中国科学技术大学地球和空间科学学院大师讲席教授、生命科学学院兼职教授、美国国家工程院院士张捷博士今年3月以通讯作者在国际著名期刊《自然—通讯》杂志发表两篇学术论文,分别展示了他在应用人工智能实现地震监测领域和开发纳米生物医药治疗癌症领域获得的突破性成果。

张捷1986年本科毕业于中国科大地球物理专业,曾任第20届中华全国学联副主席。1991年在美国宾州州立大学获得地球物理硕士学位。1996年在麻省理工学院获得地球物理博士学位并担任研究员。他曾在美国地球物理石油勘探、医疗诊断和生物医药等多个领域创业,并先后在麻省理工学院和斯坦福大学短期任教。2011年加入中国科学技术大学。他曾荣获多项国际科技大奖,并获2015年美国著名杂志“Fast Company”评选“中国最具创意人物100人”。张捷在地球物理勘探、地震监测与预测、医疗成像、生物医药等领域发表170余篇学术论文,在这些领域研发了20项科技产品,广泛地促进了生活品质的提高。

张捷领导的中国科学技术大学地震研究团队,自2016年启动应用人工智能技术解决地震监测、预警和预测的研究,建立了专业的软件开发队伍,自2018年起与中国地震局合作推出世界首个人工智能地震实时监测系统——“智能地动”系统,该系统的多项技术指标超越了美国与日本的地震速报能力,在2020年疫情期间,无人操作的人工智能系统为中国地震局不间断地监测地震提供了有效工具。《自然》子刊杂志曾先后三次发表张捷团队在该领域的突破性成果。

2021年3月4日,张捷教授地震研究团队发表在《自然-通讯》的一项研究显示,利用深度学习算法,人工智能系统可在收到地震记录后不到1秒时间内,准确估算出震源破裂机制解参数。震源机制解(又称断层面解),是利用地震观测资料来研究地震发生时,震源处作用力和断层错动性质。震源机制解不仅可以帮助了解断层的类型,还可以揭示断层在地震发生时具体的运动情况,描述滑断面的特征、走向、倾向、倾角等。它已经被广泛应用于研究区域应力场、震源过程、地震成因和海啸预警等。自1938年地震学家第一次开始从地震记录推算地震震源机制解,如何快速得出震源机制参数一直是地震学家想解决的问题。张捷教授科研团队这项突破性成果标志着地震监测从此全面进入智能化的新时代,为下一步智能化预测地震奠定了基础。

2021年3月31日,张捷在美国加州圣地亚哥市领导的CELLO企业生物医药研发团队在《自然—通讯》杂志发表了一项研究癌症治疗的突破性成果,采用人体血小板膜包裹载有免疫治疗药物的仿生纳米颗粒配方PNP-R848,在小鼠动物实验中实现了100%治愈结直肠癌,并且分别在治疗的第56天和140天,再次给小鼠的不同部位植入3倍和5倍的癌细胞量并且不再注射药物,新发肿瘤长到50立方毫米后即自然消失,表明经过治疗的小鼠已经完全具备了预防癌症复发的能力。

目前张捷教授带领的生物医药团队已经得到美国药监局专家团的支持,正在推进该药物的产品CE120的标准化和规模化生产,为临床实验做准备,他们希望把这款药物尽快送到抗癌第一线。