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近年来,国极科学研究向极综合交叉发力,综合学科交叉融合成为加快科技创新的交叉重要驱动力,有望产生更多颠覆性技术和引领性原创成果。领域系列报道《极致创新向未来》,有突一起来看“向极综合交叉发力”。破组
向极综合交叉发力
中国科研创新成果不断
2025年我国在极综合交叉的数字科研领域取得了哪些新突破?一起回顾。
5亿标签、回顾10倍效率
2025年3月,国极我国科学家构建的综合全球最大蛋白质序列数据集“启明星”发布,包含5亿条功能标签,交叉基于该数据集训练的领域模型,可实现蛋白质功能的有突“定向设计与进化”,配合自动化实验系统,破组可将研发效率提升近10倍。数字
6毫米、100毫秒
2025年,我国侵入式脑机接口临床试验成功。植入体直径26毫米、厚度不到6毫米,是全球最小尺寸的脑控植入体,仅硬币大小;脑机接口系统控制外部设备,不到100毫秒,延迟极低,实现“想到即做到”的同步率。正是这些突破,让患者实现了通过脑控下象棋、玩赛车,甚至是意念控制轮椅和机器狗取外卖,标志着我国在这一前沿领域取得重大进展。
960颗、超20亿神经元、超千亿神经突触
2025年8月,新一代神经拟态类脑计算机“悟空”问世,搭载960颗达尔文3代类脑计算芯片,支持脉冲神经元规模超20亿,神经突触超千亿,将为未来类脑AI的研究提供强大的支持。
30安每平方厘米、470—1550纳米、5赫兹
2025年,我国科学家自主研发的新一代视网膜假体问世。整体尺寸约为指甲盖的二十分之一,在无外接电源条件下,可产生最高达30安每平方厘米的光电流密度。覆盖从470纳米到1550纳米的超宽光谱范围,并能稳定响应5赫兹频闪刺激,为安全、可推广的新一代视网膜假体临床转化提供了关键技术路径。
微纳机器人:
灵活多变 智能交叉应用广泛
在智能微型机器人实验室,认识“微纳机器人”。这些十分微小纳米级的材料,是如何变得智能且实用的?
在材料制备区,工作人员进行微纳机器人的材料制备。在算法验证平台,工作人员对微纳机器人的运动控制进行算法上的研究。生理模型验证平台,对于临床前的医学应用,对微纳机器人进行验证。整个实验室空间非常小,但是它跨越了从材料科学到算法、工程学、医学多个学科的维度。
深圳市人工智能与机器人研究院博士生 王一斌:四氧化三铁纳米颗粒是一种顺磁性的纳米颗粒,意味着它在磁场中可以产生一个和外部磁场相同方向的磁畴。当外部磁场改变的时候,它会随着外部磁场进行运动。我们是把这些现象缩到单个颗粒的级别,控制颗粒之间的相互作用。
和我们宏观认识的机器人有硬件和大脑算法,还有执行末端工具类似,微纳机器人的这些工具组合在了外部。比如相机是它的视觉系统,磁性线圈组成的控制器,可以在外部控制,通过算法实时施加磁力,来引导运动轨迹。而微纳材料更像是执行任务的触角,可以在外部设备控制下,共同完成任务。比如,在复杂的肺部血管里精准送药。
深圳市人工智能与机器人研究院博士生 王一斌:肺部送药的最大的问题就在于气道结构非常复杂,微纳机器人是树状结构,通过很多模态,比如提升攀爬让它在三维结构中适应不同的分支,比如进到竖直向上的分支或者侧支,来精准定位它的路径和轨迹。
团队介绍,作为一个交叉技术方向,他们首先需要用医学成像来对患者的肺部支气管结构进行重建,就像扫描一个精准的三维地图,然后利用算法进行自动路径规划,同时还要对算法的运动轨迹进行实时反馈,修正呼吸或者运动给微纳机器人带来的扰动,这种精度要达到微米级。在实验室的算法验证平台,微纳机器人正在算法的控制下,沿着提前画好的圈,进行着精准运动。
深圳市人工智能与机器人研究院博士生 王一斌:运动的精度要求极高,这个集群整体大小只有500微米左右,运动精度相当于头发丝宽度的1/10,根据实时的位置和目标轨迹进行实时运算,并且用AI算法调整它的磁场参数。所以它可以在人体毛细血管级别的血管中进行运动。
微纳机器人不仅可以精准送药,还可以变成体内的创可贴,通过材料的创新融合进入人体,直达病灶部位给药,对身体进行修补。同时,还可以协助医生,进行更为精准的全身造影。这种跨医学、材料、生物学、计算学的全新技术,将推动我们的药物和治疗手段进入一个更为精准、微创的新时代。
极综合交叉科学研究
将迸发新成果
人工智能与生命科学相结合,高效预测蛋白质结构,助力新型药物研发;材料学、临床神经科学以及工程技术等交叉融合,脑机接口技术有望迎来新突破;量子计算融合物理学和信息科学,将推动计算科学的变革式发展。
极综合交叉的科学研究模式具有独特的创新驱动力,更容易产生颠覆性技术和引领性原创成果。面向“十五五”科技发展重点领域,学科交叉融合将成为科学研究新常态。(央视新闻客户端)
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