于欣格：在真實與虛擬間感知萬物

李 桐

熬夜、酗酒、情緒激動，現如今成為年輕人猝死的導火索。不管身體這座石橋多么堅固，疾病還是可以像泄洪一樣，以絕對氣勢沖垮最后一道防線。疾病面前，人類該如何自處？醫療體系又該如何防護？香港城市大學教授于欣格一直在尋找答案。

風乍起——柔性電子器件初現

俗話說，久病成醫。現如今，很多人碰到如感冒等小疾病時，不需要醫生，就可以自己做好護理。但在碰到重大疾病時，往往束手無策，無能為力。2020年伊始，新型冠狀病毒來襲，人們在疾病面前感染、發熱、呻吟、窒息，沒有一絲還手之力。崩潰的醫療系統，讓很多國家的人民在等待中絕望地離去，至今人人自危。但是，如果人人身邊都有一個“醫生”陪同，現實會不會是另外一番景象？

以新冠肺炎疫情為例，自疫情起，防備不敢有一絲松懈，之所以余威尚存，關鍵在于“無癥狀”和“傳染性”的殺傷力太強。很多人根本不知道自己感染，所以無意中，一傳十，十傳百。但是，如果一開始，患者身邊的“醫生”就告訴自己已經感染，那即使傳染性再強，病毒也可以被扼殺在源頭之上。

事實上，除了新冠肺炎，還有很多我們不知道、不了解的疾病在攻擊人們的健康，如何改變這一現狀？這就需要一批敢想敢做，勇為人先的科學家。于欣格及團隊就是那一撥敢于創新的先行者，在他們的努力下，擁有“健康管理師”的時代，正快步走來。

疾病面前，現實與理想之間的矛盾，說到底，是由醫療資源短缺造成的。那該如何舒緩醫療壓力，改進醫療體系呢？“柔性電子器件或可實現。”在談到這一問題時，于欣格不緊不慢地開口說道。

“傳統的醫療器械，或者像冰箱一樣，很大、很不便攜，或者像電腦機箱一樣，很硬還有很多線。而如果想要24小時全天候對身體進行監控，就需要一套輕薄可穿戴便攜式的系統，這就是柔性電子器件。”過去十幾年，從學習到工作，于欣格大部分時間都留在實驗室中，致力于柔性電子器件研究，在將不可能變為可能的途中，他和團隊面臨過多番挑戰，但這些困難都被他們成功化解。只不過，成功背后，是他連續8年都沒能回老家和父母一起過春節的付出。

“我們最終想要達到的目標是，通過輕薄化、柔性化、小型化和可穿戴化，將傳感器或者其他輔助性設備便攜地佩戴在人們身上，實現健康狀態實時監控。”在理想的道路上，年輕人的沖勁和拼搏，被他牢牢地刻在項目的愿景中。

于欣格

開發出這樣一套實現全民健康監測的系統，必將需要材料、物理、電子、通信、醫學、機械、化學等學科的融合碰撞。挑戰的難度已然很大，但于欣格對未來的憧憬或許更大。“如果我們能實現健康狀態的實時監測，那我們就可以收集到身體狀態的信號，然后再利用大數據、人工智能等工具，將采集到的信號進行分類，以此預測潛在的突發疾病。”如此一來，設備不僅能實現健康監控，還能實現生命的紅燈預警。

試想一下，如果疾病真能提前預測，那就能避免無數生命在最后一刻才去治療的悲劇。這也就意味著，這種設備的出現，有可能讓新聞中的猝死、心臟驟停、暈眩、心悸等成為過去式。醫學的進步，或許不僅在于破解了多少疑難雜癥，還在于如何讓人類盡可能少地遭受磨難。為此，于欣格正以理想為帆，以技術為劍，穿過層層困難，直擊醫學腹地。

