细胞机器人能够自动摧毁肿瘤,动物智能体听从计算机的指挥,芯片上耦合着体外培养的脑细胞……这些让人脑洞大开的创意并非科幻创作中的虚构之物,而是真实存在的科研项目,它们正在从实验室迈向现实,正在探索未来进入产业化的可能性。
昨天,“2025 浦江创新论坛 - 前沿与交叉创新专题论坛生物混合机器人专场”于华东师范大学开展。6G、量子科技、具身智能等领域属于未来产业,而在这场论坛上汇聚的是“未来的未来产业”,也就是碳基与硅基相融合的生物混合机器人。
这场前沿交叉论坛极具科幻色彩,它向外界传递出了一个鲜明的信号:上海正在以更具前瞻性的眼光,提前培育“未来的未来产业”。市科委副主任屈炜表示,需要从研发开始就着重其产品视角,以产品和应用的落地为导向,去探讨生物混合机器人的未来产业应用场景以及重大命题。
或许,在一次次如同真枪实弹般的“演练”过程中,“未来的未来”真的会加快到来的步伐。或许,在一次次宛如真枪实弹的“演练”里,“未来的未来”真的会迅速地到来。或许,在一次次类似真枪实弹的“演练”之下,“未来的未来”真的会尽早地到来。
20年前开始布局,超越人形机器人
人形机器人正在走向寻常百姓家的途中,而它的“超越者”生物混合机器人在实验室已经孕育了十多年。
中国科学院上海营养与健康研究所研究员熊燕解释什么是生物混合机器人。生物混合机器人是将细胞、组织等生物材料与机器人技术相结合而形成的新型机器人。这种机器人具有更多的生命特征,能够在多尺度下作为可控机器进行工作,小到亚细胞级,大到生物个体。
2006 年时,美国国防高级研究计划局(DARPA)就着手布局这一生物技术。最初,其期望能开发出可控制的半机械昆虫。2018 年,美国发布了《半导体合成生物学路线图》,并且获得了美国国家科学基金会(NSF)不同学部的联合支持。到 2022 年为止,NSF 已经对 31 项相关研究提供了支持,投入的项目经费超过 3250 万美元。
此外,DARPA 在脑机接口领域部署了一系列前沿项目,其中包括基于细胞的生物混合机器人、基于微生物的生物混合机器人以及基于动物的生物混合机器人,还有工程活体材料、生物传感器、昆虫微机电混合系统等。如今,蜻蜓无人机这项技术成果进入了产业化阶段,器官芯片这项技术成果也进入了产业化阶段。
多学科交叉,孕育“碳基-硅融合生命体”
这是一个融合碳基与硅基生命的尖端领域。
天津大学教授李晓红原本从事神经外科工作。她受到“缸中之脑”以及《黑客帝国》的启发,之后便踏上了“片上脑机接口”的研究之路。她表示:“要让体外的脑细胞在芯片上生长,形成神经网络,以此为生物脑与人工智能的融合构建交互系统。”并且她还提到,片上脑机接口在无人控制、混合智能、医疗康复等领域有着重大的应用潜力。
浙江大学教授宋吉舟起初从事力学方面的研究,然而在对骨骼肌的力学进行探索时,开始留意生物“机器”。他的课题组并不具备生物学背景,为了能够研制出由骨骼肌驱动的类弹簧游泳机器人,汇聚了力学、生物学、电子学、材料学以及机械控制等多个学科的人才。
华东师范大学的张中海教授致力于将类脑计算与硅基计算相结合。他希望通过发展类脑 CPU 以及神经芯片,来为下一代人工智能平台突破能耗瓶颈。这些或许能够像人脑一样,只需给予一点葡萄糖就能工作,而无需再消耗大量的电力。
一场前沿论坛,既有科学家也有投资人
这场论坛持续了三个半小时,屈炜一直都在聆听。他说:“上海正在脑机接口、量子计算、6G 等细分赛道上发力,加快对未来产业全链条的布局。”他还表示,多学科的跨界交叉研究给科技与产业创新带来了变革性的突破以及全新的发展机遇,并且生物混合机器人是多学科深度交叉的前沿领域中具有典型性的代表。
在筹备这场论坛的过程中,市科委的相关负责人向论坛主席、华东师范大学教授叶海峰提出建议。这个建议是不要将论坛办成一场单纯的学术报告会,而是要更多地去研判未来的研究方向,以及探讨产业落地的可能性。基于此,参会的人员当中,既有科学家,也有投资人和产业孵化机构。同时,报告人既有通过定向邀请而来的,也有通过开放招募而来的。这体现了专业性,也体现了开放性。同时传递出超前培育未来产业的导向,即对于哪些技术已具备可行性的问题,不妨将其“拉出来试试”。
据悉,浦江创新论坛首次以会议季活动的形式举办了前沿与交叉创新专题系列论坛。此活动旨在激发前沿交叉领域的创新活力,激励跨界融合。市科委表示,将会持续对前沿交叉领域的科研组织范式进行优化和完善,在载体支持、资本赋能、场景开放等方面构建全链条支撑体系,使产学研创新链条得以贯通,从而加速突破性成果的落地。
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