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单细胞分选挑战世界难题


  《职业经理人周刊》   猎头班长v微博   微信:AirPnP   2018/12/5
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文、图/广州日报全媒体记者杨博

上周五,备受瞩目的季华实验室传来消息,这一志在建设国家实验室的战略科技创新平台迎来首批科技项目评审会,众多科技大咖领衔的11个项目悉数亮相。这些项目覆盖机器人与先进控制、精准医疗仪器、微电子设备及工艺等五个学科方向,相当多指向国内外技术难题。

记者了解到,在首批科技项目启动之后,预计12月底前将全部完成第二批项目的启动。建设方面,季华实验室园区分两期建设,首期建设规模10万㎡,预计2018年12月启动,2020年6月完成;二期规划15万㎡,预计2020年6月启动,2021年年底完成。

项目评审:

11.8%项目进评审

科技大咖星光熠熠

在征集季华实验室首批项目的过程中,复旦大学、中科院长春光机所、广东工业大学等9家参建单位的35个团队一共申报了93个子课题,总经费需求达到了约10亿元。然而,经过严格的“遴选关”,初选提交首批项目评审会评审的只有11项,覆盖了机器人与先进控制、精准医疗仪器、全光制造、微电子设备及关键零部件、增材制造等五大学科方向。“遴选关”的“过关率”,仅为11.8%。“我们的项目与国内一般的评选项目不大一样。”评审会上,季华实验室理事长、主任曹健林表示,尽管第一批遴选项目中还有集成电路、半导体装备、半导体材料等课题“非常紧迫”,但由于这些课题比较复杂,需做多轮次讨论,所以暂未进入评审。“但绝不等于那些亟待解决的问题就会放过,我们还会争分夺秒,让那些项目也尽快形成初步方案,再开评审会。”

记者发现,这些评审项目绝大多数预计在明年底输出成果,相当多都由国家千人计划特聘专家等领军人才领衔,可谓是星光熠熠。以智能柔性制衣技术与装备研究项目为例,其负责人孙运权博士作为国家千人计划特聘专家,现为复旦大学工程与应用技术研究特聘教授。他开发了高铁、酿酒、军工、航空航天、石油化工等多套智造设备,并把传统机器人扩展到机械柔性加工领域。再以单细胞光镊分选技术研究项目为例,其负责人李备作为中科院长春光机所研究员,在牛津大学工作期间曾与黄巍教授合作,首次提出拉曼单细胞精准分选技术,成功研制出世界首台样机。而在高精度3D打印生命活体组织制造技术项目中,团队包含15位教授、副教授和50余位研究生,项目负责人李涤尘身兼西安交通大学长江特聘教授、机械制造系统工程国家重点实验室主任等职务。

首期规划:

科研实验区达14.7万㎡

核心团队达2000人

记者最新获悉,两年后,季华实验室将完成主体建设,购置部分专用仪器设备、大型试验仪器设备及相关软硬件平台等,核心团队人员约达2000人。到了2022年,该实验室将完成不少于10个功能实验室建设,所有实验设备到位,完成安装调试及人员培训,核心团队人员约2500人。到2031年,该实验室运营稳定,人员总规模不少于3000人,力争申请成为先进制造国家实验室。从2018至2020年的建设阶段、2021至2022年的发展阶段和2022至2031年的成熟阶段,预计向季华实验室投入的总经费分别高达35亿元、20亿元和100亿元。

在首期基建初步规划中,科研实验区面积达14.7万㎡,高精度实验区和行政办公区面积达1.37万㎡。其中,前者分为综合检测区、加工实验区和电子学实验区、集成联调实验区。

据介绍,季华实验室理事会层面设置战略咨询委员会、学术委员会和知识产权委员会,实行理事会领导下的主任负责制。该实验室下设科学研究、技术研发、公共支撑平台等4类部门,并按“成熟一个、启动一个”原则,会不断“动态调整”。其中,科学研究部门包括战略研究、先进材料、增材制造、智能机器人、生物医学工程、未来实验室等8个独立的实验室,服务国家重大战略需求,开展基础研究和应用基础研究。技术研发部门则包括精密仪器与智能装备、微电子设备及关键零部件、精准医疗仪器等5个独立的研发中心,为区域产业前沿创新需求提供科研、工程化、产业化服务。公共支撑平台则包括检测中心、计算中心、数据中心等。

首批项目有多牛?

