对话柔性电子之父John A. Rogers：揭秘五院院士的成果转化法则

当一项崭新的科学技术诞生于实验室，它距离应用于现实世界有多远？这个问题约翰·罗杰斯（John A. Rogers）教授用从业二十年的经验给出了回答。作为美国国家科学院、工程院、医学院、艺术与科学院、发明家学院“五院”的院士，他不仅是发表顶级论文的“收割机”，更是一位柔性电子技术的“孵化者”：他将那些诞生于实验室、可与人体无缝集成的“电子纹身”技术，系统性地转化为三家成功的商业公司：Sibel Health、Epicore Biosystems 和 Neurolux。他的成功并非偶然，而是一套独特的“罗杰斯法则”：他坚信应在学术环境中将技术打磨到极致，耐心倾听来自盖茨基金会、佳得乐等产业巨头的“真实需求”，甚至认为“有时护士比医生更懂产品”。在 EmTech China 2025 的现场，DeepTech 与 Rogers 教授进行了一场深度对话，试图完整解码他如何将一个偶然的学术想法，落地为具体的商业成果。

（来源：DeepTech）

缘起：一次跨界对话点燃的生物电子学之路

Rogers 教授的研究重心经历过一次转变。早年，Rogers 致力于在通用柔性电子技术领域开发“像纸一样的显示屏”，而转折点发生在他在美国宾夕法尼亚大学的一次学术报告之后。“几位神经外科医生看到了我演讲的标题——柔性电子学后产生兴趣，”Rogers 回忆道，“演讲结束后，他们走过来问我，有没有想过把这种柔性技术放到大脑上，用于监测大脑的电生理活动？”

听者有心，这个提议启发了 Rogers 教授对跨界的探索。“我从未真正思考过机械柔性所带来的生物集成机会，”Rogers 坦言，“这对我来说似乎是一个非常激动人心的方向，我的学生们也对此表现出极大的研究热情，因为它对人类健康领域有着潜在的巨大影响。”

Rogers 这种将“抽象的科学问题”与“切实的社会价值”相联系的思维方式，深受其博士后导师、美国哈佛大学的 George Whitesides 教授的影响。Rogers 回忆道，Whitesides 有一种天然的、卓越的“直觉”，能够判断什么是构成有意义的科学问题的关键：这项成果是否有可能导向一项具有更广泛社会价值的新技术？这个理念深深地烙印在了 Rogers 的学术生涯中，也奠定了他未来所有研究的价值基石。从那时起，Rogers 团队的研究重心开始从冰冷的消费电子转向了温热的人体，致力于开发一种能与人体组织无缝集成的、生物兼容的电子设备。

成果转化的“罗杰斯法则”

实验室到工业界的“最后一公里”充满了诱惑和挑战，许多才华横溢的科学家在这一步折戟，但 Rogers 却成功地将若干实验室的前端研发转换到市场的终端产品。谈及科学成果的商业化方法，他分享了他独到的实践法则：

法则一：将技术在学术环境中打磨到极致

“我认为学术界常见的一个谬误就是过早地成立公司，”Rogers 一针见血地指出。他描述了一种常见的失败模式：研究者们知道技术还存在可靠性或制造工艺上的问题，但他们想当然地认为，只要让技术走出大学，创业公司的专业工程师就能解决这些难题。“但这根本行不通，”他强调，“如果你指望别人来解决你的核心问题，那代价将是极其昂贵的，耗时也会更长，风险巨大。”

Rogers 的策略恰恰相反：尽可能久地将研究项目保留在学术环境中，直到“所有我们已知的、需要基础科学研究来解决的问题都已不复存在”。他所在的美国西北大学的生物集成电子中心为这种“耐心”提供了土壤。生物集成电子中心的实验室不仅能让科学家们制造出几个可用的设备原型，还拥有小批量的制造工具和专业的嵌入式工程师。同时，通过与医学院的紧密合作，他们能够将这些设备在真实的医院环境中，给人类患者进行测试。

“这让我们能亲身体验设备如何融入临床工作流程，患者对它的反应如何，护士们能否轻松地使用它，”Rogers 告诉 DeepTech，“通过这个平台，我们能控制产品在完全商业化之前的技术风险。”

法则二：倾听来自业界的“真实需求”

