作者:江庆龄,吴斯琦 来源:中国科学报 发布时间:2026/10/14 22:58:21
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AI调香、体温发电、农用灌溉有“大脑”,它们亮相工博会

 

10月12日至16日,第二十六届中国国际工业博览会(以下简称工博会)在上海举行,全国63所高校汇聚高校展区集中展示527项优质科创成果。

上海应用技术大学坚持“以产定研”,把科技创新真正锚定产线真实需求,携7项高水平代表性科研成果亮相工博会,覆盖新能源材料、新材料与热电、智能制造、汽车轻量化、智能调香、安全应急、智慧农业等领域,展现学校以“应用导向、技术创新”特色定位的产学研深度融合与科技成果转化成效。

能“读懂”情绪的调香机

上海白玉兰、甘肃苦水玫瑰、新疆伊犁薰衣草……在上海应用技术大学展区,一台内部整齐排列着100个香基模块的智能调香机格外引人注目。

智能调香机。上海应用技术大学供图

“想要一款助眠的夜间香氛,并且可以让情绪更平稳。”只需说出这样一句定制需求,几秒之后,名为“琉璃香篆”的配方便跃然屏上。随后,机器开始从香基模块中精准吸取、组合、调配——檀香、安息香、乌龙茶、红茶、蔷薇、复合木香,香蕉香、酒香被按比例混合、摇匀,前调、中调、后调在算法的驱动下快速完成。一瓶专属于此刻情绪的香氛,就这样诞生。

这台机器把上海应用技术大学多年的调香经验,与大数据、人工智能算法深度结合,不仅能根据消费者需求个性化定制,更能巧妙融入中国特色元素与健康理念。

“比如薰衣草助眠,白玉兰代表海派文化,让香味不仅有情感,更有文化。”上海应用技术大学科研院副院长、香料香精化妆品省部共建协同创新中心副主任寇兴然表示。

据了解,智能调香设备围绕智能生成模型与高精度快速调配两条主线搭建,将调香专业判断与日常管理全面纳入数字化流程。

在智能生成模型一端,食品调香模块内置CVAE 等生成模型,可根据关键香气分子与目标食品类别自动构建香精骨架,适用于食品风味设计与减糖风味补偿等需要快速原型验证的场景。

日化调香模块则部署基于语义理解的香基配方生成模型,输入“清冷木质调”“雨后森林”等自然语言描述,系统即可调用预置的100种定制香基,生成前、中、后调协调、符合市场审美的香氛配方。

寇兴然介绍,原料管理模块实时跟踪每瓶原料的库存、效期与仓内位置;配方管理模块支持随时新建、保存、修改,界面上即可调整用量、替换香基或重组香韵结构;调配任务模块可将最多20个配方一次性排入队列,与硬件联动后自动连续运行、全程无需人工干预;调配完成后,系统自动生成详尽记录,移液体积、称重校验等数据完整留存,满足合规审查与知识产权确权需求。

让体温发电、让呼吸“说话”

贴在手臂上的薄膜,能利用体温产生电压;藏在口罩里的柔性器件,能把一呼一吸变成看得见的电信号。上海应用技术大学科学技术研究院院长杜永团队带来二维硫族化合物柔性热电材料与器件,让人体散发的热量有了新的用途,也为可穿戴电子产品提供了新的设计思路。

二维硫族化合物柔性热电材料与器件。

杜永介绍,这项成果的关键是一种能够将温差转化为电能的热电材料。研究团队将这类材料制成柔性薄膜,使器件能够弯曲、贴合人体,并进一步探索如何利用皮肤与环境之间的温差发电,以及如何通过温度变化感知呼吸。

团队首先要解决的是“如何把材料变薄”的问题。

“把具有层状结构的材料想象成一本书,我们做的事就是把叠在一起的‘书页’分开,得到细小的纳米薄片。”杜永说,团队利用水热锂离子插层剥离技术,让锂离子进入材料层间,帮助原本堆叠的层片分离。这项技术已从Bi-Te合金拓展至硒化锡(SnSe)、二硫化钼(MoS2)等10余种材料体系。

要制成性能均匀的复合薄膜,还需要让这些薄片在导电聚合物中充分分散。团队通过选择合适的溶剂、优化复合分散工艺,并结合丝网印刷和溶液3D打印等方法,将复合材料加工成柔性薄膜与器件。

在人体温差发电演示中,团队将溶液3D打印的SnSe纳米薄片基热电器件佩戴在手臂上,利用皮肤与周围环境之间的温差,产生了约1.0毫伏的电压,展示了采集人体热量的可行性。

此外,团队将打印的MoS2纳米薄片基热电器件集成到口罩中,制成能够感知呼吸的智能口罩。呼气与吸气带来的温差变化,会转化为随时间起伏的电压信号,由此观察呼吸的快慢与节律。

杜永表示,未来,这类柔性热电薄膜有望贴合工业设备表面,用于温差能量采集与温度监测;也可探索集成于电子皮肤和软体机器人中,将温度变化转化为电信号,为环境感知和人机交互提供支持。

为智慧农业监测与智能灌溉系统装上“大脑”

农业用水是水资源消耗的重要组成部分。传统灌溉方式主要依赖人工经验或固定时间控制,难以准确反映作物实际需水状况,容易造成水资源浪费。

上海应用技术大学“双师型”副教授王学敏团队带来的“面向智慧农业的农田蒸散监测与智能灌溉系统”,将智能感知、数据分析与自动化控制技术相结合,为农业节水增效提供了新的技术解决方案。

面向智慧农业的农田蒸散监测与智能灌溉系统。

走近展示系统,多源环境感知设备、智能灌溉控制装置和可视化管理平台共同构成了一套智慧农业技术体系。系统能够实时获取农田环境与作物生长相关信息,对农田水分变化及作物用水状况进行动态监测与分析,为农业生产管理和精准灌溉提供数据支撑。

此外,科研团队将农田水分监测与智能控制技术相结合,研发了具有数据分析、灌溉决策和自动控制功能的智能灌溉系统。该系统能够根据农田环境与作物用水状况,辅助判断灌溉需求,并对相关灌溉设备进行自动化控制,推动传统灌溉方式向智能化、精细化管理转变。

与此同时,科研团队开发了农田蒸散监测与数据可视化管理平台,可实现农田环境参数监测、数据分析、历史信息查询及远程管理,使农田环境变化和灌溉运行状态更加直观、可视、可控。

王学敏介绍,该系统具有智能感知、动态监测、自动控制和可视化管理等特点,可应用于设施农业、大田作物种植及农业科研实验等场景,为农业节水增效和精细化管理提供技术支撑。

 
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