航空航天特色生物医学工程学科建设实践探索

李韪韬　钱志余　宋晓峰

摘要：为了强化我校生物医学工程学科的航空航天特色，提升学科水平，本文从明确的学科定位、高水平的队伍建设、一流的平台建设、高水平的科学研究方向、先进的人才培养模式等方面进行了论述。各个环节提出的方案切实可行，对高校建立具有自身特色的生物医学工程学科有着重要的意义。关键词：专业建设；人才培养；科学研究；队伍建设中图分类号：G642.0

文献标志码：A

文章编号：1674-9324（2018）20-0098-02 生物医学工程学科是交叉融合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的边缘性学科。从科学发展的规律看，继机械科学、物理科学、信息科学引领科学发展以后，生物医学工程学科将成为21世纪科学发展的引领学科。随着国家航空航天民航事业的蓬勃发展，更远距离、更长时间的太空探索、载人飞船计划的实施、航天员飞行员的选拔训练中有大量的生物医学工程问题需要解决。为此，我校生物医学工程学科必须在国防军事医学、载人航天医学、航天医学工程等方面快速发展，同时也符合我校特色学科的长远发展规划。一、学科定位生物医学工程学科通过与学校航空航天学科进行融合、交叉，切实加强现有生物医学工程学科特色建设。学科研究内容分为民用和航空航天特色两个大部分，相互之间既彼此独立，又相辅相成，相互促进。学科在航空航天的定位是：形成以脑机接口、仿生科学、航空航天医疗装备、航空航天医学工程等四个主要研究方向。学科充分借力航空航天学科发展形成的高技术对前沿技术需求旺盛的优势，汇聚我校相关需求，进一步拓展（医学、航空航天），加强高技术研发，以应航空航天工程领域迫切的重大需求。通过优化组合，主动配合我校强势学科，集中力量，扶优扶强，重点突破，着力把生物医学工程在航空航天应用作为发展重点。二、队伍建设遵循国家的人才战略，创新人才培养模式，营造创新学术氛围，强调团队体制，努力培养拔尖创新人才和高层次人才，形成具有航空航天特色的人才结构体系和具有国内较高水平的人才梯队，具有明显学科特色的科研方向，积极培养大师级人才。为了突出航空航天特色，研究队伍建设需要围绕下述具体举措展开。1.以项目为牵引，建立学校内部航空航天民航与生物医学工程学科交叉、融合的研究团队。我校在生命与工程科学交叉领域的若干方向上形成了一定的优势，但优势显著度还有待加强。学校可以设立若干个“生医—航空航天”为主题的创新科研项目，将生物医学工程学科与学校的强势学科，如机械制造、材料、无人机、力学等学科的研究团队进行整合，从而在完成项目的过程中进行融合，产生新的创新性思想。实现学校内优势科研人员的融合，强化对生命科学的深刻理解，在航空航天和空间生物學等方面建立具有医学和航空航天综合思路的研究团队。2.以企业挂职为契机，拓展生物医学工程学科队伍的航空航天研究视野。学校优势学科与航空航天系统科研院所建立了密切的科研合作关系，在此有必要加强生物医学工程学科研究人员到航空航天院所进行长期科研合作和挂职锻炼。期间积极梳理航空航天领域在生物医学工程学科的需求，提出两者结合的科研思路，努力为解决航空航天面临的实际问题服务。与对方科研人员进行密切交流，在参与项目的同时，建立起跨单位的科研合作人才团队。3.加强从相关院所，引进（兼职）具有鲜明航空航天与生物医学工程结合特色的高水平学科带头人。一方面积极与国内外生物医学工程学科的专家进行交流，通过学术报告、兼职教授等形式，获取和追踪本科学最新的科研成果和科研方向。另一方面与国内航空航天医学相关学科的研究院所学者进行沟通，了解航空航天医学方面的需求和迫切需要解决的难题，从而明确本学科的工程和技术手段的研究目标。