手术中，AI能否把“看得见”的影像变成“看得懂”的临床信息？不用频繁更换电池，物联网节点能否从电网杂散磁场中持续取能？面对高端换热器、芯片散热等关键场景，自主工业软件能否为复杂结构设计打开新路径？面向国家战略需求和产业发展痛点，未来技术学院坚持“四个面向”，依托跨学科培养优势和产教融合平台，引导青年学子从临床一线、电网现场和高端装备升级需求中寻找真问题、破解真难题。如今，由该院培养的一批青年学子已在上述方向取得突破性进展，交出了一份兼具创新含量与转化价值的硬核答卷，展现出未来技术人才在原创探索、工程转化和协同创新中的成长轨迹。

智破术中“看得见看不全”难题，重塑智能外科临床决策新范式

微创手术创伤小、恢复快，但医生在术中常常面临“看得见却看不全”的难题：镜头视野有限，血管、胆管、病灶边界难以快速辨识；术后记录又多依赖文字报告，关键画面和风险节点难以复盘。如何把海量术中影像真正转化为可用的临床信息，成为智能外科亟待突破的瓶颈。

图1 导航系统在手术室临床场景中使用，辅助术中影像记录与分析

围绕这一痛点，未来技术学院博士生王志博所在医工交叉团队以“AI+术中影像”为突破口，研发多设备兼容的术中影像记录分析系统。系统可接入腔镜等手术影像设备，利用多尺度、多模态信息融合方法，对关键结构进行识别、标注和风险提示，并自动生成图文并茂的手术报告，让医生从繁重记录中解放出来，也让术后复盘、教学培训和质量控制有据可依。

图2  图文报告系统在手术室临床场景中使用，辅助病历报告快速生成

目前，该平台已完成样机制作与软硬件测试，并在多家三甲医院试点应用，平台服务患者超千人次，患者满意度提升20.4%。从临床痛点到工程系统，从实验样机到医院场景，这项成果展现了学院“医工融合、产教融合”的应用创新能力。

赋能“无源物联网”，开启感知新纪元

面向国家“双碳”战略与万物互联的智能化浪潮，构建覆盖广域、长期稳定运行的无线传感网络是核心基础。然而，数以百亿计的物联网节点正面临“能源焦虑”——依赖电池则维护成本高昂且污染环境。为破解这一根本性瓶颈，未来技术学院博士生徐奕维所在团队将目光投向了电网中无处不在的工频杂散磁场。传统磁电转换技术在低频下依赖大尺寸磁芯与多匝线圈，体积大、功率密度低、成本高，难以大规模部署。该团队创新性地发展了一种以声学谐振为媒介的磁-机-电耦合能量收集技术。其核心在于利用声波波长远小于电磁波的特性，通过“磁-机-电”三级转换机制，实现器件的小型化与高效化。基于此，团队成功研制出体积不足1立方厘米的微型换能器（与一个骰子体积相当），其功率密度达到同期国际报道最高水平的2倍以上，且部署灵活，不依赖大尺寸磁芯。

基于该核心器件，团队构建了完整的非侵入式自取能无线传感节点。节点可实现对电流、温湿度等数据的长期监测、无线回传及环境火灾预警。这项技术已走出实验室，在江苏配电网、南京居民小区配电设施及江宁大型充电站微电网等多个真实场景中完成验证，可有效提升供电可靠性、优化电网运行效率。这为构建大规模、免维护、低成本的智能电网状态感知网络提供了全新的技术范式。

图3  何雅玲院士一行参观团队作品（第十一届中国研究生能源装备创新设计大赛国家二等奖）

图4  导师胡忠强教授现场指导取能模组测试

TPMS硬核技术打破国外垄断，赋能智能制造新升级

当前，高端换热器、航空航天结构件、芯片散热等领域长期面临设计难、精度低、重量大、成本高等痛点。传统晶格结构存在空腔封闭、应力集中、适配性差等缺陷，国外工业软件与换热设备更是形成技术壁垒，制约国产装备升级。面向国家智能制造与高端装备升级重大需求，未来技术学院博士生黄卫士所在团队深耕TPMS三周期极小曲面前沿技术，攻克热管理、轻量化结构与工业设计软件“卡脖子”难题。

依托跨学科优势，创新研发ImphyX自主工业软件与TPMS高性能结构技术体系，构建从设计、仿真到制造的全流程解决方案。团队突破隐式建模、多尺度优化、隐式切片三大核心瓶颈，实现复杂结构生成、高效仿真与无缝打印，计算效率与鲁棒性超越国外同类软件。前期成果落地数据显示，TPMS换热器体积可减小约25%–50%、重量可降低约15%–45%、成本可下降约20%–40%，功重比提升约1.3–2.5倍，同时结构轻量化和芯片冷板散热效率显著提升。目前，ImphyX软件已与南京某航天单位签约合作；同时，基于该软件设计的下一代冷板已联合多家单位共同推进研发工作，正助力高超声速飞行器、新能源装备、数据中心热管理等关键领域升级。

图5  ImphyXTPMS设计优化平台及实验件测试

未来技术学院始终锚定国家急需，坚持“研以致用、用以致学”，从护航生命的智慧医疗，到赋能“双碳”的微能收集，再到打破垄断的工业软件，这些成果不仅是学院推动学科交叉与产教融合的生动缩影，更标志着育人成效正从“知识输入”向“价值输出”加速转化。面向未来，学院将持续打通基础研究、工程验证与产业应用的全链条，助力青年学子将实验室的“书架”成果源源不断推向产业现场的“货架”，托举起一代未来技术人才的硬核担当。