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默罕默德·萨万教授:我希望能够为中国的高等教育、科研创新和智慧医疗做出自己积极的贡献!
人物故事
荣国光,张弛,工学院 默罕默德·萨万实验室 2021年07月12日
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【人物名片】


默罕默德·萨万,加拿大工程院院士、加拿大工程研究院院士、IEEE Fellow,国际著名智慧生物医疗器械领域科学家,在基于智能微系统技术的可植入式和可穿戴式智慧医疗器械方面作出了重大贡献。已发表超过 800 篇同行评议论文、两本专著、十部专著章节、十二 项发明专利和十五项待定发明专利。他是生物医疗电子领域权威期刊IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems 的共同创办人和主编(2016-2019)、IEEE Transactions on Biomedical Engineering 的副主编,IEEE-NEWCAS国际会议的创始人、以及 IEEE-BioCAS 国际会议的共同创始人。萨万教授作为大会主席在蒙特利尔分别主持了2016年IEEE 国际电路与系统大会(ISCAS)和2020年IEEE国际工程、医学与生物学会议(EMBC)。他曾获得多项国际大奖,包括浙江省西湖友谊奖、杭州市钱江友谊使者奖、上海市国际科技合作奖、伊丽莎白二世禧年钻石奖、黎巴嫩总统奖、Barbara Turnbull 奖、ACFAS-Bombardier奖、ACFAS Jacques Rousseau 奖、加拿大年度十大发明奖和加拿大魁北克官佐勋章(魁北克最高荣誉)等。


与中国的连接

“我从蒙特利尔来到了中国,我过去15年来一直在不断地到访中国,我的同事们在上海交通大学和清华大学工作,我也参加到了中国的变革过程之中,中国的发展令我印象深刻。”

萨万教授2005年受邀随魁北克科技代表团访问中国,对中国改革开放和科技进步所取得的成就有了初步的认识和了解,并开始关注中国的发展。从2006年开始,萨万教授在上海交通大学任客座教授,每年都要来中国几个星期,进行课程教学和科研合作。在这期间结识了目前萨万教授西湖大学团队的研究员荣国光博士,双方在上海交通大学建立了深入的合作关系,在2009年和2013年两次合作申报并承担了上海-魁北克国际科技合作项目,研究先进生物传感器与芯片实验室。由于项目取得了突出的科研成果,萨万教授在2015年获得了上海市国际科技合作奖。

2008年萨万教授与荣国光博士在北京合照


萨万教授一直关注中国的发展,特别是科研与教育事业的进步,对中国所取得的成就印象深刻。

2018年萨万教授产生了到中国发展、继续从事发展科研和教育事业的想法,并重点关注中国新型研究型大学建设的动态。荣博士了解了萨万教授的想法后,给萨万教授积极介绍中国在工程研究与科教事业发展方面的最新动态,并向萨万教授重点推荐西湖大学—一所社会力量举办、国家重点支持、小而精的新型研究型大学,这所大学代表着中国在创新创造和人才培养方面的新探索。

2018年4月17日萨万教授来访西湖大学


西湖大学成功吸引了萨万教授的注意,想要一探究竟。经过荣博士的积极对接,2018年4月16日,萨万教授到访西湖大学。在这一天,西湖大学在杭州召开校董会第一次会议,施一公当选为西湖大学首任校长。董事会结束后的当天,施一公校长就与萨万教授进行了会面,就中国的科研事业发展以及西湖大学的办学理念和发展前景进行了深入交流。4月17日,萨万教授在西湖大学云栖校区举行了学术讲座,并与西湖大学的年轻科学家和博士生们进行自由的学术交流。四月底,西湖大学诚挚邀请萨万教授全职加入,拟任工学院讲席教授。萨万教授欣然接受了邀请,并表示将尽快完成过渡。经过半年左右的过渡期,萨万教授于2019年1月正式全职加入西湖大学,于同年10月顺利完成实验室建设并正式启用。

