庄闲棋牌官网官方版园区丨经参视察:北京中德工业园里这些“黑科技”是怎样炼成的?打印
宣布时间:2023-08-31来源:经济参考报
《经济参考报》推出经参视察——
这些“黑科技”是怎样炼成的?
通过记者在庄闲棋牌官网官方版中德工业园一线视察
展现企业科技立异能力和辽阔生长潜力
▲ 8月29日《经济参考报》报道
“超等细胞工厂”如何孕育出构建万物的质料?“既柔又刚”的摇臂如何在手术台上大显身手?
近年来,越来越多掌握“黑科技”的“专精特新”企业成为中国制造的重要支撑。数据显示,我国已累计培育专精特新“小巨人”企业1.2万余家、专精特新中小企业超9.8万家。近期,记者走进北京几家掌握“黑科技”的专精特新企业,一窥他们的科技立异能力和辽阔生长潜力。
细胞里的工厂
一个细胞能干什么?
在北京市顺义区中德工业园的一间实验室里,科研人员把乳白色的物质加入装有淀粉的大型发酵罐中。40多个小时后,发酵罐里“长”出了大宗粉状的可用于生产塑料薄膜的PHA(聚羟基脂肪酸酯)质料。
3D打印玩偶、感光衣……PHA制作而成的制品能广泛应用于生物质料、纺织、农业和医药等领域。因为PHA在海水和土壤中都可快速自然降解,目前这一产品已经出口到美国、欧盟等地。
“这些乳白色的物质是细菌菌体形成的菌落,每一个菌体都是一个‘超等细胞工厂’。”清华大学合成与系统生物学中心主任陈国强教授告诉记者。
2003年,陈国强领导的科研团队在中国新疆的艾丁湖发明了这种“神奇微生物”:它能在险些无水、200克/升盐浓度、温差近100度的极端情况下生存。任何其他微生物在它生长的情况下都险些无法存活,因此它具有天然的“免疫力”,可在开放、无灭菌的情况下被直接培养。
这种超等细胞,就成为细胞工厂的绝佳“生物底座”。
人们生活中大宗的塑料、衣饰、医疗等产品,大都由古板化工工业生产,不但高耗能、耗水,并且不易降解,对自然不友好。用生物技术来合成人类生活所需的工业产品,成为未来工业生长的重要偏向。
专家介绍,合成生物学是生物学、工程学、化学和信息技术等相互交叉融合的新兴领域,科学家借助基因编辑技术革新生物体,使生物体成为高效细胞微工厂,对物质进行定向、高效、大规模的加工转化。因此,合成生物学被多国列入战略型新兴技术,被科学界称为“第三次生物技术革命”。如果用普通的微生物来制造高分子质料,就必须用严格无菌的情况。经过20年研究,来自中国艾丁湖的微生物经过20多次迭代和基因革新,终于从实验室走到生产线,构建出可实现开放、无灭菌、连续培养的超等细胞工厂平台。
▲ 在北京微构工厂生物技术有限公司中试车间,事情人员检察配料罐的事情情况
2022年,项目在北京顺义中德工业园顺利投产,“小细菌”来到新天地,得以工业化落地。
“和古板的化工生产线相比,我们的生产线显得过于简洁,这恰恰是优势。”微构工厂董事长徐绚明指着背后的生产线向记者介绍,因为不必古板化工工业的严格无菌、高压情况,对水和能源的消耗也降低50%以上。
徐绚明介绍,除PHA外,项目目前还能生产医药原料四氢嘧啶、化合物3-羟基丙酸、赖氨酸、淀粉酶等。微生物从实验室中走出来,生长为构建万物的质料,应用到人类生活,最终又无毒无害回归自然。
PHA的应用还不止于此。目前,科学家已经将PHA的一种产品——3-羟基丁酸(3HB)送上了太空,研究开发更有效的治疗骨质疏松的药物。
陈国强教授介绍:“我们将在太空微重力情况中研究3HB的成骨作用,为研制新的预防骨质疏松药物,提供可能。”