憶往昔——人生步步蛻變

科學發展到今天，科學家前輩已經完成了學科的搭建，作為年輕的一批科學家，拓展學科應用發展，成為他們肩上的重擔，于欣格身上就有新一代科研人的“智”與“勇”。

本科時期，于欣格學習信息顯示與光電技術，雖然初入領域，但在老師的啟蒙下，他心里已經有了一道光。而后在研究生階段，他開始做規劃，并追隨領域內優秀導師學習有機光電子器件。到了博士時期，他一鼓作氣，成功申請到出國機會，前往美國西北大學化學系做聯合培養博士，學習無機化學合成。博士后時期，總結前期所學，他全面進軍柔性電子器件領域，針對實際應用展開科研生涯。從找到興趣到從事工作，于欣格踏踏實實，一步一個腳印地在領域疾馳。也是憑借自己的真才實學，工作后，他快速組建一支年輕的團隊，并在短短幾年內，迅速在領域嶄露頭角，成為不可忽視的一股力量。

于欣格的成功，除了自己的努力，導師也起到了至關重要的作用。在他心里，研究生導師——四川省顯示中心主任、京東方和國家地方聯合實驗室副主任于軍勝，博士生導師——美國科學院工程院院士Tobin Marks，博士后導師——美國科學院、工程院和醫學院大滿貫院士John Rogers，都是他科研路上的巨大助力。“作為全世界的頂尖科學家，他們從工作生活的各個層面，給予了我很大的幫助和支持。”于欣格說。

他印象尤深的是，博士期間，導師告訴他：“科研既可以在一個方向上不斷深入，也可以在一個方向學通了之后，多見識幾個方向，然后進行多領域整合。”這番話讓于欣格深受啟發。結合自身特點，他大膽轉換方向，開辟新戰場，不斷積累材料，補充物理、化學等領域知識。由于多學科交叉的背景，于欣格后來在柔性電子技術項目中身兼多職，如魚得水，也因此在短短兩年內就獲得了突破性成果。

除了專業上的啟發，導師謙虛好學的經驗分享，也讓于欣格受益匪淺。

在伊利諾伊大學，博士后導師Rogers教授曾在團隊總結會上說過這么一句話：“日常生活中，可以找一個你覺得非常優秀的人，看他的處事態度，借鑒他的工作方式。如果你不知道怎么借鑒，你就直接向他學習，然后再不斷改進。”

一直以來，得益于Rogers教授的號召力和影響力，于欣格所在的團隊能人輩出。他們目標清晰、執行力強、擅做規劃、精于時間管理……優點不勝枚舉。如何取長補短，變得同等優秀，是虛心好學的于欣格一直思考的問題。導師的一番話像一道光點醒了他，與其臨淵羨魚，不如以他們為目標，借鑒學習。于是，以博士后階段為起點，于欣格開始成名前的積累沉淀。

猶如一粒種子，在優質水源的澆灌下，逐漸發芽、開花，長成參天大樹。在優秀同事云集的林子里，于欣格的身上也悄然發生著巨大改變。

與柔性電子創始人、博士后導師John Rogers教授合影。

博士后工作結束后，于欣格回國。在團隊成員眼里，他是一個在工作中處處嚴要求，時時高標準，聰慧理性的主心骨。有時為了攻克一個難題，他能幾天幾夜不休息，腦子里全在想破解的方法。所以，無論什么時候跟他討論新點子，他總能立馬給出反應，好像腦子永遠不會關機。

此外，柔性電子設備涉及學科眾多，很多時候，一個領域的細節偏差，會影響整個實驗結果。尤其是科研攻關后期，每個人的耐心消耗殆盡，因此，當被告知實驗結果出現偏差的那一刻，團隊成員或多或少會抱怨、氣憤、失望，但于欣格很少有大的情緒波動，他的眉眼間似乎從不表露憂愁，即使結果不盡如人意，他也淡然接受。然后推翻重來，仔細尋找問題所在，直到成功得到實驗結果。

春去秋來，不知不覺中，于欣格已經在日常工作中變得越來越有經驗，并逐漸向頂尖導師們看齊。前不久，他入選《麻省理工科技評論》35位年度中國科技青年英雄榜，向著柔性電子領域，于欣格開始了自己的新征程。

看今朝——皮膚VR三維重建

從前，車馬很慢，只能見字如面；如今，視頻出現，不僅能聽見久違的聲音，還能看到熟悉的容顏。從聽覺到視覺，人們不斷模糊時空，明晰五官感知。如今，于欣格也還想再往前跨一步，讓觸覺變得更加真實，而皮膚VR，就是于欣格在柔性電子領域開啟的新征程。

