當代表全省最高實力的科技項目同臺開展“年度匯報”，青島繼續保持了龍頭引領地位。在2024年度山東省科學技術獎評選中，青島涌現出一批技術引領性強、成果轉化成效突出、產業帶動力大、社會效益顯著的獲獎項目。

在獲獎項目中，本報選取了來自未來空間、生命健康、智能家電等賽道的一等獎項目代表進行風采展示。透過相關獲獎項目，我們可以看到青島強化科技創新引領的發展路徑——

錨定“10＋1”創新型產業體系，通過鍛造高能級創新平臺、打開科技成果轉化通路，促進科技創新與產業創新深度融合，進一步增強發展內生動力，加快提升城市核心競爭力，更好實現高質量發展。

高光譜分辨率激光雷達給環境氣象“做CT”

在青島膠東國際機場內，一臺不起眼的白色設備正24小時不間斷地運行著。它的工作是對機場周邊的風切變和飛機起降時產生的尾流等進行精準監測、實時預警——這些都是影響飛機起降安全和通行效率的重要因素。

這臺為航空運行保駕護航的設備，就是來自青島鐳測創芯科技有限公司（簡稱“鐳測創芯”）的三維掃描型測風激光雷達Wind3D10K。這家科技企業由中國海洋大學成果轉化落地而來，創始人吳松華也是中國海洋大學信息科學與工程學部的教授。

鐳測創芯研發的三維掃描型測風激光雷達設備。

通過產學研協同創新開展關鍵技術攻關，鐳測創芯攻克了氣象環境探測領域世界前沿技術難題，研發了先進適用的裝備，進一步在算法配套、軟件系統搭建等方面進行了配套，支撐建立起了“空—天—地—海”跨平臺高光譜分辨率激光雷達遙感觀測系統，構建了全球最完備的測風激光雷達產品型譜矩陣。目前，產品已廣泛應用于氣象防災減災、風力發電、環境污染監測、海洋探測、低空經濟保障、航空安全及效率提升等領域。

由中國海洋大學牽頭與鐳測創芯共同完成、吳松華為第一完成人的“高光譜分辨率激光遙感技術裝備研發與應用”項目因此獲2024年度山東省技術發明獎一等獎。

讓看不見的風“可感可測”

吳松華介紹，地球觀測科學領域中，該項技術通過三維層析遙感的方式實現立體探測，相當于給環境、大氣、海洋等“做CT”，實現立體實時高精度探測。“微波波長通常是分米級、厘米級，而激光波長可以達到微米甚至納米級。與微波雷達相比，使用激光進行探測具有更高分辨率。”吳松華說。

從實驗室到產業線，該技術累計經歷了近30年攻關，突破了激光雷達高光譜分辨率、定量化、高精度探測關鍵技術，自主研制了高精度鎖頻—穩頻—鑒頻系列核心器件。目前，項目已經實現了亞皮米級（約10—12米）光譜分辨率——這相當于在1000米的距離外區分出0．001毫米的差異；相關設備已經實現最大30公里范圍內的精準探測覆蓋。

在核心技術和裝備的支撐下，該項目實現了對環境氣體成分的精細化分析。吳松華告訴記者，目前相關產品和服務已經從大氣風場探測擴展到二氧化碳、甲烷、溫度、濕度、氣溶膠、PM2．5、PM10等多項成分的檢測和分析，讓看不見的風不僅“看得到”還能“測得準”，能分析出探測物的具體成分和濃度。“比如，二氧化碳在大氣中的含量約為400PPM（即parts per million，表示百萬分之一）。對如此微弱的含量進行探測和分析，我們的技術可以測量到400PPM的1％。”吳松華舉例。

“青島智造”賦能千行百業

去年3月15日，四川省甘孜州雅江縣發生森林火災。在山火救援中，該項目的高光譜分辨率激光雷達設備發揮了重要作用。設備實現了森林山火的精準定位，并根據精準測量到的風勢、火勢、風向等因素給予救援建議，為搭建山火隔離帶和展開搜救工作提供了指引。

氣象環境與國民經濟多個領域深度耦合，直接關系國家重大戰略、關乎人民生命健康。在多個領域，該項目的相關技術和產品都實現了落地應用——

在海上風電領域，通過風場精準探測結合全生命周期風資源評估，可幫助風電場提升發電效率5％以上。以一個100MW的風電場計算，這意味著每年可多創造約1500萬元收益；

在機場，激光雷達技術可以把周邊十幾公里半徑、幾公里高空以下的三維立體風場通過三維掃描精準顯示，動態捕捉到飛機尾渦的位置、強度等數據。吳松華預測，設備全面應用可將航班延誤率降低30％到70％；