在肉眼不可见的显微世界,合成生物学正在改变人类世界的未来。波士顿咨询公司预测,到本世纪末,合成生物学手段将广泛应用在占全球产出1/3以上的制造业。
中国科学界和企业也在行动。今年,由清华、北大等8所海内高校、研究院所的16个研究团队与16家合成生物工业链上下游企业联合提倡的“合成生物技术与智能生物制造立异联盟”在北京建立,将在这场科技革命中踏浪弄潮。
手术台上的摇臂
患者手术路径被输入“大脑”后,机械人通过一个小切口将器械置入患者体内,精准避开患者的血管、神经,运动到指定位置后打孔。一台医疗机械人就这样辅助医生完成骨科手术,误差可达微米级,精准和微创大大降低了患者的痛苦。
已往的机械人很“刚”,能搬能抬,能抓能握;现在的机械人更“柔”,剥蛋壳、注射、缝合伤口等精细活儿都不在话下。这些灵巧智慧的机械人是怎样生产出来的?记者在北京市顺义区中德工业园的一家机械人工厂找到了谜底。
医疗专用机械臂是手术机械人的焦点零部件,直接决定手术机械人的操控精度和稳定性。完成一个灵敏的机械臂并非易事。巴掌巨细的要害零部件精密排布着编码器、减速机和电路,这是机械臂成形的最小组件。差别规格的枢纽组成了机械臂的肩膀、手肘和手腕,再通过数据线和电路连接在一起,做成手臂的造型。
医疗机械人完成高精度作业的秘密之一,就在于“手臂”定位准确、操控稳定、运动灵巧。
“各枢纽由独立的一体化枢纽单独驱动,配合高度灵敏的力矩传感器和机械视觉,在自研驱动算法控制下,机械人操作系统与外部设备协同,最终实现‘手脑眼’协同。”公司副总经理陈尉介绍,目今其自研的力矩传感器灵敏水平,相当于“感知一只蚊子落在手臂上的力道”。
拥有灵活敏捷的“手臂”和“身体”还不敷,一台足够智能的机械人必须具备聪慧的“大脑”。
基于10多年的技术沉淀,思灵机械人集机械人操作系统、多模态感知、运动控制等焦点技术于一身,已有100多项专利傍身,基本实现焦点技术自研。
基于此,思灵机械人已加入了多项骨科手术、神经外科手术、腔镜手术,并将基础研究延伸至脑机接口应用领域。
“以前做完脊柱手术患者要10多天才华下床,现在经过微创手术一天就能下床,术后只留下几个口径数毫米的小孔,减少了术后并发症的爆发。”陈尉体现,思灵已与多家医院、高校相助完成多项动物实验及临床手术。
目前,越来越智能的机械人广泛应用到骨科、神经外科、康复科等,胶囊内镜机械人、采血机械人、护理机械人等成为医生的『助手”。
前瞻工业研究院的报告显示,2017年至2021年,我国医疗机械人的市场规模增速均在20%以上。开端测算,2022年我国医疗机械人市场规模近百亿元。
这些机械人还为工业、农业、教育及效劳等生爆发活提供效劳。在思灵机械人效劳的一个现代化智能制造工厂,一台台智能机械人在生产线上完成产品的组装、检测,这些产品以每小时数百台的速度下线,且满足产品良品率抵达至少99.5%的要求,生产线基本实现无人化。
立异技术不绝迭代,数字化应用场景需求更多元,政策情况驱动为我国医疗机械人快速生长提供了辽阔空间。2020年以来,广东、河北、上海、浙江等多地出台政策支持外骨骼机械人工业的生长;北京、上海等地将手术机械人纳入医保领域。
微构工厂、思灵机械人等企业是北京中德工业园高质量生长的缩影。近年来,在国家生长革新委、北京市温顺义区的整体推动下,北京中德工业园立足新阶段,贯彻新理念,构建新花样,全力打造成为北京国际科技立异中心建设的重要平台,以工业资源、市场金融、配套效劳为支撑,效劳园区企业科技立异和结果转化,让更多中小企业走向市场。