啟迪園區(qū)丨經參調查：北京中德產業(yè)園里這些“黑科技”是怎樣煉成的,？打印
發(fā)布時間：2023-08-31來源：經濟參考報
《經濟參考報》推出經參調查——
這些“黑科技”是怎樣煉成的,？
通過記者在啟迪中德產業(yè)園一線觀察
展現企業(yè)科技創(chuàng)新能力和廣闊發(fā)展?jié)摿?/p>
▲ 8月29日《經濟參考報》報道
“超級細胞工廠”如何孕育出構建萬物的材料,？“既柔又剛”的搖臂如何在手術臺上大顯身手,？
近年來,，越來越多掌握“黑科技”的“專精特新”企業(yè)成為中國制造的重要支撐,。數據顯示,，我國已累計培育專精特新“小巨人”企業(yè)1.2萬余家,、專精特新中小企業(yè)超9.8萬家,。近期,，記者走進北京幾家掌握“黑科技”的專精特新企業(yè)，一窺他們的科技創(chuàng)新能力和廣闊發(fā)展?jié)摿Α?/p>
細胞里的工廠
一個細胞能干什么,？
在北京市順義區(qū)中德產業(yè)園的一間實驗室里,，科研人員把乳白色的物質加入裝有淀粉的大型發(fā)酵罐中。40多個小時后,，發(fā)酵罐里“長”出了大量粉狀的可用于生產塑料薄膜的PHA（聚羥基脂肪酸酯）材料,。
3D打印玩偶、感光衣……PHA制作而成的制品能廣泛應用于生物材料,、紡織,、農業(yè)和醫(yī)藥等領域。因為PHA在海水和土壤中都可快速自然降解,，目前這一產品已經出口到美國,、歐盟等地。
“這些乳白色的物質是細菌菌體形成的菌落,，每一個菌體都是一個‘超級細胞工廠’,。”清華大學合成與系統(tǒng)生物學中心主任陳國強教授告訴記者,。
2003年,，陳國強領導的科研團隊在中國新疆的艾丁湖發(fā)現了這種“神奇微生物”：它能在幾乎無水、200克/升鹽濃度,、溫差近100度的極端環(huán)境下生存,。任何其他微生物在它生長的環(huán)境下都幾乎無法存活，因此它具有天然的“免疫力”,，可在開放,、無滅菌的環(huán)境下被直接培養(yǎng),。
這種超級細胞，就成為細胞工廠的絕佳“生物底座”,。
人們生活中大量的塑料,、服飾、醫(yī)療等產品,，大都由傳統(tǒng)化工產業(yè)生產,，不僅高耗能、耗水,，而且不易降解,，對自然不友好。用生物技術來合成人類生活所需的工業(yè)產品,，成為未來產業(yè)發(fā)展的重要方向,。
專家介紹，合成生物學是生物學,、工程學,、化學和信息技術等相互交叉融合的新興領域，科學家借助基因編輯技術改造生物體,，使生物體成為高效細胞微工廠,，對物質進行定向、高效,、大規(guī)模的加工轉化,。因此，合成生物學被多國列入戰(zhàn)略型新興技術,，被科學界稱為“第三次生物技術革命”,。如果用普通的微生物來制造高分子材料，就必須用嚴格無菌的環(huán)境,。經過20年研究,，來自中國艾丁湖的微生物經過20多次迭代和基因改造，終于從實驗室走到生產線,，構建出可實現開放,、無滅菌、連續(xù)培養(yǎng)的超級細胞工廠平臺,。
▲ 在北京微構工場生物技術有限公司中試車間,，工作人員查看配料罐的工作情況
2022年，項目在北京順義中德產業(yè)園順利投產,，“小細菌”來到新天地,，得以產業(yè)化落地。
“和傳統(tǒng)的化工生產線相比,，我們的生產線顯得過于簡潔,，這恰恰是優(yōu)勢,。”微構工場董事長徐絢明指著背后的生產線向記者介紹,，因為不用傳統(tǒng)化工產業(yè)的嚴格無菌、高壓環(huán)境,，對水和能源的消耗也降低50%以上,。
徐絢明介紹，除PHA外,，項目目前還能生產醫(yī)藥原料四氫嘧啶,、化合物3-羥基丙酸、賴氨酸,、淀粉酶等,。微生物從實驗室中走出來，成長為構建萬物的材料,，應用到人類生活,，最終又無毒無害回歸自然。
PHA的應用還不止于此,。目前,，科學家已經將PHA的一種產物——3-羥基丁酸（3HB）送上了太空，研究開發(fā)更有效的治療骨質疏松的藥物,。
陳國強教授介紹：“我們將在太空微重力環(huán)境中研究3HB的成骨作用,，為研制新的預防骨質疏松藥物，提供可能,?！?/p>
在肉眼不可見的顯微世界，合成生物學正在改變人類世界的未來,。波士頓咨詢公司預測,，到本世紀末，合成生物學手段將廣泛應用在占全球產出1/3以上的制造業(yè),。
