从“人造太阳”心脏到探月卫星，上海交大多项成果亮相工博会
从“人造太阳”心脏到探月卫星，上海交大多项成果亮相工博会
10月12日，第二十六届中国国际工业博览会如期而至，上海交通大学携多项科技成果亮相。从前沿技术攻关到工程应用探索，展台上的创新成果将为观众提供一个观察窗口，了解学校科研如何回应产业需求、推动关键技术走向应用，也为科研团队与企业开展合作创造契机。
锻造“人造太阳”的强场心脏
可控核聚变被誉为“终极能源”，如同一颗遥远却璀璨的北极星，指引着人类能源未来的方向，逐渐成为大国科技竞争的战略制高点。然而，稳定可控强磁场约束等离子体，始终是制约聚变发展的核心“卡脖子”难题，决定着聚变装置能否实现小型化、商业化。
上海交通大学教授金之俭团队历经十余年攻关，构建“超导—线缆—磁体”全链条研发体系，在大口径高温超导强场磁体领域取得系列国际独创性突破。同时，团队与鸿鹄未来能源（上海）有限公司深度共建“上海交通大学—鸿鹄”联合实验室，协同攻关“鸿鹄致远一号”优化仿星器，贯通从高性能数值模拟、装置设计AI优化到高温超导磁体开发及工程系统集成的完整研发链条。
仿星器工程磁体。上海交通大学供图，下同
针对“在超导材料极限上跳舞”这一挑战，团队首创无绝缘线圈场路耦合仿真模型，可精准预测无绝缘磁体电磁行为，大幅提升高温超导磁体鲁棒性，基于该技术研制的稳态模型磁体在20K温区创下了27.2T磁场强度世界纪录；首创窄丝化交叉换位多层螺旋绕线拓扑，建成国际首条百米级全自动化缆线制备平台，实现100kA级超大电流缆线规模化生产，绕制精度与速度国际领先；首创光纤植入式多物理量融合失超监测系统，将分布式传感光纤同步封装进超导缆线内部，并首次将光纤传感网络植入大型磁体内部；首创“超柔性缆线+无张力缆线绕制”工艺路线，为仿星器异型磁体提供关键绕线工艺方案，目前已完成国际首个高温超导仿星器全尺寸磁体研制。
在金之俭的蓝图中，高温超导团队的发展将“两条腿走路”：一条腿迈向“人造太阳”，聚变强场磁体，这是国家战略所指、人类梦想所系；另一条腿稳健踏在当下，拓展超导电力、高速磁悬浮列车、超导节能、医疗设备等应用。
“高温超导很多应用，用户是需要培养的。但一旦跨越临界点，将呈现星火燎原之势。”金之俭表示。
让肺癌早诊“无创可达、精准可控”
上海交通大学教授廖洪恩领衔的联合团队历经多年协同攻关，成功研制出经支气管肺部柔性内窥镜手术机器人——中国首台拥有全部核心自主知识产权的经自然腔道柔性手术机器人，为肺癌早诊早治提供了“无创可达、精准可控”的全新解决方案。
经支气管肺部柔性内窥镜手术机器人整机系统。
廖洪恩介绍，该系统由主机控制台车、七轴机械臂台车与柔性内镜臂三大模块构成，可经口腔、鼻腔等自然腔道无创抵达病灶，完成精准活检与微创治疗。
团队研发的三模态融合导航技术，将电磁定位、CT三维重建与AI视觉深度融合，构建全肺亚段支气管的实时导航 地图 ，实现术前路径规划到术中操作的全流程智能化引导，定位最快12秒即可完成。多自由度柔性前端则实现了360°全向柔性控制，术中实时力反馈则使器械在复杂气道内既能灵活转向、又能稳定保持操作姿态，有效降低操作者的学习曲线与操作风险。
在“精准可达”的基础上，团队进一步融合AI辅助病灶识别与智能决策系统，实现术中实时影像增强和病灶边界智能勾画，辅助医生提升诊断效率与准确性。
值得一提的是，整机核心部件实现全国产化，所有关键零部件均由团队与合作企业自主设计制造，整机系统已获国家药品监督管理局（NMPA）三类医疗器械注册证，核心耗材及配套导航系统同步获批注册。
目前，该产品已在多家三甲医院装机应用，累计完成临床操作超1500例，诊断准确率由约60%大幅提升至90%以上，单次活检全过程可控制在10分钟以内。
数字化、工程化、全流程可追溯
上海交通大学教授连文昭团队携手源络科技，以“具身智能+自主实验室”为核心方向，围绕流程编排、物理理解和闭环验证三大环节开展协同攻关，打造面向长序列、柔性精细操作任务的具身智能体，推动实验流程实现数字化、工程化和全流程可追溯，为实验经验沉淀为可计算、可复用的科学知识提供系统化支撑。