挑战单细胞分选的世界难题

作为进入评审环节的唯一生物医学工程项目,“单细胞光镊分选技术研究”项目堪称挑战世界级难题。如果解决不了单细胞分选的课题,这将直接阻碍国际科研热点“单细胞研究”与产业化应用的推进。我国《“十三五”生物技术创新专项规划》明确提出发展具有颠覆性的新一代生物检测技术,其中就包括发展单细胞分离技术。而李备研究员所主持的项目能让细胞在开放环境中全自动实现从微生物到动植物细胞的“活体分离”,对细胞损伤最小,能够应用于细胞培养和细胞3D打印。

“这将成为国际上首例集成光镊分选光学系统、单细胞识别软件和自动单细胞收集的装置。”李雷介绍说,前期已完成了光镊技术对酵母、大肠杆菌等微生物的捕获和单细胞分选,成功率达到70%。该项研究最终为单细胞光镊分选技术的“产业化应用”奠定理论和实践基础。“这项技术能够广泛应用在生物、医疗、环保和食品等领域。”

从采茶到柔性制衣用机器人

在首批评审项目中,机器人与先进控制的项目占了4个,阵容最大。这些项目瞄准区域产业的共性关键技术需求,服务地方经济发展,称得上最贴地气。这类项目囊括了汽车线束智能柔性自动化生产、智能采茶、智能柔性制衣制鞋等课题,用来解决传统产业原辅材料消耗大、劳动用工多、生产要素成本攀升的问题。以智能柔性制衣技术和装备来说,它瞄准的是2万亿至5万亿元的制衣市场,已和广东溢达达成战略合作。智能采茶设备尤为有趣,它能攀爬索道,在茶园连续工作20小时,所采摘的茶叶超过了4万叶。这个数量相当于5名采茶工一天的工作量。

“高端茶叶要求单芽或一芽一叶,采摘严重依赖手工。采茶成本占到茶叶出厂成本的47%。”项目负责人闫峰分析称,国外目前采摘机器人还主要针对番茄、草莓、辣椒等农产品,由于其对茶叶品相要求不高,所以对采茶机器人研究很少。然而,全国绿茶产值年均增长在6%至9%之间,名优绿茶的采摘成本则在千亿数量级。名优绿茶采摘往往集中在清明时的两周时间内,短时间劳动强度很大,采茶工严重短缺。闫峰团队甚至为研究还种了茶树,让机器人模拟采茶工“走过去”“盯着看”“动手采”“摘下来”“收集好”等一系列动作,能够抗干扰,最终达到采摘一叶用时2秒。

记者观察:“佛山+”让科创从跟跑到领跑

进入首批评审的项目主要来自季华实验室的3家参建单位。这包括中科院长春光机所、复旦大学和广东工业大学。其中,复旦大学团队所研究的科技项目占到了5个,在各参建单位中尤为突出。他们的项目涉及全光制造、机器人与先进控制和微电子设备关键零部件等领域。通过定向引入这些顶尖团队和项目,佛山将有机会立足制造业,填补一系列国内空白。以复旦大学杨晓峰教授的项目为例,季华实验室理事长、主任曹健林评价称,芯片的核心是光刻机,光刻机的核心就是该项目所研制的物镜执行器和传感器,这是把该项目列入首批的关键。

而借助季华实验室的战略科技创新平台,佛山科创将在盯准世界难题的同时,自身也将实现从跟跑到领跑的跨越。以汽车线束智能柔性自动化生产线项目为例,作为连接汽车“神经与血管”模块系统的制造方案,将改变数百亿产业超过20万工人生产的现状。按照曹健林的分析,在这个行业里,年流动用工率高达40%。该项目将挑战汽车工业的难点问题,大幅降低用工成本。与此同时,优秀的科技项目将为佛山带来平台效应。以“单细胞光镊分选技术研究”项目来说,该成果将带来佛山单细胞分选中心的落地,支撑高端生物装备、健康医疗设备、原创新药、精准医疗和微生物资源研究等核心技术为引领的产业集群,提升佛山在生命科学及医学领域的全球影响力。

(来源:广州日报)


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