在氣象領域，項目還在推動高分辨率數據驅動AI天氣預報模型，實現對突發極端天氣的快速預警；

通過產學研協同創新，該項目已形成系列化裝備并實現進口設備的國產化替代，讓我國在高精度遙感領域躋身世界第一梯隊。以“青島智造”賦能千行百業，該項目成套技術實現產業化后，產值已超4億元，帶動相關產業降本增效超30億元。

讓反式烏頭酸在全球首次實現規模化量產

不久前，全球首個反式烏頭酸綠色生物制造項目投產運行。通過合成生物技術，該項目讓反式烏頭酸這種極具應用前景的有機酸正式進入了量產階段。而這項“全球首個”獲得突破的源頭，來自于中國科學院青島生物能源與過程研究所（以下簡稱“青島能源所”）的技術攻關。

經過多年深耕，青島能源所以工業土曲霉作為底盤細胞，系統構建了“使能技術—細胞工廠—發酵工藝—分離純化”一體化的技術體系，實現了成果轉化落地，突破了反式烏頭酸原料可及性困境；在此基礎上，項目結合綠色催化技術進一步合成了反式烏頭酸酯，并面向下游產業實現了多場景應用。在此次2024年度山東省科學技術獎評選中，由青島能源所牽頭完成的“反式烏頭酸微生物綠色制造技術”項目獲技術發明獎一等獎。

合成生物打開產量“通路”

反式烏頭酸是一種重要的生物基化學品，在農藥等領域具有廣闊應用前景。傳統生產方式中，反式烏頭酸主要從植物中提取，即使在甘蔗等含量偏高的原料中，其含量也僅有0．1％—1％，分離純化成本極高；而通過化學合成法生產，則面臨副產物多、污染嚴重等問題。這些瓶頸導致反式烏頭酸始終無法實現規模化生產，嚴重制約了其下游應用開發。

面對這一世界性難題，青島能源所另辟蹊徑，通過合成生物技術構建“細胞工廠”，實現反式烏頭酸的高效生物合成。項目第一完成人，青島能源所所長、黨委書記呂雪峰介紹，相關研究選取土曲霉這種在工業生產中廣泛應用的絲狀真菌作為底盤細胞，首先聚焦于其遺傳改造困難的技術難題開展系統性攻關。“針對工業菌株‘能不能改’的難題，我們開發了基于CRISPR技術的高效基因編輯方法、可視化的遺傳操作工具等。”呂雪峰說，“有了‘趁手’的工具，我們對菌株基因的編輯效率從5％提高到近100％，實現了對工業菌株的精準遺傳操控。”

項目第一完成人，青島能源所所長、黨委書記呂雪峰在實驗室觀察培養皿。韓星 攝

呂雪峰進一步解釋了團隊如何解決了“怎么改”的難題。結合發酵過程代謝規律，通過解析反式烏頭酸的生物合成機制，結合精準編輯基因、解析跨膜轉運蛋白機制等方式，團隊優化了菌株的代謝通路，建造了高效產反式烏頭酸的土曲霉細胞工廠。

呂雪峰告訴記者，通過先后三代基因工程菌株的迭代開發，項目實現了生產技術從無到有、從低到高的持續突破，實驗室搖瓶產量達到57g／L。之后，與企業一起從多尺度層面展開了系統的發酵工藝優化并完成逐級放大，直至生產示范工程放大驗證，10噸罐中發酵85小時產量達到106g／L。這一突破不僅驗證了合成生物技術在大宗化學品生產中的巨大潛力，更為后續產業化奠定了堅實基礎。

“找到客戶的客戶”

“在‘從0到1’的基礎上，我們首先探索了‘從1到10’的中試放大工作，建立了噸級發酵中試平臺。”呂雪峰介紹。通過工藝優化和參數調整，該項目初步實現了技術從實驗室到產線的放大，彌合了實驗室研究與工業化生產之間的鴻溝。進一步與魯抗醫藥等企業合作，項目實現了反式烏頭酸的規模化生產與應用。

這一跨越標志著我國在全球率先突破了反式烏頭酸量產的技術壁壘，突破了反式烏頭酸原料可及性的困境。目前，依托該項目開發的反式烏頭酸新型殺線蟲生物農藥，正在進行一類新農藥登記。

再向前一步，團隊進一步開發出反式烏頭酸酯——這是一類重要的新材料。它可以作為增塑劑，替代塑料制品中廣泛使用的有健康危害的鄰苯類增塑劑。為這類新材料找準應用場景，團隊在推動量產的同時面向產業下游開拓市場，目前已應用于醫用材料領域。

