前言 众所周知，人类等哺乳动物的生命起始于精卵结合所形成的一个受精卵，在经历复杂的早期胚胎发育过程之后诞生出庞大而复杂的生命个体。胚胎的发育是一个从无序到有序的逆熵的过程。受精之后，原本没有基因表达的染色体被激发并整体被精准调控，细胞逐渐分化成具有各类单一功能的细胞类型并各司其职，最终形成了不同的人体组织、系统和器官。然而早期胚胎发育过程自上世纪八十年代被发现以来其背后的机理一直是发育生物学领域的一大谜团。整个过程如同交响乐一般复杂却有条不紊的进行着，仿佛有一只上帝之手在暗处有序的驱动着这一切。但是现在这谜团逐渐有了答案。朱濛博士怀揣着对早期胚胎发育极大的热忱，在领域里深耕数年。她创新性的跳出了传统生物学研究方法，采用定量的细胞成像手段并结合生物物理建模，首次系统地揭示了早期胚胎发育中细胞极性化过程背后的发生原理。她所发现的调控细胞极性化的细胞因子，填补了相关领域的空白，为治疗不孕不育症，其他胎儿发育异常疾病以及人体再生科学领域建立了重要的研究基础。本期CCIN有幸请到了学姐，以第一人称视角回顾她缓缓打开早期胚胎发育这一神秘“黑匣子”的研究过程以及其中的心得体会。希望能给各领域学者、学生们带来鼓励和启发。 （图片来源：朱濛博士。八细胞时期的小鼠胚胎染色。红/黄色区域为细胞极性化的区域） 01 — 科研进展及相关成果 Q：学姐在剑桥攻读博士期间研究的主要课题是什么？ 我在剑桥大学Magdalena Zernicka-Goetz教授组主要研究一个由受精卵发育成一个具有复杂结构、多细胞组成的功能性个体的过程。然而，由于样本采集的困难性，目前无法直接进行对于人体胚胎发育的研究，所以我主要研究小鼠早期胚胎发育中经历的细胞命运及其背后的发生原理。 子宫内的胚胎发育一般分为两个过程1）受精卵在着床前的发育 和 2）受精卵在接触到子宫后的着床后发育。我主要研究着床前发育，在这个过程中，受精卵从单个多潜能类型细胞发展和分化为多个仅具有单一潜能的细胞个体。其中重点研究受精卵分化过程中内部蛋白的极性化调控过程，和这一过程的时间调控。 经过研究，我发现细胞极性化的过程可以分为大致两个步骤，第一步为细胞致密化所伴随的细胞骨架分子的极性化，其过程受磷脂酶c – […]
前言 折纸艺术起源于中国南北朝时期，发展于日本，传至欧美，普及世界。一千五百多年以来，现代折纸艺术已发展到前所未有的境界。一张再普通不过的纸，可以被折出许多复杂而栩栩如生的精美艺术品。或许许多人小时候也都折过很多有趣的小玩物，但人们却很少去思考折纸在艺术审美和娱乐价值以外是否还有其他的意义。近年来，折纸从手工艺术进入全新的研究领域，其背后蕴藏的数学运算和空间几何原理在不断被发掘，并且与物理、结构、材料等交叉学科的理论知识相结合，从而逐步应用于生物医药、土木工程、航空航天等诸多前沿科技领域。折纸是通过设计平面材料的折痕并通过折叠来获得提前构想的复杂的三维结构，而最终形成的结构和其物理性能也主要取决于其折叠方法。因此对折痕设计和折叠轨迹的系统化理论研究对于实现折纸结构的可编程设计与精准调控至关重要。本期我们有幸请到了冯帆学长分享他在这个关键领域的研究心得。以第一人称的视角回顾学长是如何在一个大多数人追求应用的领域，逐步探索并建立起折纸结构背后的理论框架，为实现折纸在未来更广泛的应用打下坚实的基础。希望能勉励和启发各领域的学生、学者们。 01 — 科研成果和想法 Q：冯帆博士在剑桥大学当博后期间研究的主要课题是什么？ 我现在在剑桥大学Warner和Biggins教授研究组，主要对折纸结构（Origami Structure）和液晶弹性体（Liquid Crystal Elastomers）相结合的理论进行研究。