技术再好，若无市场，也只是屠龙之技。Rogers 商业启动的第一步往往来自于产业界向其抛出的需求，Sibel Health 的诞生就是典型案例。在 Rogers 的团队发表了一篇关于监测早产儿生命体征的论文后，他们意外地收到了盖茨基金会的联系。基金会希望他们能改造这项技术，以便在非洲等医疗资源匮乏地区进行经济可行的大规模部署。几乎在同一时间，医疗设备巨头通用电气（GE）和德尔格（Dräger）也找上门来，希望合作将该技术商业化用于医院护理。

“我们最终选择了 Dräger 作为合作伙伴，他们也成为了公司的投资方，”Rogers 说，“拥有来自盖茨基金会的非稀释性资金（non-dilutive funding），又有一个像 Dräger 这样强大的合作伙伴，这些信号让我们确信，商业化的时机已经成熟。”

同样的故事也发生在 Epicore Biosystems。当团队发表了关于微流控汗液分析的论文后，功能性饮料巨头佳得乐（Gatorade）主动找上门，希望 Rogers 的团队能够为其核心客户运动员，开发一款 Gx 汗液贴片（Gx Sweat Patch）。佳得乐同样提供了非稀释性资金，与团队共同设定技术里程碑，每完成一项，就支付相应的费用。这种模式让公司在成立之初就拥有了清晰的商业目标、充足的启动资金和明确的客户。

法则三：有时护士比医生更懂产品

在谈到医疗设备开发时，Rogers 分享了一个非常有趣的洞见：在改进医疗设备的目标下，有时候护士的建议比医生的建议更加重要。护士们身处临床一线，长时间地操作使用医疗设备，使得他们具备一种非常务实的视角，深知什么可行、什么不可行。“护士们有时会提出绝妙的想法，比如改进设备的设计、尺寸或材料的机械性能。在我们发表的一些论文中，护士甚至被列为共同作者。”这种对终端用户需求的尊重，构成了他产品哲学的重要一环。

创新三部曲：从重塑临床标准到定义运动健康，再到赋能前沿科研

遵循着上述法则，Rogers 得以构建了一个覆盖临床监测、消费健康乃至前沿科研工具的商业版图。

Sibel Health：重塑医院的生命体征监测标准

Sibel Health 的目标，是成为“所有医院内患者监护的标准技术”。Sibel Health 是一个完整的、由一系列无线传感器组成的平台，这些传感器都在一个通用的软件接口和数据结构下运行。其核心产品组合包括用于监测心肺健康的胸贴、测量血氧的指套等，均已获得美国食品药品监督管理局（FDA）的批准。其中，Sibel Health 的 ADAM™ 传感器尤为引人注目。许多皮肤病患者饱受夜间无意识抓挠的困扰。传统的智能手表加速度计无法区分“抓挠”和“挥手”这样的相似动作。ADAM™ 传感器则精妙地解决了这个问题。它不仅能够监测手部的整体运动，还可以捕捉到指甲与皮肤接触时产生的“微弱振动特征”。设备内置的 AI 算法一旦识别出典型的抓挠信号并超过阈值，就会激活一个触觉马达，通过振动唤醒或提醒患者，从而实现了一个闭环的干预，显著减少了夜间搔抓。

图丨ADAM™ 传感器（来源：Sibel Health）

Epicore Biosystems：一片汗液创可贴的跨界之旅

Epicore Biosystems 的起点颇具戏剧性。Rogers 团队最初研究汗液，是希望找到一种非侵入性的方式来获取血液中的生化信息，并应用于医疗诊断。然而，第一个商业机会却来自运动领域。与佳得乐的合作为公司带来了稳定的收入和规模化的制造能力，他们至今已经生产了约三百万个汗液分析贴片（GxSweatPatch）。这种一次性的贴片成本极低，用户通过手机拍照读取颜色变化，就能得知自己的汗液流失量和电解质损失情况，并获得个性化的补水建议。

图丨GxSweatPatch（来源：Epicore Biosystems）

基于在运动领域建立的制造和技术基础，Epicore 迅速将市场拓展到工业安全领域。在石油、天然气、建筑等行业，工人们常暴露在高温环境下作业，脱水是导致工伤和生产力下降的主要风险之一。雪佛龙（Chevron）和杜邦（DuPont）等工业巨头相继成为其客户，将这项技术用于保护工人的健康安全。

如今，Epicore 重新深耕于医疗诊断领域。团队的核心科学假设是，汗液中的特定生化标志物与血液中的浓度高度相关。他们正与肾脏病学家紧密合作，通过对比肾病患者的汗液与血液样本来验证这一理论。如果成功，这不仅意味着一种低成本、无创的居家肾功能监测方案的诞生，更印证了 Rogers 本人从市场切实需求出发，最终抵达医疗蓝海的发展路径。