皮膚VR，就是利用VR和AR技術，通過皮膚傳感器將信息收集起來，然后再通過觸覺交互傳感器，將信息反饋給用戶，讓用戶感受到“觸摸”。這款可以集成在皮膚上的無線觸覺反饋系統，能貼附在身體的各個部位，無需電池驅動，利用近場通信（NFC）技術便可實現精確控制。

那這套系統潛在的應用有哪些呢？

首先是社交媒體，假設衣服里面有這種設備，那么屏幕前的雙方，就可以通過觸摸屏幕，真切地感受到對方的情況；其次是游戲領域，在電子游戲中，操作的選手被對方打了一下，真人身體里也會有真實的痛感；另外還有醫學領域，對于裝有義肢的人來說，機械臂拿東西的時候感受不到傳回來的感覺。但是如果把皮膚VR佩戴在手臂上，他用機器的胳膊去抓某一樣物體時，設備的末端就會感受到一定信號，人體就可以感受到真實的觸覺。

與美國兩院院士、博士生導師Tobin Marks教授合影。

于欣格因為從事生物醫學工程專業，所以在電子領域，他還利用皮膚VR中的觸覺反饋技術，研制了一款靈活度非常高的設備——可以探測人體組織和器官的智能活檢針。

穿刺活檢是判斷良惡性腫瘤最準確的方法，目的是確定“是不是癌”“是哪一種癌”“是否是用藥敏感的癌”，是后續治療成敗最為關鍵的一步。

傳統的治療方式是，當在人體內發現一個腫瘤時，醫生無法判斷腫瘤是良性還是惡性的，這時可以做的就是使用生物醫學設備，即利用一跟小小的探針插入到人體當中，獲取更多這一部分的組織，然后去檢測它是良性還是惡性的。一般而言，這個過程非常依賴醫生的經驗。因為醫生在取樣過程中，需要不斷地按壓探針，直到他準確獲得這個組織為止。如果這個過程出現差錯，會產生很多問題，比如這個活組織檢查并不能夠達到腫瘤，或者完全穿過腫瘤，這就沒有辦法獲取組織，準確度會受到影響。另外，腫瘤大小也會影響活組織檢查的準確性。也就是說，相當一部分檢測沒有辦法得到一個準確樣本，這樣的話就會錯失一個合理的治療計劃。那如何去增加診斷的準確率呢？

為了解決這個問題，于欣格及團隊設計了智能活檢針，它有兩個功能性組成部件，一個是執行器，另外一個是傳感器。于欣格介紹說，當傳器感應到腫瘤時，智能活檢針的執行器就可以主動工作協助傳感器探測腫瘤組織的信息，然后通過傳感器進行反饋，最后建模，以此定位身體內部腫瘤的具體位置。兩大功能器件的合作，極大地提高了整個檢測的準確性和標準性，減少對醫生經驗的依賴。在后續一系列體內和體外的動物測試中，探針在肺、肝、腎、喉嚨等組織中，都能分辨出正常和異常的腫瘤。據統計，穿刺活檢成功率可達99%以上。

“這項技術滿足了臨床需要，而且工具簡單，可以在短時間內被外科醫生掌握，在不增加手術難度的同時，極大地提高了手術的精確度和安全性。”于欣格自豪地說。業內專家也評論道：“這項技術設備為患者提供了更精確、更快和更安全的手術。”

“電子化學在醫學領域還有很多機會和潛力，我們也將更好地發揮它的潛力。”未來，于欣格將和更多的醫生，材料、力學等領域專家交流學習，把技術更好地融合在設備中，比如，把機器人等設備整合到皮膚觸覺反饋系統當中，以此對諸多疾病問題進行實時監控。

科技的力量無限，科學家的未來同樣不設限。懷著一顆赤子之心，于欣格繼續以專業為本，在醫學領域為人類造福。目前，他的團隊有2名碩士、9名博士和3名博士后，他相信在上下團結一致的攻關下，柔性電子技術、生物集成和電子技術很快就能在醫學領域大放光彩。“我們對技術這一塊還是蠻自信的。”于欣格笑著說，這是他們面向未來繼續探索的利器和底氣。