《中华流行病学杂志》数据显C，2010 q全?340 万h因超?肥胖M?/span>
重/肥胖?x)引起高血压、高血脂、高血p，而“三高”也是世界卫生组l列出的全球性医学难题?/span>
中国疾控中心(j) 2013 q数据显C，?5 个中国成ZQ至有 1 人?zhn)高血压病。与此同Ӟ肥胖、高血压、高血脂、高血p，也是代谢l合征的主要表现?/span>
来自加州理工学院d工程pȝ助理教授高伟Q其研究的可I戴汗液传感器，对代谢l合征有所改善?/span>
高伟Q清华大?009届硕Q精仪）(j)
2016 q_(d)高伟团队提出全集成可I戴汗液传感器^収ͼ其可以分析各U代谢物和电(sh)解质Q从而帮助改善代谢综合征?/span>
试可穿戴传感器Q右一为高?/span>
十亿代谢l合征?zhn)者不再“遭大罪?/span>
代谢l合征，是心(j)脑血病变和p尿病的病理基础Q全球目前有十亿多h正在遭受其“折”。其主要表现为高血压、高血p、高K和血脂异常等?/span>
营养膳食Q是代谢l合征的重要影响因素。高伟的可穿戴传感器Q则可让用户实时监测体内营养指标?/span>
当营L标不良时Q用户就能得到反馈，q而通过改变饮食方式Q来降低(zhn)上代谢l合征的风险?/span>
2017 q_(d)高伟通过d导入的方法实现局部刺Ȁ出汗Q病人无需做运动、就能让w体局部分泌汗涌Ӏ?/span>
同时Q高伟团队还跟斯坦福大学d院合作，借助汗液传感器分析汗液成分，实现?jin)囊肿性纤l化的早期诊断，q进行了(jin)无创(g)血p的早期研究?/span>
刺激汗液分泌、ƈ实时(g)汗液中的目标分析物Q来源：(x)PNASQ?/span>
q去三年Q高伟的大部分工作，集中在l改q汗液传感器Q如开发一些更高灵敏度、更高选择性的传感器，其可用于(g)超低浓度的生物标记物?/span>
最q，他提ZU基于全Ȁ光加工的皮肤上的实验室，该^台能(g)微量代谢物和营ȝ、如K和络氨酸{，q能实现代谢l合征的长期监测与管理?/span>
同时Q他q和加州大学z杉矶分校医学院Q开展?zhn)者h体实验的合作。其中一则典型案例，正是利用上述可穿戴设备，对痛风病症进行非侵入式的健康理?/span>
?j)理(g)不再失?/span>
目前Q全世界臛_?2.5 亿h(zhn)有抑郁症，而高伟的另一研究方向Q是用汗液传感器Q进行心(j)理健L(fng)理?/span>
当前Q很多医院心(j)理科通过ȝҎ(gu)者提问、或者让(zhn)者做一些问卷回{，来判断?zhn)者的?j)理压力状况、以?qing)是否(zhn)有抑郁症?/span>
q类诊断方式Q受(zhn)者自w情l和判断影响较大Q很难保证其准确性。而通过汗液传感器，可以实现无创的、且更加客观的心(j)理检?/span>
据高伟介l，一般通过量(zhn)者n上的化学信号和物理信号如皮质醇等Q就可以L(fng)其心(j)理压力的大小?/span>
但是Q皮质醇的检需要采血Q这一q程?x)让?zhn)者感到压力，反而更加媄(jing)响检结果的准确性?/span>
而汗液传感器是无创的Q它不仅能对皮质醇做出更准确的测量，也不?x)给?zhn)者带来压力?/span>
l合皮质醇的含量、以?qing)周期性变化，汗液传感器就能获(zhn)?zhn)者的?j)理压力、和抑郁E度?/span>
目前Q高伟已l与国西达赛奈ȝ中心(j)合作Q进行抑郁症斚w的检。和国宇航局的合作也正在q行中，未来或将利用汗液传感器，L太IZ宇航员的?j)理压力?/span>
“服药灾䏀不再发?/span>
可穿戴传感器Q还可对(zhn)者药物剂量进行检，从而告知病人准的服药量?/span>
据高伟描qͼ相同剂量的药物，Ҏ(gu)个?zhn)者的影响不一P同时每个人吸收能力也有所差异?/span>
病h的服药剂量，通常是以_ؓ(f)单位Q比如一_、两_，其ƈ非定制化ȝ。而一些药物的ȝH口很小Q摄入药剂量q大Q就?x)导致副作用Q摄入药剂量q少Q则很难辑ֈȝ效果?/span>
