展HOPES，从而造福新加坡乃至全球的青光眼患者。”

　　该团队的导师郑教授表示：“詹姆斯·戴森奖是一个绝佳的平台，它可以让年轻的工程师和设计师展示伟大的创意，并将其转化为对社会产生影响的产品。我们研究小组的座右铭是——创造能够积极影响生活的突破性技术。我很荣幸获得国际认可，也为学生团队通过HOPES所取得的成就感到骄傲。我期待在未来的某一天，数百万人都能用上HOPES。”

　　HOPES——以病人为中心的解决方案

　　创造HOPES的想法源于该团队希望找到一种方法来帮助珂露的父亲——他于2019年12月被诊断出患有青光眼，这是一种眼压增高损害到视神经的疾病，会导致失明。目前还没有治愈这种疾病的方法。

　　作为治疗计划的一部分，54岁的鱼先生必须每两到三个月去一次医院，确保眼液压在安全范围内，而且每次去医院都要花两到三个小时。据珂露说，每次医生测量他的眼压时，她的父亲都需要麻醉，而且整个过程非常难熬，因为他在等待探针检测时必须睁大眼睛。

　　通过咨询临床医生、了解其他青光眼患者面临的问题，以及研究了目前的青光眼检测方法后，该团队经过近百次迭代后创建了HOPES。不像Goldman压平眼压测量法——测量眼压的黄金标准——会引起患者的不适，HOPES的设计适用于眼睑，所以避免了角膜擦伤。

　　“自2018年以来，我们一直在郑教授的指导下研究高分辨率和高速电子皮肤传感器阵列。当我们知道青光眼患者和医生面临的困难时，我们觉得可以将传感器技术与人工智能相结合来提供解决方案。这个想法始于2020年，我们花了8个月才达到HOPES目前的阶段，”李思回忆道。

　　低成本——易于使用的眼压自我检测设备

　　HOPES让用户在家就可以方便地定期测试眼压。它由指尖装有传感器的手套组成，并与移动应用程序相连。想要测量眼压，青光眼患者只需戴上手套触摸眼睑即可。手套指尖上的传感器随后以毫秒以下的精度记录用户眼睛的动态压力信息，机器学习算法则对收集到的信号进行处理，持续计算用户的眼压。最终，HOPES将成为远程医疗平台的一部分。

　　该团队估计，如果大规模生产这项技术，其成本将低于200新元，而且如果有额外的财政支持(例如医疗保险)，成本可能会变得更低，从而使购买该设备的价格更实惠。这只是市面上可售机型成本的一小部分，价格从2000到4000新元不等。

　　未来规划

　　该团队正在与新加坡国立大学医院的临床医生进行合作，收集和分析更多患者的眼压数据，进一步增强该系统使用的机器学习模型。

　　李国恒补充道：“另外，我们正努力迭代和测试这项技术，以优化其性能；同时还在改进这项发明的设计，以便在未来三到五年内将HOPES推向市场之前进行更深程度的临床试验。”

　　在评论今年的比赛时，詹姆斯·戴森先生说道：“将一个想法商业化是非常困难的——我希望这个奖所激发的精神，以及它提供的财政支持，能给这些想法提供一个通向成功的跳板。”

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