华人女孩Ella Lan:ISEF第一名&IOAI美国队铜牌!一个高中生的科研突围之路如何规划?

当脉搏遇见AI:一个耳环能做什么

2022年,加州圣何塞Harker School的实验室里,17岁的Ella Lan盯着桌上那只不起眼的耳环,脑子里想的却是医院心电监护室里贴满电极片的病人。

心电图监测需要患者在身上贴满电极,行动不便、体验糟糕,尤其对长期监测的老人和儿童极不友好。Ella的解决方案出人意料地优雅:做一只叫PEARL的耳环,只采集脉搏信号,再通过AI模型将脉搏数据"翻译"回心电图。

这个看似简单的思路,背后是生物医学工程与深度学习的深度交叉。脉搏信号嘈杂、信息密度低,要从单点脉搏还原出完整的心电波形,需要模型具备极强的信号特征提取能力。Ella没有停留在概念验证,而是真的做出了能佩戴、能运行、有临床参考价值的原型。

而这,只是她高中四年"医疗AI三部曲"的第二幕。

第一幕:手术室里的"器械识别员"

时间回到2021年,Ella刚上高中的第一年。当大多数新生还在适应课业压力时,她已经在思考一个实际问题:外科手术中,护士和医生需要快速准确地识别和传递器械,但器械种类繁多、手术节奏紧张,人为失误可能导致严重后果。

她的答案是手术室AI视觉系统——让机器实时识别医生手中拿的是哪把器械。这要求模型在复杂手术场景下,克服光线变化、遮挡、快速运动等挑战,实现毫秒级的准确识别。对一个高中生来说,这不仅是技术挑战,更需要理解临床流程、与医疗人员沟通真实需求。

从这一刻起,Ella的研究轨迹就清晰地指向了一个方向:让AI真正走进医院,解决医生的真实痛点。

第三幕:用脉搏"看"糖尿病

2023年,Ella带着她的第三件作品——基于脉搏信号的糖尿病筛查系统——站上了ISEF(国际科学与工程大奖赛)的舞台。这是全球最大规模的中学生科研竞赛,每年汇聚全球顶尖青少年科学家。

这个项目延续了她"以简驭繁"的设计哲学:糖尿病筛查通常需要抽血检测血糖,而Ella尝试通过分析脉搏波形的细微变化,建立无创、便捷的早期筛查模型。从手术室AI到耳环心电图,再到糖尿病筛查,她的技术路线一脉相承——用更轻量的传感方式,获取更丰富的生理信息。

这一年的ISEF,Ella收获了双重认可:美国人工智能协会(AAAI)专项奖第一名,以及转化医学类别二等奖。同年,她还在湾区BioGENEius挑战赛中夺得第一,并入选MIT RSI(高中生科研夏校)——这是全球最难进的高中生科研项目之一,录取率常年低于5%。

IOAI铜牌与斯坦福:新起点

2024年8月,高中毕业后的Ella迎来了另一座里程碑:在首届IOAI(国际人工智能奥林匹克)中,她代表美国队在保加利亚参赛,摘得铜牌。IOAI是AI领域首个面向中学生的国际奥林匹克赛事,考察的不仅是算法能力,更是将AI技术应用于复杂现实问题的综合能力。

随后,她进入斯坦福大学,同时攻读计算机科学(AI方向)和心理学。在斯坦福AI实验室,她继续推进医疗AI研究;同时参与斯坦福医院的ChatEHR项目——让医生不再需要一页页翻阅病历,而是直接向AI提问获取关键信息。

接下来,她将前往Google DeepMind实习。从高中实验室到全球顶级AI研究机构,这条路她走了四年,而且显然才刚刚开始。

给后来者的启示

Ella的路径很难复制,但她的选择逻辑值得思考:

第一,找到"技术-场景"的交汇点。 她的三个项目都锚定在明确的临床场景:手术室器械识别、心电监测、糖尿病筛查。技术不是空中楼阁,而是解决具体问题的工具。

第二,坚持一条主线。 从2021到2023,她的技术栈不断深化,但应用场景始终聚焦医疗。这种专注让她能持续积累领域知识,形成复利效应。

第三,敢于做"重"的项目。 ISEF和IOAI的评委见过太多"调包侠"和"概念PPT"。Ella的原型是真正能佩戴、能运行、有临床对话基础的。这种"实"是竞争力,也是底气。

从圣何塞的高中实验室,到ISEF的最高领奖台,再到斯坦福和DeepMind,Ella Lan的故事还在继续。而对于那些正在实验室里熬夜调试模型的年轻人来说,她的四年或许证明了一件事:当你真心想做出能用的东西时,世界会为你让路。

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