機械電子工程專業(yè)的陳力哲在西交利物浦大學(xué)里，做了四年生物與工程學(xué)的跨學(xué)科研究。申研時，他主申生物醫(yī)學(xué)工程方向，狂攬約翰霍普金斯大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院、杜克大學(xué)、帝國理工學(xué)院等七所名校offer。
今年九月，他即將前往連續(xù)多年專業(yè)排名全美第一的約翰霍普金斯大學(xué)，開啟下一階段的研究探索之旅。
“回望過去的學(xué)術(shù)經(jīng)歷，我一直在思考如何做出有意義的交叉學(xué)科研究。” 陳力哲說。
(資料圖片)
“在西浦自由開放的學(xué)術(shù)環(huán)境中，我跟隨著自己的興趣做出了每一步選擇，一步一步走到了今天，構(gòu)成了這段獨一無二的本科學(xué)習(xí)經(jīng)歷。”
他的故事是怎樣的？聽他娓娓道來。
做機器很酷，但不能光想著玩“花活”
從中學(xué)開始，我就覺得工程學(xué)很奇妙，但那時還只是興趣，從來沒想過到底該做什么應(yīng)用，真正開始思考自己要做些什么，是在看了一本神經(jīng)科學(xué)的書之后，書里提到一個著名的病人——亨利莫萊森（Henry Molaison）。
1926年出生的亨利在10歲左右出現(xiàn)癲癇，在27歲接受了一次實驗性的腦部手術(shù)。手術(shù)后，盡管癲癇癥狀得到控制，但亨利患上了嚴(yán)重的順行性失憶癥。從此，亨利變成代號HM的職業(yè)病人，參與科學(xué)家的研究工作，為醫(yī)學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
故事里最觸動我的是獲得亨利腦成像的“氣腦造影”技術(shù)：要先抽干患者的腦脊液，再用針把空氣從患者腰部注射入大腦；為了獲得更清晰的造影，還要把病人綁在椅子上擺出扭曲的造型，甚至頭腳顛倒反復(fù)旋轉(zhuǎn)。
我覺得太恐怖了。但如今有了CT、MRI等先進(jìn)的醫(yī)學(xué)工程技術(shù)，病人就不用這么痛苦。可見科技、機器和工程的發(fā)展，對于推動醫(yī)學(xué)進(jìn)步真的非常重要。
但哪怕是擁有很多先進(jìn)技術(shù)的今天，世界上似乎也還有很多病人，在面臨一些困難、承受著痛苦。這時候我才感覺到：我在工程學(xué)上的發(fā)展，不能只停留在興趣上，得想想怎么學(xué)知識幫助他們，哪怕只能幫一點。
就這樣，我了解到生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（BME）——運用工程技術(shù)手段去解決醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題，這完美地契合了我的興趣和目標(biāo)。
但高考后，我沒有選擇開設(shè)BME的大學(xué)，而是來了西浦。我看了一些BME專業(yè)的課程，就是工程和生物各學(xué)一些，知識上并不連續(xù)，這種我不喜歡。那不妨來西浦這種更自由多元的大學(xué)試一試，自己把工程和生物連接上，等碩博再去BME專業(yè)深造。
我覺得還是應(yīng)該把工程作為以后發(fā)展的核心和基礎(chǔ)，于是選擇了西浦智能工程學(xué)院的機械電子工程專業(yè)。
初體驗：用工程思維解決生物難題
剛來西浦我就聽說了國際遺傳工程機器大賽（iGEM），這是全球合成生物學(xué)領(lǐng)域的頂級賽事。iGEM里面的這個“E”是“engineered”，所以它不是傳統(tǒng)的生物科學(xué)，而是要用工程思維、基于現(xiàn)有的生物元件造出新東西來解決問題，這不正是我想做的！
我知道西浦每年都有本科生組隊參賽，但大部分隊員都來自生物科學(xué)系。我嘗試報名，然后順利通過了面試，成為了西浦iGEM團(tuán)隊有史以來的第一個機電背景的工科生。
即使我有生物知識的積累，但做項目還需要更多，好在我的隊友是一群愛生物學(xué)愛到瘋狂的人，吃飯的時候也要討論兩句通路和實驗設(shè)計。
我們幾個人泡在iGEM的工作室里，圍繞著各種問題各種聊；我也給他們講工程上的東西，不講具體東西怎么做，更多的是分享工程思維。
