“2024年度湖北十大科技进展”发布

为充分激发湖北省科技工作者的积极性和创造性，全面反映湖北科技创新与发展成就，营造良好的创新氛围，省科协组织开展了“2024年度湖北十大科技进展”遴选活动。经湖北全省学会，高校、科研院所和企业科协等多渠道推荐，专家评审、院士投票、公示，确定“北斗高精度增强定位技术及重大工程应用”等十项科技进展为2024年度湖北十大科技进展，现将遴选结果予以公示。

01 北斗高精度增强定位技术及重大工程应用

北斗卫星导航系统是国家重大时空基础设施。高精度增强定位是北斗规模化应用的重要突破口。武汉大学姜卫平、楼益栋、江金光团队在国家重点研发计划、湖北省“尖刀”技术攻关工程等项目资助下，瞄准北斗工程建设和规模化应用国家重大需求，从北斗高精度增强服务系统、芯片模组及重大工程应用开展了全链条科研攻关，取得如下创新成果：

1、构建北斗星地协同高精度增强定位成套技术，创新复杂场景星地增强服务无感切换方法，研制面向海量用户的星地一体化增强服务系统，性能相比国际高水平竞品在复杂场景具有优势，实现自主可控和对国外竞品替代。

2、提出复杂场景北斗组合导航自适应低功耗调整、实时低计算复杂度嵌入式抗差等方法，突破极简型射频接收、低功耗和SoC芯片化多传感器硬件自适应集成等技术，研制智能多传感器融合定位SoC芯片、模组及系统。

3、突破卫星遮挡环境下北斗、惯导、测量机器人等多源融合监测技术，创新变形时间序列非线性分析理论与智能预测方法，研制多源融合北斗智能安全监测系统，实现1毫米级精度、实时、自动、三维一体化变形监测。

成果应用于南水北调等重大工程高精度安全监测，并推广到印度尼西亚雅万高铁等海外工程建设。主持的“北斗高精度时空信息服务：从区域到全球”实践案例成功入选2024年世界互联网大会案例集。团队成果获国家科学技术进步二等奖1项。

02 海上风电安全高效开发成套技术和装备及产业化

大力开发海上风能资源是国家重大战略需求，针对我国海上风电开发面临强台风、软地基、短施工窗口期和低电价的挑战，中国三峡集团牵头，经过近20年的长期科技攻关，在海上风电“新结构-一体化设计-高效施工-抗台机组-集中送出”全产业链技术创新上取得多项里程碑的突破：

创新系列海上风电新型基础结构，创立复杂海洋环境海上风电设计理论方法体系，解决了强风浪流冰作用下复杂地基海上风电“高耸”结构安全性难题；提出复杂海洋环境条件下海上风电安全高效施工安装成套技术，研制新型施工安装装备。破解不同类型风电结构重载-高耸-恶海况施工安装难题；创建海上风力发电机组抗台风与智慧运维技术体系，解决了大功率海上风电机组抗台风难题；攻克了高电压大容量海上风电电力集中送出关键技术与装备，实现自主创新和产业化。成果在海上风电结构-设计-施工-抗台-送出技术等方面实现了国际引领，并成功应用于我国70%以上海上风电项目，容量超过2400万kW，再造一个海上三峡，涵盖了我国海上风电所有10个突破性里程碑工程，支撑我国海上风电装机跃居世界第一，约占全球的50%，大力推动了我国海上风电技术和产业快速发展和迭代升级。2024年，该成果荣获国家科学技术进步奖一等奖。

03 新型细胞化人工心脏瓣膜研发与临床转化

心脏瓣膜病高发，全球约2.09亿患者，中国超过2500万，严重危害人类健康。人工瓣膜置换是其主要治疗手段，生物瓣衰败是半个多世纪心血管领域一直未解决的国际难题。研发新型人工心脏瓣膜对实现“从0到1”原始创新、提升治疗效果、解决卡脖子技术、服务国家战略意义重大。

协和医院董念国团队历时20余年，在国家“863”、国家重点研发计划及国家自然科学基金重点项目等持续资助下，颠覆现有生物瓣制备理论与工艺体系，成功研发了全球首个生物力学性能优良、具备自我生长与重塑能力的新型细胞化人工瓣膜并临床转化，突破现有技术易形成血栓、易钙化衰败、使用寿命有限等世界性难题，实现人工瓣膜由惰性置换向活性再生的根本性变革，被同行誉为“有生命力”的心脏之“门”。

该项目国际首次提出“生物材料细胞化提高人工瓣膜耐久性”新理论，基于此项目团队取得了关键技术突破与创新：①技术革新：首创连续蛋白溶解脱细胞基质制备新技术消除免疫原性；利用生物交联新技术实现生物力学性能高仿生；②材料创新：发明具有自主知识产权细胞化人工瓣膜新材料，第三方检测性能指标达国家标准（GB/T16886、GB12279），大动物试验显示植入24周瓣膜完全细胞化且功能良好；③全球原创：发明全球首款细胞化人工心脏瓣膜D-phenix，于2023年5月首次应用于临床，所有病例平均随访14月，瓣膜功能良好。成果入选Circulation封面，美国心脏学会（AHA）主席Joseph C. Wu专文点评“实现了终身耐久人工瓣膜研发的技术变革”。