中國科學界和企業(yè)也在行動,。今年，由清華,、北大等8所國內高校,、研究院所的16個研究團隊與16家合成生物產業(yè)鏈上下游企業(yè)聯(lián)合發(fā)起的“合成生物技術與智能生物制造創(chuàng)新聯(lián)盟”在北京成立，將在這場科技革命中踏浪弄潮,。
手術臺上的搖臂
患者手術路徑被輸入“大腦”后,，機器人通過一個小切口將器械置入患者體內，精準避開患者的血管,、神經,，運動到指定位置后打孔,。一臺醫(yī)療機器人就這樣輔助醫(yī)生完成骨科手術，誤差可達微米級,，精準和微創(chuàng)大大降低了患者的痛苦,。
過去的機器人很“剛”，能搬能抬,，能抓能握,；現在的機器人更“柔”，剝蛋殼,、打針,、縫合傷口等精細活兒都不在話下。這些靈巧聰明的機器人是怎樣生產出來的,？記者在北京市順義區(qū)中德產業(yè)園的一家機器人工廠找到了答案,。
醫(yī)療專用機械臂是手術機器人的核心零部件，直接決定手術機器人的操控精度和穩(wěn)定性,。完成一個靈敏的機械臂并非易事,。巴掌大小的關鍵零部件精密排布著編碼器、減速機和電路,，這是機械臂成形的最小組件,。不同規(guī)格的關節(jié)組成了機械臂的肩膀、手肘和手腕,，再通過數據線和電路連接在一起,，做成手臂的造型。
醫(yī)療機器人完成高精度作業(yè)的奧秘之一,，就在于“手臂”定位準確,、操控穩(wěn)定、運動靈巧,。
“各關節(jié)由獨立的一體化關節(jié)單獨驅動,，配合高度靈敏的力矩傳感器和機器視覺，在自研驅動算法控制下,，機器人操作系統(tǒng)與外部設備協(xié)同,，最終實現‘手腦眼’協(xié)同?！惫靖笨偨浝黻愇窘榻B,，當前其自研的力矩傳感器靈敏程度，相當于“感知一只蚊子落在手臂上的力道”,。
擁有靈活敏捷的“手臂”和“身體”還不夠,，一臺足夠智能的機器人必須具備聰慧的“大腦”。
基于10多年的技術沉淀,，思靈機器人集機器人操作系統(tǒng),、多模態(tài)感知,、運動控制等核心技術于一身，已有100多項專利傍身,，基本實現核心技術自研,。
基于此，思靈機器人已參與了多項骨科手術,、神經外科手術,、腔鏡手術，并將基礎研究延伸至腦機接口應用領域,。
“以前做完脊柱手術患者要10多天才能下床，現在經過微創(chuàng)手術一天就能下床,，術后只留下幾個口徑數毫米的小孔,，減少了術后并發(fā)癥的發(fā)生?！标愇颈硎?，思靈已與多家醫(yī)院、高校合作完成多項動物實驗及臨床手術,。
目前,，越來越智能的機器人廣泛應用到骨科、神經外科,、康復科等,，膠囊內鏡機器人、采血機器人,、護理機器人等成為醫(yī)生的“得力助手”,。
前瞻產業(yè)研究院的報告顯示，2017年至2021年,，我國醫(yī)療機器人的市場規(guī)模增速均在20%以上,。初步測算，2022年我國醫(yī)療機器人市場規(guī)模近百億元,。
這些機器人還為工業(yè),、農業(yè)、教育及服務等生產生活提供服務,。在思靈機器人服務的一個現代化智能制造工廠,，一臺臺智能機器人在生產線上完成產品的組裝、檢測,，這些產品以每小時數百臺的速度下線,，且滿足產品良品率達到至少99.5%的要求，生產線基本實現無人化,。
創(chuàng)新技術不斷迭代,，數字化應用場景需求更多元,，政策環(huán)境驅動為我國醫(yī)療機器人快速發(fā)展提供了廣闊空間。2020年以來,，廣東,、河北、上海,、浙江等多地出臺政策支持外骨骼機器人產業(yè)的發(fā)展,；北京、上海等地將手術機器人納入醫(yī)保范疇,。
微構工場,、思靈機器人等企業(yè)是北京中德產業(yè)園高質量發(fā)展的縮影。近年來,，在國家發(fā)展改革委,、北京市和順義區(qū)的整體推動下，北京中德產業(yè)園立足新階段,，貫徹新理念,，構建新格局，全力打造成為北京國際科技創(chuàng)新中心建設的重要平臺,，以產業(yè)資源,、市場金融、配套服務為支撐,，服務園區(qū)企業(yè)科技創(chuàng)新和成果轉化,，讓更多中小企業(yè)走向市場。
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