在去年发表的这篇文章中，我们主要通过连续介质力学和群论研究了一般的刚性可折平的四边形网格折纸结构全部可能的折痕设计和折叠轨迹。以此提出一个定理，使我们可以提前通过算法设计出特定的折痕，通过折叠（保长的分段仿射变换，isometric piecewise affine transformation）可以得到任何想要的三维结构[1]。这种折纸结构可以在二维平面上设计折痕和制造，折叠到三维特定形状，并且可以继续折叠到面积较小易于收纳的完全折叠态。这种性质在某些应用中非常重要，比如太阳能帆板需要处于面积较小的完全折叠态放入火箭，在太空中展开成为面积较大的状态接收太阳能。 同时，目前我正在研究将该结果和液晶弹性体（LCEs）相结合，得到更复杂的折纸结构。LCEs在外界热或者光照条件下可以发生非保长（non-isometric）的大变形，因此这种材料做的折纸结构可以在外界刺激下发生特定变形从而完成某些功能。 Q: 类似的想法可能别人也有，为什么学长是第一个做出来的？ […]
2021年正值中国共产党建党100周年、清华大学建校110周年，自动化系研团在校研团委的指导下以“清春百十载，紫冬正芳华”为主题，对20余名自动化系优秀系友开展了访谈活动。经整理编纂，现推出“紫冬故事：自动化系优秀系友采访纪实专栏”，通过分享优秀青年系友的成长故事与奋斗历程，引导同学们传承紫冬精神，汇聚清华力量，磨砺出彩青春，体会无悔初心，以奋进的姿态迎接新的征程。 本期，我们走进周杰老师课题组毕业，目前在牛津大学继续深造的唐彦嵩学长，体会他潜心科研攻关的故事和回顾良师益友的感情。 唐彦嵩，清华大学自动化系2011级本科生，2015级直博生，师从周杰教授和鲁继文副教授，主要研究方向为计算机视觉中的人体行为分析，在权威国际学术期刊和会议上以第一作者发表论文9篇，包括人工智能领域顶级期刊TPAMI长文1篇、顶级会议CVPR论文3篇（其中ORAL报告1篇）。曾担任自动化系研究生党建助理、自博15班带班助理、自5年级带班辅导员、校团委创业中心辅导员和自动化系学生会主席，曾获北京市优秀毕业生，清华大学优秀博士毕业论文等荣誉，入选清华大学“紫荆学者”支持计划，目前在牛津大学深造。 ▲ 唐彦嵩作为研究生代表在系毕业典礼发言 0 0 一次【五彩纷呈】的清华园之旅 “将科研和社工两方面的工作同时做到最优是一件十分不容易的事情，但绝对是一件足够精彩的事。”唐彦嵩学长这样说到，“博士期间的科研相比于本科的课程学习是一个更长期的过程，在这个过程中要根据自己的情况把控节奏，做好时间安排，在项目或会议的DDL前全情投入科研工作。当科研和社工时间冲突时要懂得向他人寻求帮助，清华的社工氛围给我留下了特别温暖的印象。大家之间相互沟通配合，每一项工作的出色完成都不是一个人单打独斗，可以说是一个有序的系统工程。” 唐彦嵩学长非常怀念作为自五年级辅导员在党建方面的工作，2015年是第一届入学新生中几乎没有党员的一届，自五年级只有1名新生党员，这就给党员发展工作带来了不小的压力。此时所有带班辅导员集思广益，通过军训期间大力动员、倡导积极分子旁听组织生活、组织形式丰富的寒假实践等方式和活动。 在当时古槿老师和裴欣老师的规划指导下，大家紧抓党员建设工作，将其作为集体建设的战斗堡垒，最终取得了不错的效果。自五年级毕业时，入党比例达到了30%以上，并且其中有7位同学选择担任辅导员的工作。这些工作令唐彦嵩学长印象深刻。 ▲ 2016年寒假自五党支部赴崇礼县进行关于冬奥会筹备的社会实践 0 0 […]
