“動物克隆”機(jī)器人入選“2018中國智能制造十大科技進(jìn)展”

10月11日，正在江蘇南京舉行的2018世界智能制造大會正式發(fā)布了本年度“世界智能制造十大科技進(jìn)展和中國智能制造十大科技進(jìn)展”。南開大學(xué)人工智能學(xué)院、機(jī)器人與信息自動化研究所趙新教授團(tuán)隊研發(fā)的“面向生命科學(xué)的原位顯微分析與操作儀”入選“2018中國智能制造十大科技進(jìn)展”。去年，該系統(tǒng)“操刀”完成克隆實驗，成功繁育出世界首例13頭機(jī)器人克隆豬，備受關(guān)注。

“面向生命科學(xué)的原位顯微分析與操作儀”具有可視化、微創(chuàng)化、定點化、定量化功能，集檢測分析與操作于一體等特點，是微操作機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的一項突破。它將操作者從繁重的手工細(xì)胞操作中解放出來，解決了克隆技術(shù)廣泛應(yīng)用的瓶頸問題。其創(chuàng)新點在于：建立面向細(xì)胞級操作的原位顯微分析與操作系統(tǒng)；建立面向組織發(fā)育的數(shù)學(xué)生物學(xué)仿真平臺。

體細(xì)胞克隆是改良生物品種的經(jīng)典方法之一。然而，極低的成功率，成為體細(xì)胞克隆技術(shù)發(fā)展的瓶頸。“作為最復(fù)雜的微操作之一，體細(xì)胞克隆技術(shù)急需實現(xiàn)機(jī)器人化。通過機(jī)器人化體細(xì)胞核移植操作，提高后續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)成功率，進(jìn)而提高整個體細(xì)胞克隆技術(shù)的成功率，是我們面臨的真正挑戰(zhàn)。”趙新說。

針對這些問題，南開大學(xué)團(tuán)隊面向生命科學(xué)發(fā)展需求展開科研攻關(guān)，研制出面向生命科學(xué)的原位顯微分析與操作儀，利用該儀器實現(xiàn)了機(jī)器人化的細(xì)胞核移植流程。較之傳統(tǒng)的“手工操作”克隆技術(shù)，機(jī)器人自動化“操刀”，用力更小，精度更高，對細(xì)胞傷害更少，實現(xiàn)了數(shù)千例機(jī)器人化細(xì)胞核移植的全流程，將標(biāo)志克隆成功的囊胚率從手動操作的10%提高到21%。

為了讓這項技術(shù)“開花結(jié)果”，南開大學(xué)團(tuán)隊與天津市畜牧獸醫(yī)研究所合作，將510個重構(gòu)胚移植到6頭代孕母豬體內(nèi)，其中2頭懷孕。2017年4月，世界首批由機(jī)器人操作的13頭克隆豬在天津誕生。

據(jù)了解，目前，這項機(jī)器人育種技術(shù)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。作為丹麥大白原種豬的“復(fù)制品”，首批誕生的13頭克隆小豬，品種特征突出，生產(chǎn)性能優(yōu)良，留種率達(dá)到69%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自繁種豬35%左右的留種率，極大降低了優(yōu)良品種的繁育成本，創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)和社會價值。

中國科協(xié)智能制造學(xué)會聯(lián)合體副主席、中國工程院院士、中國汽車工程學(xué)會理事長李駿介紹，“雙十”科技進(jìn)展的評選主要從創(chuàng)新性、應(yīng)用性、影響力、未來預(yù)期等方面考量。入選項目在智能制造方面具有新穎性或?qū)嵸|(zhì)性的突破，解決了智能制造領(lǐng)域技術(shù)難點或行業(yè)熱點問題，在勞動生產(chǎn)率、投資回報率、對生態(tài)環(huán)境和生活環(huán)境改善以及對行業(yè)創(chuàng)新能力和競爭力提升都具有突出貢獻(xiàn)。

據(jù)悉，“面向生命科學(xué)的原位顯微分析與操作儀”項目研發(fā)歷時十余年，獲得國家重大科研儀器研制專項、“863”計劃先進(jìn)制造領(lǐng)域、天津市智能機(jī)器人重大科技專項支持，曾獲2002年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。