现阶D늚药物监控Q多通过提取血P之后送往实验室研IӞ得到对应的药物摄入效果，q种方式的缺点在于，无法q行实时q踪与动态更新?/span>
而可I戴汗液传感器在q行药物监控Ӟ可通过改变药物摄入量，d态检汗液中的药物含量，从而给病h “量w定做?服药Ҏ(gu)Q最l实现更有效的治疗效果?/span>
最新工作：(x)用汗液发?/span>
高伟发现Q可I戴讑֤的主要挑战之一Q是如何l设备供c(din)?/span>
一般做法是用充는(sh)池，但很多国家和地区Q目前无法进行便捷充c(din)如果检汗液时Q汗液本w就可以为汗液传感器供电(sh)Q岂不是一举两得？
Z上述设想Q该团队开发出利用汗液来进行驱动的全集成电(sh)子皮肤，该电(sh)子皮肤不仅完全不需要电(sh)池，q可以通过汗液来给传感器、信号处理和蓝牙无线传输{提供能量?/span>
据?zhn)Q这工作已?2020 q?4 月，以论文Ş式发表在 Science Robotics 杂志上?/span>
具体来说Q用生物燃料电(sh)池，可以直接从汗液中采集能量。其中的原理是，生物燃料甉|可以用^酔R、不停地催化汗液中的乳酸q进行氧化反应，此过E中?x)不断生?sh)能?/span>
Z该原理，该团队设计了(jin)能量采集pȝQƈ利用采集的电(sh)能来对传感器、电(sh)路、和蓝牙q行供电(sh)Q通过无线方式采集到的生理健康信息，发送到手机界面?/span>
用于多\无线传感的汗液供늚?sh)子皮肤Q来源：(x)Science RoboticsQ?/span>
高伟告诉 DeepTechQ目前他们是全球首家实现完全用汗液供能、无需M甉|、仅靠电(sh)子皮肤就能进行多通\汗液化学信号监测、ƈ能同时进行无U蓝牙传输的研究团队。同Ӟ整个pȝ是柔性的Q还可用于辅助式假肢操控?/span>
Ҏ(gu)液驱动的?sh)子皮肤的h体实验评伎ͼ来源Q?em>Science RoboticsQ?/span>
和众多科研院所合作Q每周都?x)收到风投邮?/span>
高伟目前的研IӞ主要涉及(qing)柔性电(sh)子、可I戴讑֤、生物检和U米机器人四个领域。如果用一句话来ȝ高伟实验室的话，x生物?sh)子器g用于个性化_ևȝ ?/span>
做出器gh后，必然要跟d院合作，目前该团队正在跟斯坦大学医学院Q洛杉矶周边的大型医学院如加州大学洛杉矶分校d院、西达赛奈医疗中?j)、希望之城国家医疗中?j)等展开合作。目的是希望把不同的器gQ应用于不同的病n上?/span>
同时Q高伟团队几乎每周都?x)收到来自各大公司、或者风险投资机构的邮gQ不q他坦言Q要惛_C业化的实际应用，q需要对hq行优化Q让其具备更高的E_性，从而实现更长期的检?/span>
同时Q在具体的健康问题上Q还需通过大范围的Z试验Q来评估传感器的性能?/span>
w在外Q不忘中?/span>
2019 q_(d)高伟团队和北京大学信息科学技术学院张霞教授Nl展开合作?/span>
张v霞组的一名博士研I生宋宇Q曾来到高伟团队讉K学习(fn)Q该生也是高伟和张v霞合作论文的共同W一作者，论文的三位共同第一作者，也都来自中国?/span>
左v北京大学信息U学技术学院张霞教授、宋宇和高伟
q篇论文名ؓ(f)《激光雕dI戴传感器，用于敏感(g)汗液中的尿酸和酪}酸》（A laser-engravedwearable sensor for sensitive detection of uric acid and tyrosine in sweatQ，?2019 q末发表?Nature Biotechnology 上?/span>
该论文提Z(jin)一U新?“皮肤上的实验室?概念Q即通过全激光加工的方式Q制备出多模态皮肤传感脓(chung)片，q合微道l构与柔性电(sh)路板Q最l实现汗液中多项微量生物标记物的原位准确探测、与实时新陈代谢理?/span>