通過產學研合作，該項目實現了“細胞工廠構建—規模發酵產酸—高效分離純化—綠色催化酯化—終端產品應用”的完整商業閉環。“只突破技術不落地產業是沒有前途的，實現了原料規模量產但沒有具體應用場景也是不可持續的。”呂雪峰說，“我們不僅要落地轉化實現原料量產，還要找到客戶的客戶，放大下游應用，才能真正實現科技創新與產業創新深度融合。”

讓洗衣機擁有“眼睛”和“大腦”

想象一下，將一件沾滿火鍋氣味的羊絨外套扔進洗衣機，會產生什么結果？不能水洗的羊絨材質被“蹂躪”得皺巴巴、火鍋的氣味也不一定能徹底除掉。現在，這樣的麻煩事似乎有了更智慧的解決方案。

在海爾集團，當工程師執行了同樣的操作，令人驚訝的一幕發生了：洗衣機推薦了“空氣洗”模式。程序運行結束后，將羊絨大衣從洗衣機里拿出來，不僅火鍋氣味沒有了，衣物面料也變得更加平整。

支撐這一效果的，是青島海爾洗滌電器有限公司牽頭完成的2024年度山東省科學技術進步獎一等獎項目——“面向洗護領域智能洗烘關鍵技術的研究及產業化”。

該項目通過研究智能判干算法、多場耦合控制、機器視覺算法、結構極限設計、流體仿真、拓撲優化及高阻尼減振技術、大語言模型等，創新研發了全球首臺一機雙筒智能洗烘集成機，提供了一種既可水洗又可烘干護理的智能、舒適便利、高性能洗烘一體解決方案。

從“能用”到“好用”的技術革命

項目第一完成人、卡薩帝洗衣機品牌總經理李文偉告訴記者，該項目通過十大核心技術的研發與應用，解決了傳統洗衣機、干衣機洗護參數固化、無法智能調整、洗護效果差的行業痛點。

全球首臺一機雙筒智能洗烘集成機。

正在高速脫水的洗衣機上，一枚豎立的硬幣紋絲不動，直觀地展示了其穩定性。這是因為針對傳統洗衣機振動大、噪聲高的問題，項目團隊研發了非線性低振靜烘技術。該技術采用拓撲優化的殼體結構和新型高阻尼減振材料，實現了不管是低速運行還是高速脫水，設備振動較普通疊放組合降低50％以上，噪聲降低了6分貝。在中國輕工業聯合會組織的鑒定中，這項技術達到國際領先水平。

再如，干衣機在運行過程中往往會出現衣物纏繞在一起，導致烘干不均勻等情況。針對于此，項目首創了3D智能感知勻烘控制技術，可以通過電場傳感技術，立體感知不同衣物、不同部位的含水量分布情況，實現“衣干即停”，解決了傳統干衣機因衣物纏繞導致的“外干內濕”問題，確保了烘干均勻。

值得一提的是，與傳統洗衣機上方疊放干衣機的組合不同，該產品創新一機雙筒結構，真正實現了“洗烘一體”。這得益于項目在結構設計方面攻克了一機雙筒集成熱泵技術難題。

從“會洗”到“懂洗”的智能進化

將一件沾滿污漬的白色襯衫和一條黑色牛仔褲同時放入，洗衣機會立即發出語音“警告”：“檢測到深淺色衣物混洗，建議分開洗滌。”

“傳統的洗衣機是‘盲洗’，而項目的相關技術讓它有了‘眼睛’和‘大腦’，實現了‘看著洗’。”李文偉說，“這得益于一項名為‘AI之眼’的技術。”衣物種類繁多，類型、顏色、紋理差異大，且在實際使用中可能會受光線、遮擋等因素影響識別準確性。如何讓洗衣機“看”得清楚？該項目采集了20萬不同狀態的衣物數據，并通過數據增強技術擴充10倍數據量。使用神經網絡模型，并通過遷移學習技術、注意力機制、預訓練模型提升了系統的識別精度。“就像教孩子認識世界一樣，工程師們讓機器‘見識’了各種類型、顏色、狀態的衣物，使其具備了自主判斷能力。”李文偉如此比喻。

通過技術創新，該項目將傳統的單品組合升級為一體洗烘集成，開創了行業一體智能洗烘新品類，獲中國專利優秀獎、德國iF設計大獎、國際reddot設計大獎等榮譽。讓洗衣機完成了從“會洗”到“懂洗”的智能進化，項目為用戶提供了智能、舒適便利、高性能的洗烘體驗，也獲得了市場認證。截至目前，該項目帶動銷售收入累計超百億元。此外，精準、高效的洗烘工作也帶來了綠色低碳的節能效果，按照現有銷售規模測算，相關產品每年可節約用水超560萬立方米、節電8200余萬度，相當于減少碳排放6．5萬噸。

該項目推動洗衣機行業從傳統的價格競爭轉向價值競爭，推動了中國制造向高端化、智能化轉型升級。