近年來，國(guó)極科學(xué)研究向極綜合交叉發(fā)力，綜合學(xué)科交叉融合成為加快科技創(chuàng)新的交叉重要驅(qū)動(dòng)力，有望產(chǎn)生更多顛覆性技術(shù)和引領(lǐng)性原創(chuàng)成果。領(lǐng)域系列報(bào)道《極致創(chuàng)新向未來》，有突一起來看“向極綜合交叉發(fā)力”。破組

　　向極綜合交叉發(fā)力

　　中國(guó)科研創(chuàng)新成果不斷

　　2025年我國(guó)在極綜合交叉的數(shù)字科研領(lǐng)域取得了哪些新突破？一起回顧。

　　5億標(biāo)簽、回顧10倍效率

　　2025年3月，國(guó)極我國(guó)科學(xué)家構(gòu)建的綜合全球最大蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)集“啟明星”發(fā)布，包含5億條功能標(biāo)簽，交叉基于該數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的領(lǐng)域模型，可實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)功能的有突“定向設(shè)計(jì)與進(jìn)化”，配合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，破組可將研發(fā)效率提升近10倍。數(shù)字

　　6毫米、100毫秒

　　2025年，我國(guó)侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)成功。植入體直徑26毫米、厚度不到6毫米，是全球最小尺寸的腦控植入體，僅硬幣大??；腦機(jī)接口系統(tǒng)控制外部設(shè)備，不到100毫秒，延遲極低，實(shí)現(xiàn)“想到即做到”的同步率。正是這些突破，讓患者實(shí)現(xiàn)了通過腦控下象棋、玩賽車，甚至是意念控制輪椅和機(jī)器狗取外賣，標(biāo)志著我國(guó)在這一前沿領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。

　　960顆、超20億神經(jīng)元、超千億神經(jīng)突觸

　　2025年8月，新一代神經(jīng)擬態(tài)類腦計(jì)算機(jī)“悟空”問世，搭載960顆達(dá)爾文3代類腦計(jì)算芯片，支持脈沖神經(jīng)元規(guī)模超20億，神經(jīng)突觸超千億，將為未來類腦AI的研究提供強(qiáng)大的支持。

　　30安每平方厘米、470—1550納米、5赫茲

　　2025年，我國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)的新一代視網(wǎng)膜假體問世。整體尺寸約為指甲蓋的二十分之一，在無外接電源條件下，可產(chǎn)生最高達(dá)30安每平方厘米的光電流密度。覆蓋從470納米到1550納米的超寬光譜范圍，并能穩(wěn)定響應(yīng)5赫茲頻閃刺激，為安全、可推廣的新一代視網(wǎng)膜假體臨床轉(zhuǎn)化提供了關(guān)鍵技術(shù)路徑。

　　微納機(jī)器人：

　　靈活多變 智能交叉應(yīng)用廣泛

　　在智能微型機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，認(rèn)識(shí)“微納機(jī)器人”。這些十分微小納米級(jí)的材料，是如何變得智能且實(shí)用的？

　　在材料制備區(qū)，工作人員進(jìn)行微納機(jī)器人的材料制備。在算法驗(yàn)證平臺(tái)，工作人員對(duì)微納機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行算法上的研究。生理模型驗(yàn)證平臺(tái)，對(duì)于臨床前的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，對(duì)微納機(jī)器人進(jìn)行驗(yàn)證。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室空間非常小，但是它跨越了從材料科學(xué)到算法、工程學(xué)、醫(yī)學(xué)多個(gè)學(xué)科的維度。

　　深圳市人工智能與機(jī)器人研究院博士生 王一斌：四氧化三鐵納米顆粒是一種順磁性的納米顆粒，意味著它在磁場(chǎng)中可以產(chǎn)生一個(gè)和外部磁場(chǎng)相同方向的磁疇。當(dāng)外部磁場(chǎng)改變的時(shí)候，它會(huì)隨著外部磁場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。我們是把這些現(xiàn)象縮到單個(gè)顆粒的級(jí)別，控制顆粒之間的相互作用。

