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展和中國智能制造十大科技進展”。南開大學人工智能學院、機器人與信息自動化研究所趙新教授團隊研發(fā)的“面向生命科學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頭機器人克隆豬，備受關注。

“面向生命科學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，是微操作機器人技術領域的一項突破。它將操作者從繁重的手工細胞操作中解放出來，解決了克隆技術廣泛應用的瓶頸問題。其創(chuàng)新點在于：建立面向細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)學生物學仿真平臺。

體細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，成為體細胞克隆技術發(fā)展的瓶頸。“作為最復雜的微操作之一，體細胞克隆技術急需實現(xiàn)機器人化。通過機器人化體細胞核移植操作，提高后續(xù)細胞培養(yǎng)成功率，進而提高整個體細胞克隆技術的成功率，是我們面臨的真正挑戰(zhàn)。”趙新說。

針對這些問題，南開大學團隊面向生命科學發(fā)展需求展開科研攻關，研制出面向生命科學的原位顯微分析與操作儀，利用該儀器實現(xiàn)了機器人化的細胞核移植流程。較之傳統(tǒng)的“手工操作”克隆技術，機器人自動化“操刀”，用力更小，精度更高，對細胞傷害更少，實現(xiàn)了數(shù)千例機器人化細胞核移植的全流程，將標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“開花結果”，南開大學團隊與天津市畜牧獸醫(yī)研究所合作，將510個重構胚移植到6頭代孕母豬體內(nèi)，其中2頭懷孕。2017年4月，世界首批由機器人操作的13頭克隆豬在天津誕生。

據(jù)了解，目前，這項機器人育種技術已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用。作為丹麥大白原種豬的“復制品”，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，留種率達到69%，遠遠高于自繁種豬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)濟和社會價值。

中國科協(xié)智能制造學會聯(lián)合體副主席、中國工程院院士、中國汽車工程學會理事長李駿介紹，“雙十”科技進展的評選主要從創(chuàng)新性、應用性、影響力、未來預期等方面考量。入選項目在智能制造方面具有新穎性或實質性的突破，解決了智能制造領域技術難點或行業(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。

據(jù)悉，“面向生命科學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”計劃先進制造領域、天津市智能機器人重大科技專項支持，曾獲2002年度國家技術發(fā)明二等獎。