推进中国脑计划的发展

萨万教授在脑科学的智能可植入式和可穿戴式医疗器械研究领域已深耕超过25年,致力于为中国脑科学与类脑科学研究提供技术支撑和人才保障。萨万教授在西湖大学领衔的生物医学研究与创新尖端实验室CenBRAIN(Cutting-Edge Net of Biomedical Research and Innovation),专攻智慧医疗器械方向的研究。团队成员来自电路系统、生物医学、药学、材料科学等多个交叉学科领域、优势互补。CenBRAIN拥有相辅相成的微电子信息实验室与生物医学实验室。高端人才与先进设备使CenBRAIN具备实现脑机接口领域突破创新的坚实基础。

生物医学研究与创新尖端实验室CenBRAIN成员


    在脑科学和类脑智能技术的科研新方向上,CenBRAIN致力于脑机接口的研究,从宏观(应用层面)到介观(实现层面)、再到微观(原理层面)三个层面展开。

    在应用层面,主要研究脑退行性疾病的早期干预、治疗和康复的医疗系统和设备开发以及动物和人体实验。CenBRAIN研发轻便型多模态脑电-近红外神经成像系统、基于皮层刺激的盲人视觉恢复光电微系统等医疗仪器设备来满足脑部疾病全流程连续实时生理信号监测及诊疗。

    在实现层面,主要研究模拟-数字混合的半导体芯片,构建起神经活动和微电子世界的桥梁,通过半导体芯片实现植入式的神经活动记录、解码以及神经调控。通过采用高能效的类脑神经网络算法和类脑芯片协同设计的方法来实现多通道多功能实时神经活动解码。CenBRAIN目前已完成多款用于脑退行性疾病的智能模拟-数字混合闭环神经调控芯片的设计。

在原理层面,CenBBRAIN研究致病机制、开发有效的脑部疾病诊断和治疗方法、构建能诊断重要生理机能的设备,以期从多个层面完整地理解大脑的机制和原理。我们开发基于微流控体系的新型微电极阵列,以促进在细胞层面上的可控神经网络、细胞活动记录、单细胞操作和刺激、以及神经退行性疾病建模和药物开发的研究。

此外,CenBRAIN研发用于体内和可穿戴生物设备的微纳米级叉指电极阵列,用于实时监测神经递质类型、浓度和分布。这些参数有助于直接了解神经元之间的通信体系,更深入地探究神经退行性疾病的致病机理。

CenBRAIN实验室从脑机接口应用、芯片实现和原理探索三个角度开展交叉研究。以从实际应用的需求出发,为脑机接口芯片的设计提供规格标准与设计指南。芯片设计过程中融入脑科学和计算机科学的最新研究成果,实现从对脑的认识到有效地攻克各类脑部疾病的闭环研究体系。定制系统级芯片的实现使我们能够从微观尺度上进一步了解大脑功能。微观层面的基础研究则反向推进宏观和介观研究的发展。

CenBRAIN的研究高度契合“中国脑计划”的发展宗旨,在理论与实践之间形成了有益的双向链接。萨万院士带领的CenBRAIN实验室及合作团队致力于前瞻性基础研究,引领原创性成果,以期实现“卡脖子”关键核心技术的突破,持续为我国的脑科学和类脑研究提供技术支撑和人才保障,并带来显著的社会和经济效益。


科研与人才培养

萨万教授治学严谨,要求学生们具有创新性,要敢于挑战权威。萨万教授每周定时组会与全体科研人员和博士生讨论项目进展和成果,以及下一步工作计划。同时,萨万教授每两周与每一位团队成员进行一对一、面对面的交流,指导科研项目的开展并共同讨论如何解决遇到的问题。

萨万教授与团队的定期组会


萨万教授在人才培养方面也有独到的想法,目前组里面的十多位博士生主要是国内培养的本科或者硕士毕业生。萨万教授发现他们能够很好地完成导师交代的任务,但是自主驱动科学发现能力和创新能力稍显薄弱。萨万教授发现创新能力强的那些学生往往并不是考试成绩最好、排名最高的学生,而往往是出自排名在第二梯队的学生。萨万教授认为,中国国内的基础教育虽然非常扎实,但是有必要做一些教学理念方面的变革,不应过分强调考试成绩和名次,而应适当加强创新能力和自主兴趣方向的培养,这样才能在未来国际科技竞争、国家创新战略实施方面源源不断的输送创新型的人才。这对中国未来国家崛起、国家科技战略的实现和中华民族为世界人民做出新贡献都具有重要的意义。

