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“苗圃计划”全球环境问题展望课程之“AI视域下的环境健康研究初探”

2021年9月17日,同济大学环境工程学院教授林思劼为我校高一、高二的同学们带来了2021学年“苗圃计划”全球环境问题展望课程的第一讲——“AI视域下的环境健康研究初探”。讲座中,林教授用生动幽默的语言,巧妙地将环境健康与当下最前沿的AI技术联系起来,提高了同学们的环境素养、加深了同学们对实验研究的兴趣,并培养了同学们以跨学科的眼光看待环境问题的能力。



林教授首先以新冠病毒与PM2.5为例,指出环境因素与人类健康息息相关,强调了研究环境健康的重要性。他提出“什么是环境健康”“如何理解环境健康的相关话题”“AI与环境健康有何联系”等一系列问题,激发了同学们的学习兴趣,引导同学们带着问题去聆听、去学习、去思考。

林教授介绍道,目前已知的环境健康参数有空气、食物、水、阳光、声音和土壤,危害因子包括病毒、有害化学品、压力、噪音等。考虑到目前全球已注册的化学品高达14亿种,采用传统检测方法进行检测,一次仅能测试一种药品,耗费多、耗时长,不适用于二十一世纪的毒理测试。经过不断的寻找,被誉为“水中的小白鼠”的斑马鱼进入了人们的视野中。林教授指出,斑马鱼与人类基因相似度高于70%,与人类疾病基因相似度更是达到84%,其产卵多、孵化快、易观察的优点使其迅速成为实验研究的宠儿。



当天,林教授还特意带来了一天前实验室孵化的斑马鱼鱼卵和实验专用的96孔盘,供同学们现场观察。同学们通过直观观察发现有关斑马鱼的实验操作精确度高、重复性高、人工完成耗时长。就在同学们思考如何又快又好地完成斑马鱼实验操作时,林教授展示出他与团队制作的机器手,通过高科技手段将任务时间大大缩短。更让同学们惊叹的是,在这一基础上林教授的团队又运用3D打印等技术创建出斑马鱼高通量筛选盘,实现了实验效率与实验准确度的显著提升,大幅降低了实验成本。

那么AI与环境健康到底有什么联系呢?林教授说道,通过筛选盘与显微成像,我们可以获得大量数据,激发了实验对人工智能的需求。AI不仅通过学习能识别静态照片,代替人类进行重复工作,还能分析动态行为,完成人类智慧所达不到的任务。林教授勉励同学们,以环境健康为大理念、斑马鱼为载体,勇于尝试、开拓未来,运用AI技术服务于实验、服务于人类。

讲座结束后,同学们意犹未尽、踊跃提问。“AI学习程序是否需要自己编写”“真空压强过大是否会使鱼卵损坏”“如何确定斑马鱼胚胎是否因化学物质而不健康”……林教授对同学们的问题一一解答,讲座在师生交流中落下帷幕。



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