连文昭介绍，在Agentic实验流程编排层，该引擎能够根据实验过程中的环境变化和中间结果实时反馈，自主调整操作步骤与执行逻辑，减少开发人员反复修改脚本的工作。在保留自动化操作稳定、高效优势的同时，系统具备面向复杂实验场景的柔性适配能力。
团队构建了内嵌物理规律的具身世界模型，不仅能够预测视觉变化，还能理解透明、柔性物质交互过程中的物理状态变化，从而为样本处理和仪器操作提供稳定、精细的交互能力。这一能力已在自主实验室实践中得到验证。
机器人正在进行高精度液体操作。
此外，团队建立了状态监测、异常恢复和原因归因机制，对各实验步骤进行闭环校验。系统可处理数十步的样本前处理流程，支撑具身智能体在真实实验室场景中持续、稳定地自主执行，整体操作成功率达到98%以上。经过持续迭代，系统已拓展出50余种标准化实验操作技能，并保持亚毫米级精细操作能力，可在真实实验室中连续运行数小时，协同完成跨设备、多步骤的实验流程。
目前，该技术已完成实验室验证和真实场景验证。连文昭表示，该技术未来将进一步服务于医药研发、新材料合成、生物制造等领域，为科研人员提供低成本、高质量的实验验证与迭代平台。
打造深空微纳卫星平台
2024年5月3日，海南文昌航天发射场的夜空被长征五号火箭的尾焰点亮。此次搭载长征五号火箭成功发射入轨的是嫦娥六号任务巴基斯坦立方星ICUBE-Q（SJTU思源二号）。
这是一颗仅重6.5千克的纳卫星，集成了双可见光相机、X频段通信收发机及完整的卫星平台各子系统，能在38万公里外的月球轨道上，拍下“日月同辉”的壮美影像，并实现与我国深空地面站的独立测控与数据传输。
“SJTU思源二号
”。
“SJTU思源二号”是国际首颗探月纳卫星，也是国际上首颗成功绕月飞行并自主完成星上智能数据处理、将遴选的月球遥感图像独自传回地面的纳卫星，由上海交通大学讲席教授吴树范牵头研制。
从结构设计到单机选型，从原型机研制到正样产品交付，团队系统性地完成了卫星系统设计、指标分解、产品研发、单机测试验证、整星集成与环境试验等卫星研制全流程任务。最终，“SJTU思源二号”以100%的合格率通过验收。
“SJTU思源二号”研制过程中，团队实现了多项技术突破：通信系统方面，在常规统一X频段测控体制的基础上，提出了适合探月立方星星地测控的通信技术方案，实现了纳卫星级超远距离的自主测控与数传；结构材料方面，采用特种镁合金和蜂窝碳纤维等先进材料，使得整星减重超过30%，并大幅增强了卫星结构的整体强度和耐用性；智能化方面，采用无参考智能图像质量评价技术和在轨自主图像压缩方法，充分验证了在轨数据自主智能处理技术；分离试验环节，通过系统优化设计实现精确质心控制，并采用分离仿真计算、专项地面分离试验、星器对接测试验证“三位一体”验证策略。
“‘SJTU思源二号’为未来深空探测微纳卫星任务奠定了技术基础，也推动了微纳卫星由低轨应用向深空探测的发展。”吴树范表示，它对于增进中巴政治互信，搭建“太空丝路”造福“一带一路”合作伙伴、提升我国在月球探测领域的全球影响力也具有重要意义。
助力工业具身智能落地
上海交通大学教授谷朝臣团队以主动感知、自主规划和精密控制为核心底座，围绕工艺过程认知、工艺参数理解、工艺知识积累开展技术攻关，研发大型复杂铸件机器人柔性重载打磨工艺具身学习技术与成套工艺装备，为机器人实施复杂工艺操作提供了一条务实可行、技术先进的垂直场景路线。
针对传统打磨方式难以适配多品种小批量铸件生产现状，团队构建了融合工艺具身智能理念的移动作业自适应决策系统，集成移动底盘导航与磨具智能选择算法，机器人到达工作点位后，可自主完成型面重构、工具调度决策。在复杂工况下，结合打磨工艺先验知识完成在线轨迹生成、工艺参数规划，机器人还可进行重载自适应力控作业。
团队搭建的多尺度全景视觉三维感知的缺陷识别定位与全自主轨迹优化平台，则打通了感知精度、识别精度、操作精度之间的物理尺度鸿沟，可支撑机器人打磨工艺在线决策和具身学习积累。
主题：团队