胃肠道恶性肿瘤及功能性疾病已成为危害人们健康乃至生命的顽症，是目前国际社会研究和防控的重点，也是我国《中长期科学和技术发展规划纲要，2006-2020》的重点研究内容。本项目通过对腔道内图像等信息的无创检测，解决胃肠道疾病的早期诊断和预警问题，主要发明点如下：1.发明了组织癌前病变无创检测技术基于对腔道病变早期、无创检测需求，发明了无创检测粘膜表层及粘膜下癌前病变的荧光检测图像法及光谱法，通过胃癌、结肠腺癌、宮颈内膜癌等离体标本与正常组织对照试验，获得了紫外激发光最佳能量和波长范围，正常组织、良性和恶性病变的荧光光谱及色泽特征；发明了微型照度、自动调焦和成像方向控制装置，提出了模糊图像识别与恢复方法；建立了人体电磁计算模型，研制成实现体内外双向无线通信的微模块；建立了定量鉴别病变的指标体系，实现了对粘膜表层及粘膜下癌前病变的无创、在体检测。2.发明了面向胃肠道环境微型仿生机器人技术针对柔软、粘滑和狭小的胃肠道环境，提出了仿生多节蠕动式、仿生钳位划动式和仿生尺蠖式机器人运动原理；发明了大变径闭合杆系径向扩张微型机器人，研制成三类9种型号微型仿生机器人；建立了机器人运动步态分析模型，提出了机器人运动步态和步态失效时容错性及基于力反馈的保障组织安全性的控制方法，实现了机器人在胃肠道内的轴向运动和径向扩张，为无创、在体和主动诊查胃肠道疾病提供了先进运载装备，并解决了腔道褶皱和塌陷处存在漏检的问题。3.发明了面向胃肠道环境无线供能技术针对机器人在胃肠道内姿态、位置和距离随机变化，能量发射和接收端处于弱耦合，能量传输效率低等问题，提出并实现了能量发射和接收端同频谐振的能量传输方法，发明了单维自定向和三维能量接收线圈，通过对能量传输模型、双闭环能量传输系统的优化，使能量传输效率达5.05%，高于国内外同类研究的传输效率。实现了对胃肠道机器人稳定和安全地无线供能，解决了当前检测系统采用电池或拖缆方式供能时无法对胃肠道实施全面诊查的问题。4.发明了腔道内疾病早期诊断和预警装备研制成JD-1专用芯片，解决了微小体积内多模块集成和抗干扰问题；发明了具有自主知识产权的OIB型系列荧光光谱癌前病变诊断仪，产品通过了国家法定部门的检测和注册，在全国100多家单位临床应用结果验证了其有效性和准确性。经近20年研究，获知识产权106件，其中，发明专利授权47件、公开21件（国际PCT专利2件、美国专利2件）；获行业标准1项；发表论文218篇，SCI收录51篇、EI收录83篇，累计引用1315次；发表博士、硕士论文48本；获全国、上海市和上海交通大学“第十三届大学生挑战杯竞赛”特等奖各1项；获“2018年度测量控制与仪器仪表领域全国优博论文”1篇。近3年直接经济效益1.274亿元。经查新和水平检索，项目成果为国际先进水平；中国国际科技促进会组织专家组对本项目评议认为“是一项为国争光的技术”。