中國儀器儀表學會科學技術(shù)獎自2001年3月經(jīng)國家科技部批準設立后，歷經(jīng)20余年的成長，行業(yè)認可度和影響力不斷提升，獲獎項目涵蓋制造業(yè)、能源、化工、國防、醫(yī)療、環(huán)保、航空航天等十幾個領域，已成為我國儀器儀表領域的最高科學技術(shù)獎，經(jīng)我會提名的成果屢獲國家科技獎。2022年科技獎征集正在進行中，歡迎高校、企業(yè)、研究院所和相關(guān)個人申報。
項目名稱：基于人工智能技術(shù)的飲用水兩蟲檢測自動識別系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)化
獲獎等級：2021年科技進步一等獎
主要完成單位：中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京華科儀科技股份有限公司
主要完成人：楊敏，安偉，于建偉，張冬青，陳輝，張斌，肖淑敏，邊寶麗，謝凌濤，陳云龍，王海，付發(fā)明，任逸軒，宋楊魯夏
賈第鞭毛蟲(Giardia)和隱孢子蟲(Cryptosporidium)，簡稱“兩蟲”，是世界公認的最易導致人體腹瀉的水源性耐氯人畜共患原生動物寄生蟲，常呈水源性暴發(fā)感染，能夠穿透常規(guī)水處理工藝進入生活飲用水系統(tǒng)，在國際上備受關(guān)注。長期以來，兩蟲被納入國標強制檢測指標，但采用方法基本參照美國EPA 1623方法，主要儀器和耗材被美國企業(yè)壟斷，造成我國兩蟲檢測高昂社會成本。
中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心自2008年以來與北京華科儀科技股份有限公司簽署產(chǎn)業(yè)化合作協(xié)議，以降低設備和耗材成本為目標，圍繞兩蟲檢測方法、儀器研制、自動識別等開展系統(tǒng)研究，成功開發(fā)出基于“濾膜濃縮/密度梯度分離熒光抗體法”和人工智能技術(shù)的兩蟲檢測自動識別系統(tǒng)。
基于“濾膜濃縮/密度梯度分離熒光抗體法”的兩蟲樣品富集前處理裝置，雙重通路創(chuàng)新設計，針對高濁度水采用沉淀離心和低濁度水采用膜過濾溶解純化的方法，實現(xiàn)替代被美國壟斷的囊過濾的純化方法；打破美國的專利布局壟斷，擁有完整的兩蟲檢測新方法發(fā)明專利，檢測成本僅為美國EPA 1623方法的20%；該方法在2011-2015年完成全國供水行業(yè)內(nèi)部測試，2018年被納入住建部行業(yè)標準《城鎮(zhèn)供水水質(zhì)標準檢驗方法》CJ/T 141-2018；2018-2019年順利完成衛(wèi)健委組織國家標準《生活飲用水標準檢驗方法》GB/T 5750修訂所必須的全國驗證，已被納入新版國標檢測方法。
基于人工智能技術(shù)的飲用水兩蟲檢測自動識別系統(tǒng)
基于人工智能技術(shù)的兩蟲自動識別系統(tǒng)，全球首次實現(xiàn)人工智能圖像處理自動識別代替人工肉眼識別，實現(xiàn)多通道檢測可擴展模塊和載物臺、顯微鏡自動控制等關(guān)鍵部件模塊化和智能化，建立賈第鞭毛蟲孢囊和隱孢子蟲卵囊形態(tài)圖像數(shù)據(jù)倉庫，通過綜合神經(jīng)網(wǎng)絡識別算法和多維度判識分析，識別率高達90%，誤檢率/漏檢率低于3%，圖像處理速度達到50幀/秒，為人工檢測的數(shù)十倍。
作為國家水專項技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成果，本項目擁有自主知識產(chǎn)權(quán)十余項，突破國外技術(shù)壟斷，填補國內(nèi)技術(shù)空白，成功實現(xiàn)人工智能自動識別，大幅降低檢測成本，本項目方法已經(jīng)順利納入行業(yè)標準、國家標準，在衛(wèi)生疾控、供水系統(tǒng)、第三方檢測、環(huán)境監(jiān)測等領域都具有廣闊應用前景；能夠為我國從源頭到龍頭供水安全保障中“兩蟲”防控提供支持，徹底解決我國飲用水兩蟲檢測過程中檢測成本高、人工識別存在主觀性、設備及耗材依賴進口等諸多問題。截止2021年6月底，本項目成果已經(jīng)直接為社會創(chuàng)造經(jīng)濟效益近5000萬元。
原標題：中國儀器儀表學會科學技術(shù)獎獲獎項目成果展示(四)
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