04 新一代光纤传感技术赋能湖北智慧交通全域信息感知及管理智能化

智慧交通是交通强国建设重要内容，发展前景广阔。然而，在高速公路、机场跑道、路网桥群的安全监测与智能化方面，仍然缺乏全时全域信息获取技术，难以满足多业务场景下的智慧化管理需求。

武汉理工大学光纤传感技术与网络国家工程研究中心团队率先在单根光纤上实现了刻写数以万计光栅传感器的工业化制备，成功研制了可直接植入混凝土等材料的大容量、高精度光栅阵列传感光缆，有效解决了智慧交通全时全域信息感知的共性技术难题。

在湖北省首条智慧高速中，首次高效、高存活率的构建了车道级感知的光栅阵列传感网络，扭转了目前国内外智慧高速无法全域获取车路信息、道路重要基础设施监测评价处于空白的现状。在鄂州花湖机场，建成了世界传感器规模最大的智能跑道系统，实现了跑道全域范围结构病害的识别定位以及飞机/车辆运动全过程的实时感知。在湖北沪蓉西及鄂州机场高速桥群结构健康监测中，首次解决了桥梁内力分布实时监测难题，形成了可直接快速评价桥梁状态的新技术模式，扭转了当前桥梁应对突发灾害时预警识别能力弱的现状。

相关成果受到包括李强总理在内的各级领导多次检阅与高度评价。已实现专利许可/转让，加快了科技成果转化与产业化应用。2024年，仅智慧高速领域合同额已突破2亿。新一代光纤传感技术服务于高速公路和路网桥群的解决方案被交通部分别列为交通基础设施数字化转型升级全国十大典型案例和高速公路监测预警应用示范全国推广案例。在机场跑道应用方面成果获得第16届产学研合作创新成果一等奖。

05 异构融合存储系统结构及加速技术

数据存储已成为关系国计民生的IT基础设施的重要组成部分，但存储系统长期面临存算能效低、异构存储融合适配差等问题。

针对上述问题，华中科技大学冯丹教授带领团队在国家重点研发项目、基金委创新群体项目及重点项目等支持下突破了异构融合存储体系结构、高效近数据处理、高效数据去重、存算融合芯片及高能效方法等系列关键技术瓶颈。（1）阐明面向存储介质特性的精细粒度多级并行调度机理，提出融合多介质的横向拓展存储组织新模式；（2）发明动态重构硬件的近数据处理加速方法，研制存储控制器，解决多种算子灵活硬件卸载难题；（3）发明局部性与相似性结合的数据去重方法和快速分块方法，实现低开销下高效数据去重；（4）基于全国产28nm工艺设计实现当前国际上容量最大的MRAM存算一体芯片(64Mb)，设计存算命令集、编译系统等，支持神经网络、图像处理等通用算法，将为AI应用加速提供新途径。技术开源后，被国际知名系统Ceph、脸书、谷歌等采用，谷歌测试显示性能提高2~5倍。成果应用于我国存储厂商，助力国产存储入选Gartner领导者象限，应用于金融、通信、安防等关键行业。

06 全降解无线微创颅内信号超声频移传感原理

针对颅内生理参数监测领域长期存在的技术瓶颈，华中科技大学集成电路学院臧剑锋教授团队突破传统有线植入式传感器和不可降解无线器件的局限、在国际上首次实现全降解无线颅内多参数精准监测，为脑肿瘤、脑损伤等重大疾病的诊疗提供革新性技术。主要体现在以下三个方面：

【原理创新】提出"超凝胶声波频移传感"理论体系，构建"环境响应-超凝胶变形-禁带偏移-超声频移"的新型传感机制，突破传统电子传感技术依赖金属电极和有线传输的局限。

【材料突破】研发全水凝胶植入物技术，实现器件生物粘附与可控降解特性。植入物可在完成监测任务后完全降解吸收，攻克传统传感器需二次手术取出的临床难题。

【系统集成】构建声学软材料多模态传感系统，实现对颅内压力（分辨率达0.1 mmHg）、温度（±0.1℃）及pH值（±0.01）的高精度同步监测。其中压力监测灵敏度较临床主流设备提升10倍。

该成果于2024年6月在《Nature》正刊发表，获授权发明专利1项。Nature同期配发新闻和专题评论，评价“将变革糖尿病等代谢性疾病治疗范式”。成果入选“中国脑机接口十大进展”等4项国家级科技榜单，获“武创源”颠覆性技术创新奖，获新华社等中央媒体报道，单条视频播放量超40万次。