Neurolux：为神经科学界提供前沿的研究工具

如果说 Sibel Health 和 Epicore Biosystems 是将成熟技术应用于“当下”，那么 Neurolux 则着眼于“未来”，为全球顶尖的神经科学家们锻造出能够解锁大脑奥秘的钥匙。与前两家公司不同，Neurolux 不直接面向消费者或临床患者，它的定位是为全球的神经科学家提供他们“在其他任何地方都买不到的”先进研究工具。公司有两大核心产品线：

图丨NeuroLux（来源：NeuroLux）

第一种是用于动物模型光遗传学研究的微型无线 LED 植入体。这些如头发丝般纤细的探针可以植入大脑深处，通过无线控制的 LED 光来激活或抑制特定的神经元细胞，从而帮助科学家们解析大脑神经元的基本工作原理。

第二种产品，则是为前沿的“类脑器官”（brain organoids）生物学研究而设计的 3D 自组装电极结构。这些由人类干细胞培育出的微型“大脑”，为药物筛选和疾病研究提供了无与伦比的模型，但传统的 2D 电极阵列无法有效地与之交互。Neurolux 开发的 3D 笼状电极能将类器官包裹起来，进行全方位的电信号记录和刺激，极大地推动了该领域的发展。

未来之路：AI、数据与跨界融合的协奏

当谈及对未来学科趋势的理解，Rogers 认为 AI 扮演着极为重要的角色。目前，AI 主要被用于处理海量数据，并基于现有生命体征设置警报阈值。但他认为，AI 更值得被探索的潜力在于，将传统生命体征数据与他的新型传感器捕捉到的全新数据流（novel data streams）相结合，做出“预测性的健康评估”。

“我们不仅想知道现在发生了什么，更想知道未来会发生什么，”Rogers 说，“随着我们的设备大规模部署，积累的数据会越来越多，AI 算法将能够学习到那些预示着不良健康后果的微弱信号，从而真正改变我们照护病人的方式。”他指出了传感器、数据与 AI 之间的共生关系：“没有传感器，就没有数据；没有数据，AI 就无法存在。”

而实现这一切的根基，是他一直信奉的“学科交叉”理念。Rogers 以一篇 2019 年发表在顶级期刊 Science 上的研究 [1] 为例：当时，新生儿重症监护室的早产儿们身上布满了电线，这些线路连接着监护仪，不仅严重阻碍了父母与婴儿的“袋鼠式护理”（一种通过肌肤接触促进婴儿发育的护理方式），而且固定导线用的强力胶带还会损伤婴儿脆弱的皮肤。

为了解决这个临床痛点，Rogers 集结了一支横跨材料学、力学、电气工程、计算机科学、皮肤病学和新生儿学的庞大团队，其中甚至还包括直接护理婴儿的护士。他们共同开发了一对轻薄、柔软、如创可贴般的无线生物传感器。一个贴在婴儿的胸部或背部，另一个环绕在脚上，两者协同工作，可以精确监测心率、呼吸频率和体温等核心生命体征，其数据精度与传统的有线设备完全一致。

（来源：Science）

这项研究不仅展示了一项技术的突破，更体现了一种全新的合作模式。“经过我们的实践，将工程科学与医学科学，特别是与一线的临床需求紧密结合在一起，是一条能够取得显著成果的方式。”Rogers 总结道。这篇论文的发表，直接吸引了盖茨基金会和医疗巨头 Dräger 的注意，最终催生了 Sibel Health 的创立。

最后，当被问及想对在 EmTech China 2025 现场的年轻科学家和工程师说些什么时，Rogers 给出了一个简短而铿锵的建议：“要志存高远（think big）。把精力聚焦于那些具有开创性和变革性的领域之上，大胆地构想和创造伟大的事物。让你们的研究方向，由这个社会最需要解决的重大问题来定义。”Rogers 始终将研究方向置于社会问题之上的做法，为我们清晰地描绘出了一条从实验室通往真实世界的坚实路径。

参考资料：

1.H., Chung et al. Binodal, wireless epidermal electronic systems with in-sensor analytics for neonatal intensive care. Science 363, 6430(2019). DOI: 10.1126/science.aau0780

采访：杨家睿、李丹

运营/排版：何晨龙