10月11日，2018世界智能制造大会在南京正式发布了本年度“世界智能制造十大科技进展和中国智能制造十大科技进展”。南开大学人工智能学院、机器人与信息自动化研究所赵新教授团队研发的“面向生命科学的原位显微分析与操作仪”入选“2018中国智能制造十大科技进展”。去年，该系统“操刀”完成克隆实验，成功繁育出世界首例13头机器人克隆猪，备受关注。
“面向生命科学的原位显微分析与操作仪”具有可视化、微创化、定点化、定量化功能，集检测分析与操作于一体等特点，是微操作机器人技术领域的一项突破。它将操作者从繁重的手工细胞操作中解放出来，解决了克隆技术广泛应用的瓶颈问题。其创新点在于：建立面向细胞级操作的原位显微分析与操作系统；建立面向组织发育的数学生物学仿真平台。
体细胞克隆是改良生物品种的经典方法之一。然而，极低的成功率，成为体细胞克隆技术发展的瓶颈。“作为最复杂的微操作之一，体细胞克隆技术急需实现机器人化。通过机器人化体细胞核移植操作，提高后续细胞培养成功率，进而提高整个体细胞克隆技术的成功率，是我们面临的真正挑战。”赵新说。
针对这些问题，南开大学团队面向生命科学发展需求展开科研攻关，研制出面向生命科学的原位显微分析与操作仪，利用该仪器实现了机器人化的细胞核移植流程。较之传统的“手工操作”克隆技术，机器人自动化“操刀”，用力更小，精度更高，对细胞伤害更少，实现了数千例机器人化细胞核移植的全流程，将标志克隆成功的囊胚率从手动操作的10%提高到21%。
为了让这项技术“开花结果”，南开大学团队与天津市畜牧兽医研究所合作，将510个重构胚移植到6头代孕母猪体内，其中2头怀孕。2017年4月，世界首批由机器人操作的13头克隆猪在天津诞生。
据了解，目前，这项机器人育种技术已实现产业化应用。作为丹麦大白原种猪的“复制品”，首批诞生的13头克隆小猪，品种特征突出，生产性能优良，留种率达到69%，远远高于自繁种猪35%左右的留种率，极大降低了优良品种的繁育成本，创造了巨大经济和社会价值。
中国科协智能制造学会联合体副主席、中国工程院院士、中国汽车工程学会理事长李骏介绍，“双十”科技进展的评选主要从创新性、应用性、影响力、未来预期等方面考量。入选项目在智能制造方面具有新颖性或实质性的突破，解决了智能制造领域技术难点或行业热点问题，在劳动生产率、投资回报率、对生态环境和生活环境改善以及对行业创新能力和竞争力提升都具有突出贡献。
据悉，“面向生命科学的原位显微分析与操作仪”项目研发历时十余年，获得国家重大科研仪器研制专项、“863”计划先进制造领域、天津市智能机器人重大科技专项支持，曾获2002年度国家技术发明二等奖。（记者 段玮 通讯员 吴军辉）