用一句话概括是Q只需要几滴汗Ԍ可以检疾病?/span>
用于代谢和营ȝ理的汗液传感器示意图Q来源：(x)Nature BiotechnologyQ?/span>
借助该合作，研究团队实现?jin)低度代谢物和营养物的(g)，如尿酸和酪}酸。尤其是KQ其对于监测痛风、糖病和心(j)血疾病非帔R要?/span>
在应用方面，双方已经合作做出整个pȝQ目前已l应用到健康体和病人群体上Q且非常接近成果转化?/span>
除去和北大的合作Q高伟还曾跟CQ深圳大学副校长张学记Q合作开发过Zl带的汗液监?/span>
在美国，高伟跟华人教授的合作也非常多?/span>
2019 q_(d)高伟跟美国国家工E院院士、加州理工学院医学工E系与电(sh)子工E系 Bren 讲席教授汪立宏，合作研发?jin)一U微Ux器h技术：(x)利用光声断层成像技术实时控制微Ux器hQ进行体内的_և药物递送和微手术。这突破性成果最l，最l发表在 Science Robotics 上?/span>
高伟和汪立宏的合著论文截图（来源Q?em>Science RoboticsQ?/span>
在指导学生方面，高伟表示Q很多在外的中国教授、或华h教授的课题组里，都有相当比例的中国留学生?/span>
他也带了(jin)很多中国留学生，目前其实验室大约?15 名学生，一半左x自中??/span>
作ؓ(f)在v外的中国c教授，高伟认ؓ(f)生物d工程的研IӞ是ؓ(f)?jin)造福全hcȝ健康Q他的主要研I成果，均会(x)以论文Ş式发表，cM汗液传感器的研究l节Q也都会(x)攑֜文章里供其他研究人员参考?/span>
他表C，在自q论文发表后，国内也有很多学者，相开始做汗液传感器的相关研究?/span>
苏北农村走出的名校教?/span>
35 岁的高伟Q其人生“大事记”也颇ؓ(f)丰富?/span>
31 岁上榜《麻省理工科技评论》全??5 岁以下科技创新 35 人?QTR35Q榜单，32 岁成为加州理工学院医学工E系助理教授Q?5 岁上榜世界经论?2020 青年U学家榜单，q已在《自然》《自然生物技术》《科学机器h》等期刊累计发表97 论文?/span>
如今Q距M上榜 2016 q度《麻省理工科技评论》全??5 岁以下科技创新 35 人?榜单Q已l过dq?/span>
盔R一千多个日夜，高伟的成果也更丰富，他最q入选的世界l济论坛 2020 q青q科学家榜单Q目的在于表彰青q科学家Q对前沿性研I的贡献。入选后Q他跟全球政商领袖面对面，pU学政策?/span>
从苏北农村到z杉Ӟ一路走来既利、也不顺利。不同于很多 “TR35?上榜者生于高知家庭，高伟的父母都没有读过高中Q能从农村走C天，既有中国高考的制度支持Q也有自q努力和父母的支持?/span>
从本U考上华中U技大学机械工程Q到L华精密A器专业读研，再到加州大学圣地亚哥分校化工p读博。很多学费，都是父母东拼西凑出来的。大学时Q高伟看到父母很不容易，q曾勤工俭学挣学贏V?/span>
如今Q高伟是全镇目前唯一一位在外工作的中国教授。而他从小学vQ就从不需要外界鞭{，因ؓ(f)看到父母努力工作Q只是ؓ(f)?jin)供他读书，自然也就非常勤奋?/span>
更难能可늚是，父母一直很重他的xQ从未干涉他的决定，q是一U父母对比自己更优秀的孩子的无条件的信Q?/span>
同时Q高伟也是近q来寒门?gu)子的数案例之一。他表示Q很多中国农村地区的孩子Q可能根本没听过自主招生Q也没钱M辅导班?/span>
城市(jng)和农村的教育资源不^衡，也是农村学生成ؓ(f)高校老师的几率，来小的原因之一?/span>
但无论如何，他的案例依然可以Ȁ励全球不发达地区的青年Qؓ(f)从事U研而努力。做U研Q家庭背景只是锦上添花，毕竟高考对每个人都很公qI而更重要的是兴趣和努力。高伟可以，更多出生普通家庭、梦想从事科研的孩子们也可以?/span>
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