建立起高水平的具有航空航天和医学思想的学科指导团队，为学科在航空航天研究方面制定发展规划。4.以申报重大课题为目标，磨合出具有很强实力的研究团队。学校在可以集中力量成立生命科学实验技术中心，对大型科研仪器设备统一进行管理，对大型项目申报统一进行规划。同时，整合人员团队研究基础，凝练出新的研究方向。进一步围绕国家和国防重大课题和需求，进行申报。通过申报和课题的完成，达到团队建设的目的。三、平台建设平台建设创新是核心。紧密结合创新型国家的建设，加快提升研究平台的自主创新能力。要在平台建设的全过程，紧密结合研究内容，下大力加强人员创新意识、创新才干，努力将平台自主创新能力提升到一个新的高度。所建立的平台具有国内外一流的研究设备，一流的研究团队，能够争取获得国家重大（重点）科研项目，获得大的科研成果。同时，必须联合学校优势学科，进一步加强建设生物医学工程学科大的研究平台，建立完整的实验体系。比如联合机电学院航空宇航制造和数字化加工技术，建立高水平数字化航空航天医疗装备研究平台，实现近红外无损检测、微创诊断、特色治疗为主的疾病、肿瘤研究条件；整合理学院光学研究课题组，建立和加强生物医学光子学研究平台；整合材料学院航空材料和核物理研究资源，建立医学图像三维可视化研究平台，特别是三维医学图像、荧光成像、虚拟现实技术方面，能完成高水平的基础研究任务；整合结构力学专业仿生课题组，建立脑功能和神经科学研究平台，实现脑机接口等控制技术的深入研究。在条件成熟时，积极申报国家重点实验室、省重点实验室。四、科学研究充分借力航空航天产业的高技术对前沿技术需求旺盛的优势，汇聚我校相关需求，进一步横向拓展（医学、军工），加强高技术研发，以适应工程领域迫切的重大需求。密切跟踪国家民生发展战略，与行业重点企业建立产学研合作关系，瞄准国际水平，加强基础研究。通过优化组合，主动配合我校强势学科，集中力量，扶优扶强，重点突破，着力把生物医学工程在航空航天应用作为发展重点。形成如下的科学研究方向和重点。1.航空航天机载医疗装备开发和关键技术研究。围绕学校在无人机、直升机、民用航空领域、医疗器械开发方面的优势，开发集成度高的，符合适航要求的机载医疗设备。2.脑机接口武器装备控制技术开发。利用本学科在脑科学、神经科学方面的研究优势，结合学校航空武器和火控的研究基础，着重探索利用EEG脑电技术，完成武器平台、无人机等的控制算法。3.飞行人员生命参数监测关键技术开发。由于学校具有飞行学院，拥有大量的飞行学员。因此，利用现有的生理参数监测手段，完成对飞行员选拔、测试等过程的参数采集。采用建模的方式，形成一系列有效地评估体系。制定切实可行的政策，鼓励和奖励科学研究上取得的代表性成果。积极参与学校其他课题组的工作，逐渐融入到航空航天的项目中，挖掘出与生命科学相关联的科学问题，从而进行研究。五、人才培养我校现有生物医学工程专业必须提升办学水平，打造成特色鲜明、国内先进的高素质人才培养基地。需要注重创新性教育在生物医学工程专业人才培养中的作用，改善传统教育教学环境和条件，在人才培养模式、人才培养方案、教学内容、实践环节等方面建设具有南航特色的生物医学工程专业人才。六、结束语我校的生物医学工程学科根据南航拓展学科领域的需要，融合三航（航空、航天、民航）特色，把握应用生命科学领域的前沿和国家发展目标，汇聚了我校生命—工程交叉领域的资源，初步形成了多学科交叉、航空航天特色和优势鲜明的交叉科学研究和教学平台，惠及南航的多个学院、多个学科。参考文献：[1]李海云，景斌，于红玉.生物医学工程学科发展的思考[J].北京生物医学工程，2015，34（6）：626-629.