07 心脏不停跳心肌切除系统的研发及肥厚型心肌病新型治疗体系的建立

针对肥厚型心肌病传统外科治疗创伤大、难度高等问题，华中科技大学同济医学院附属协和医院魏翔教授带领团队发明的“经心尖心脏不停跳室间隔心肌切除术（TA-BSM）”及“心脏不停跳心肌切除系统（BMD）”为全球首创，具备精准切除心肌、微创、风险低、术后恢复极快等特点，可在不开胸、心脏不停跳、不输血情况下完成手术。因其卓越的安全性和有效性及革命性的微创优势，临床应用两年余后便成为全世界最大的肥心病外科治疗中心。该新术式及新器械是现代医学中极为少见的由中国人提出的原始创新，为解决世界性“卡脖子”医学难题提供了有效的“中国方案”，广泛推广将极大地缓解该疾病看病难、看病贵的现状，降低因病致死致残所消耗的社会资源和医疗资源，为国家节约医保资金，同时因其原创性和易推广性，具有极高商业价值。

08 千吨级高铁箱梁多模式新能源架桥机

千吨级高铁箱梁多模式新能源架桥机（以下简称：新能源架桥机）是专为满足珠肇高铁特殊、复杂的极限工况建设需求而研制的，能在极限条件下架设460多吨重的单线箱梁，也能在常规条件下架设千吨级的双线箱梁。

新能源架桥机是全球首创千吨级新能源架桥机，像“变形金刚”一样，能通过拼组拆装，转换多种模式，实现高低宽窄灵活切换。新能源架桥机在更换双线中支腿、拆除前辅助支腿后，能满足32米、24米的单线、双线箱梁架设；前端增加1个16米节段后，便具备1000吨级双线箱梁的架设能力。同时设备创新配置了“增程器+动力电池”动力源系统，首次将新能源技术应用到架桥机核心系统，可节省40%燃油消耗。

新能源架桥机在中铁二局珠肇线项目的成功应用，以及在三局，四局等所承接项目上进一步推广应用，标志着中铁科工/中铁工程机械研究设计院有限公司千吨级高铁箱梁多模式新能源架桥机的研发初步取得成功，实现了我国高铁建设大型装备技术更新及绿色低碳和数智化升级。该新型架桥机的成功应用引起了社会媒体的高度重视，中国青年报、环球网、中国高新网等媒体纷纷报道。2025年1月该新能源架桥机获评国资委公众号国资小新“2024年度央企十大国之重器”荣誉称号。

09 湖北高产优质抗逆水稻新品种E两优2300，实现亩产903.4公斤/亩

E两优2300是湖北省农业科学院、湖北省农业技术推广总站和湖北汇楚智生物科技有限公司共同选育的高产优质、耐热抗倒、广适宜机的杂交稻新品种，2024年通过湖北省审定（鄂审稻20241003），属中熟偏迟籼型中稻，全生育期133天，株高适中，分蘖力强，大穗大粒，出糙率81.5%，整精米率65.3%，长宽比3.4，千粒重30克，直链淀粉含量适中，综合农艺性状优异。2024年在荆州市、襄阳市、荆门市、黄冈市等9个地市25个点位进行示范种植，均有良好产量表现。其中，9月20日在枣阳高产创建示范田进行测产验收，小面积超高产攻关田平均亩产为903.4公斤，超出湖北水稻平均亩产约300公斤，超出国家超级稻产量标准约120公斤，产量获得标志性大突破，受到省委、省政府主要领导的肯定性批示。该品种获2024年武汉市水稻十大“田间表现优秀金奖”（移栽之星），并入选2024-2025年度湖北省农业主导品种，梯次有序推广该品种，不仅可以促进农民增收、农业增效，还可为下一步湖北完成国家新增千亿斤粮食产能提升计划任务提供科技支撑。

10 合成电化学新技术

电作为一种重要的能源形式，推动了现代工业的快速发展。电的精确控制程度，其微观核心则是电子的精准操控水平，当前已广泛应用于电子器件和智能控制等多个领域与行业，映射了社会的进步，但是在物质合成的应用则尚处初步阶段。

武汉大学雷爱文团队在合成电化学领域接连获得重要突破，7月在《科学》上首次报道可编程波形交流电合成技术，成功发现了两类阳极氧化耦合阴极放氢气反应。通过编辑交流电的频率、电流和占空比等参数生成定制化的波形，实现对过渡金属催化物种的精准控制，突破了直流电催化对隔膜电解池的依赖。该研究为电子精准控制技术转嫁到电合成上创造了机会和条件；8月在《自然》发表纳米金属阴极催化还原氘代反应，通过电催化阴极还原策略，以廉价易得的氘水为氘源，高效构建传统方法难以合成的高价值氘代药物。该研究充分展示了合成电化学在药物开发和实际应用中的巨大潜力与广阔前景；11月在《科学》报道了电还原二氧化碳耦合氧化羰基化反应模式，将工业上最常用但有毒有害的一氧化碳升级替换成惰性无毒的二氧化碳，高效合成了医药和农药领域有重要应用的非对称脲。电热耦合模式推广到化工生产中将有望消纳二氧化碳，在物质转化层面助力国家碳达峰碳中和的发展战略。合成电化学新技术不仅在绿色物质制造等领域的广泛应用提供了新路径，还为化学化工的智能化和高端化发展注入了全新动能。这一系列成果标志着合成电化学技术迈向了精准化与多样化的台阶。

（长江云新闻记者 谭思为 通讯员 祝建松）