萨万教授目前任西湖大学工学院电子科学与技术分支负责人,肩负着学校一级学科—电子科学与技术的学科建设任务,积极规划课程教学大纲、人才培养方案、和学术人才的招聘,对电子学科领域在西湖大学的发展做出突出贡献。萨万教授特别关注电子信息技术在医疗健康领域的应用,希望通过先进的集成电路芯片、人工智能、纳米传感器、光电子、生物界面等方面的技术实现可穿戴和可植入的智慧医疗器械以及体外诊断设备。萨万教授鼓励青年科研人员积极探索学术前沿,只要科研人员有好的想法,萨万教授都予以大力支持。

萨万教授积极开展科研合作以及产业化探索。萨万教授团队与浙江大学医学院附属第二医院的科研合作探索用人工智能芯片预测癫痫发作,改善癫痫病人的生活状况。团队研究人工智能在脑机接口和脑部疾病诊断方面的应用此诊断方法将与杭州市一医院合作应用于中风患者。

随着新型冠状病毒大流行的爆发,Sawan教授团队迅速着手研究快速准备的现场冠状病毒检测生物传感器和用于新型疫苗效价评估的新冠中和抗体快速精准检测的生物传感器,为抗疫贡献科研力量。

萨万教授也积极推动创新成果的转化,2019年6月萨万教授携团队积极参与2019年全国“双创周(大众创业、万众创新活动周)”活动并作为主讲嘉宾分享“打通科技成果转化最后一公里”。


平衡的哲学

“我之前在加拿大蒙特利尔大学任教,加拿大有很多的森林;来到杭州,这里的绿地也很多,新鲜的空气,悦耳的鸟鸣,这些都让人心情愉悦。”

繁忙的科研工作让这位加拿大双料院士无法抽出整块时间去大自然看看,但是他也有自己平衡工作与生活的方式。

“我一直都work hard,并且保持早起的习惯,我每天只需要4~5小时的睡眠时间,因为做科研需要大量的时间,但是我喜欢这件事。”萨万教授笑道,“来到西湖大学后,我组建实验室、招聘成员、面试学生,一直都没停下来,但是我还是会抽出时间去跑步,绕西湖跑、沿着钱塘江边跑,都是十分享受的事情。”

萨万教授人生中跑完的第一个半马(摄影:朱丹阳)


萨万教授非常喜爱杭州这座充满活力、多姿多彩、风景秀美、环境宜人的城市,它既有大城市的繁华,又有自然的美景,两者相得益彰,让人流连忘返。

萨万教授每隔几个月就会组织团队成员进行户外团建活动,包括爬山、骑自行车、风景名胜区游玩和烧烤聚餐等。在这些活动中,团队成员之间可以更加轻松自由的互动交流。

萨万教授与团队成员在杭州龙坞团建


萨万教授非常擅长烧烤,他亲自腌制的大块清真羊肉烧烤后的滋味受到团队成员的一致交口称赞。 萨万教授在家也会经常亲手烹制黎巴嫩菜,他说在杭州能够买到所需要的所有原材料,做出的黎巴嫩菜非常地道。

萨万教授在工作之余,也会携爱人到西湖边游玩,并在西湖边找到正宗味道的阿拉伯餐馆用餐。萨万夫妇都是穆斯林,想要在在杭州这座充满活力的城市找到清真餐厅其实并不难。杭州也有中国最古老的清真寺—凤凰寺,始建于公元7世纪。这让萨万教授感到非常惊讶,因为在那个时候伊斯兰教也才创立不久,而远在万里之遥的杭州就已经建立起来一座宏伟的清真寺。在那个时代,人员和经贸的往来就可见一斑。

时隔一千多年后,萨万教授也承载着同样的人类命运共同体的使命在杭州工作和发展,颇有历史穿越感,让人不禁感慨万千。