央廣網天津12月16日消息（記者張強）近日，2023世界智能制造大會在南京開幕。會上正式發(fā)布了“2023世界智能制造十大科技進展”和“2023中國智能制造十大科技進展”。由南開大學、南開大學深圳研究院、天津市農業(yè)科學研究院聯(lián)合研發(fā)的“活體細胞精準操作機器人技術及系統(tǒng)”入選“2023中國智能制造十大科技進展”。該項目旨在利用機器人代替人工實現(xiàn)自動化活體細胞操作，對解決農業(yè)育種“卡脖子”問題具有重要意義，目前已在生物醫(yī)藥、腦科學研究等14家單位開展了示范應用。

會議現(xiàn)場（央廣網發(fā) 南開大學供圖）

細胞是生命的基本單元，活體細胞操作對生物醫(yī)藥的發(fā)展、農業(yè)育種關鍵核心問題的解決都具有重要意義，且需求增長迅猛。然而，活體細胞有生命，操作成功率低、操作后成活率低、后續(xù)發(fā)育率低，這對機器人技術提出了極大挑戰(zhàn)。面向生命科學發(fā)展對活體細胞操作的迫切需求，南開大學趙新教授團隊展開科研攻關，研發(fā)基于最小力的精準定點操作技術、基于最小應變的精準微創(chuàng)操作技術、面向最小去核量的定量去核操作技術，研制出國內活體細胞精準操作機器人系統(tǒng)。

據(jù)介紹，該操作技術，針對細胞表面形狀不規(guī)則、細胞受力變形位置變化、操作工具在細胞內部移動引起目標位置漂移等問題，發(fā)明了無接觸細胞三維形態(tài)測量與最佳接觸位置選取方法、基于最小力的機器人化精準細胞撥動方法、基于細胞核動態(tài)位置漂移建模方法，實現(xiàn)了精準定點操作，提高了細胞操作成功率。

“機器人化精準微創(chuàng)操作技術，針對操作工具穿入細胞及細胞內施加負壓帶來細胞損傷等問題，發(fā)明了基于壓電陶瓷驅動的超聲振動顯微細胞穿入系統(tǒng)、最佳去核壓強的確定方法，實現(xiàn)了精準微創(chuàng)操作，提高了操作后細胞成活率�！壁w新說，機器人化定量去核操作技術，則針對盲法去核遺傳物質不可見、細胞姿態(tài)影響去核量、去核量實時檢測等問題，發(fā)明了基于增強現(xiàn)實的定點去核方法、基于細胞姿態(tài)的定量去核方法、基于生長域的微管內增量式細胞質速度場檢測方法和去核量測量方法，實現(xiàn)了全部去核并減少去核量的目標，提高了細胞后續(xù)發(fā)育率。

該項目為生命科學研究與成果推廣提供自動化細胞操作系統(tǒng)，具有廣泛的應用價值。機器人系統(tǒng)操作培育的首批克隆母豬已用于育種生產，在京津冀14家生豬養(yǎng)殖單位繁育后代1.9萬余頭。