　　和我們宏觀認(rèn)識(shí)的機(jī)器人有硬件和大腦算法，還有執(zhí)行末端工具類似，微納機(jī)器人的這些工具組合在了外部。比如相機(jī)是它的視覺系統(tǒng)，磁性線圈組成的控制器，可以在外部控制，通過算法實(shí)時(shí)施加磁力，來引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)軌跡。而微納材料更像是執(zhí)行任務(wù)的觸角，可以在外部設(shè)備控制下，共同完成任務(wù)。比如，在復(fù)雜的肺部血管里精準(zhǔn)送藥。

　　深圳市人工智能與機(jī)器人研究院博士生 王一斌：肺部送藥的最大的問題就在于氣道結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，微納機(jī)器人是樹狀結(jié)構(gòu)，通過很多模態(tài)，比如提升攀爬讓它在三維結(jié)構(gòu)中適應(yīng)不同的分支，比如進(jìn)到豎直向上的分支或者側(cè)支，來精準(zhǔn)定位它的路徑和軌跡。

　　團(tuán)隊(duì)介紹，作為一個(gè)交叉技術(shù)方向，他們首先需要用醫(yī)學(xué)成像來對(duì)患者的肺部支氣管結(jié)構(gòu)進(jìn)行重建，就像掃描一個(gè)精準(zhǔn)的三維地圖，然后利用算法進(jìn)行自動(dòng)路徑規(guī)劃，同時(shí)還要對(duì)算法的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，修正呼吸或者運(yùn)動(dòng)給微納機(jī)器人帶來的擾動(dòng)，這種精度要達(dá)到微米級(jí)。在實(shí)驗(yàn)室的算法驗(yàn)證平臺(tái)，微納機(jī)器人正在算法的控制下，沿著提前畫好的圈，進(jìn)行著精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。

　　深圳市人工智能與機(jī)器人研究院博士生 王一斌：運(yùn)動(dòng)的精度要求極高，這個(gè)集群整體大小只有500微米左右，運(yùn)動(dòng)精度相當(dāng)于頭發(fā)絲寬度的1/10，根據(jù)實(shí)時(shí)的位置和目標(biāo)軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算，并且用AI算法調(diào)整它的磁場(chǎng)參數(shù)。所以它可以在人體毛細(xì)血管級(jí)別的血管中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

　　微納機(jī)器人不僅可以精準(zhǔn)送藥，還可以變成體內(nèi)的創(chuàng)可貼，通過材料的創(chuàng)新融合進(jìn)入人體，直達(dá)病灶部位給藥，對(duì)身體進(jìn)行修補(bǔ)。同時(shí)，還可以協(xié)助醫(yī)生，進(jìn)行更為精準(zhǔn)的全身造影。這種跨醫(yī)學(xué)、材料、生物學(xué)、計(jì)算學(xué)的全新技術(shù)，將推動(dòng)我們的藥物和治療手段進(jìn)入一個(gè)更為精準(zhǔn)、微創(chuàng)的新時(shí)代。

　　極綜合交叉科學(xué)研究

　　將迸發(fā)新成果

　　人工智能與生命科學(xué)相結(jié)合，高效預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，助力新型藥物研發(fā)；材料學(xué)、臨床神經(jīng)科學(xué)以及工程技術(shù)等交叉融合，腦機(jī)接口技術(shù)有望迎來新突破；量子計(jì)算融合物理學(xué)和信息科學(xué)，將推動(dòng)計(jì)算科學(xué)的變革式發(fā)展。

　　極綜合交叉的科學(xué)研究模式具有獨(dú)特的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，更容易產(chǎn)生顛覆性技術(shù)和引領(lǐng)性原創(chuàng)成果。面向“十五五”科技發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域，學(xué)科交叉融合將成為科學(xué)研究新常態(tài)。(央視新聞客戶端)

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