他們給我講怎么做科學(xué)的生物實驗設(shè)計，我給他們講判定系統(tǒng)是否合理的工程指標(biāo)。聊來聊去，雙方對兩邊的知識都有了足夠的了解，慢慢地就融到一起了，創(chuàng)造出了我們在iGEM2021中獨一無二的設(shè)計。
這種討論是我認(rèn)為更有效的學(xué)習(xí)方式，我當(dāng)然可以通過自己看書補充知識，但這樣培養(yǎng)不了素養(yǎng)。互相分享觀點再碰撞出新的想法，這實在是太寶貴了。
（西浦代表隊在2021年iGEM大賽中斬獲金獎）
我們項目的主題定為食源性疾病以及食品中副溶血性弧菌的定量檢測手段。傳統(tǒng)檢測方法可能需要進(jìn)行長時間的培養(yǎng)，或者用傳感器測出標(biāo)準(zhǔn)曲線再比對細(xì)菌濃度，但這對于沒有專業(yè)知識背景的商戶和消費者實在是太困難，也不實用。
于是，我們把細(xì)胞自我調(diào)節(jié)機制和工程的定量控制系統(tǒng)結(jié)合在一起做出生物傳感器，最后使用者只需要看熒光反應(yīng)的有或無，就知道細(xì)菌濃度是否超過了規(guī)定的檢測標(biāo)準(zhǔn)，是一個一目了然的二元系統(tǒng)，很工程思維。
思維素養(yǎng)和知識技能同樣重要
大一時，我上過一門機器人導(dǎo)論的通識課，課程老師是智能工程學(xué)院的宋鵬飛博士。宋老師提到自己在做醫(yī)工交叉領(lǐng)域的研究，我就默默記在了心里。
大三iGEM結(jié)束后，我在官網(wǎng)翻宋老師近期的研究方向和論文，發(fā)現(xiàn)他還做基于微流控芯片的生物傳感器，這也是我感興趣的！我趕緊給宋老師發(fā)郵件，申請加入項目組。沒想到宋老師10分鐘后就回復(fù)我：“沒問題，你的背景很適合。”
加入后，我以前輩們的研究為基礎(chǔ)，做檢測心梗的紙基微流控。我做出了一套完整的平臺，搭載自動化紙基微流控器件，把樣品滴在上面就可以自動對急性心梗進(jìn)行診斷。
宋老師（上圖右）是微流控的專家，在機械工程的專業(yè)知識上給了我很多支持；而我也在宋老師的幫助下，開展了自己的項目設(shè)計與實驗驗證。
這種思想上的交流和討論是我很看重的。宋老師非常開明，也很愿意和我聊，我不是老師的“苦力”，老師也不是我的“領(lǐng)導(dǎo)”。我們在一塊能想到很好玩的東西一起去做，這種氛圍我特別喜歡。
要說宋老師最大的特點，就是專業(yè)和知識扎實，這也是我們智能工程學(xué)院的特點，老師們真的做到了傳道受業(yè)解惑。他們不光是教知識，更多的是引導(dǎo)學(xué)生自己思考。而當(dāng)學(xué)生思考了，就會不可避免地拿課外知識問老師，如果老師沒有足夠的專業(yè)背景，又怎么解答我們的疑問呢？
正是有了這些技術(shù)和知識的支持，有他們的培養(yǎng)，我才沒有變成空有思維素養(yǎng)沒有干貨技能的人。
沒有好的基礎(chǔ)，怎么去更大的平臺
做完微流控的項目之后，我跟有臨床背景的專家們交流過在醫(yī)學(xué)上的使用。盡管我的初衷是希望這種檢測手段讓普通大眾也能操作，從而幫助醫(yī)生快速判斷病情、緩解醫(yī)療資源擠兌，但他們給我反饋說，在臨床實用性上依舊有很大的提升空間。
這其實就是系統(tǒng)思維DBTL循環(huán)（設(shè)計-構(gòu)建-測試-學(xué)習(xí)）的一部分：收到反饋，那我再去改進(jìn)設(shè)計就好。所以我現(xiàn)在要去約翰霍普金斯，去接觸世界前沿的醫(yī)學(xué)和公共衛(wèi)生學(xué)，去做前沿的生物、醫(yī)學(xué)、工程的交叉研究，把自己的產(chǎn)出往前再推一步。
很早我就想好要往BME方向發(fā)展，要做出有用的、對人們有意義的東西，但擁有全美第一BME專業(yè)的約翰霍普金斯不是我的終極目標(biāo)。或者說，我不是沖著它才做了這些研究，而是跟隨著興趣，一步一步摸索著走到今天。
為什么我一個學(xué)機械電子工程的能申到約翰霍普金斯的BME，說真的，過程中少了哪段我覺得都不行，是我在西浦所有的經(jīng)歷和因此形成的認(rèn)知把我送到這里。
西浦是我成長路上很重要的一個地方，它給了我非常好的教育和自由包容的環(huán)境，讓我在這里磨礪，打好了基礎(chǔ)再去下一個平臺發(fā)展。I’m proud to have been an XJTLUer.（我很自豪自己是西浦人。）（記者：胡秋辰 攝影：趙宸緒）
