12月7日，2023世界智能制造大会发布了“2023世界智能制造十大科技进展”和“2023中国智能制造十大科技进展”。由南开大学、南开大学深圳研究院、天津市农业科学研究院联合研发的“活体细胞精准操作机器人技术及系统”入选“2023中国智能制造十大科技进展”。

赵新教授（左二）科研成果入选“2023中国智能制造十大科技进展”

细胞是生命的基本单元，活体细胞操作对生物医药的发展、农业育种“卡脖子”问题的解决都具有重要意义，且需求增长迅猛。而活体细胞有生命，操作成功率低、操作后成活率低、后续发育率低，对机器人技术提出了极大挑战。赵新教授团队的“活体细胞精准操作机器人技术及系统”面向生命科学发展对活体细胞操作的迫切需求，利用机器人代替人工实现自动化活体细胞操作，引领了机器人技术前沿，为生命科学研究与成果推广提供自动化细胞操作系统，具有广泛的应用价值。

项目负责人赵新教授介绍，该成果突破了面向变形体的机器人精准定点操作技术、机器人化精准微创操作技术、机器人化定量去核操作技术，提高了细胞操作成功率、操作后细胞成活率和细胞后续发育率。

其一，面向变形体的机器人精准定点操作技术，针对细胞表面形状不规则、细胞受力变形位置变化、操作工具在细胞内部移动引起目标位置漂移等问题，发明了无接触细胞三维形态测量与最佳接触位置选取方法、基于最小力的机器人化精准细胞拨动方法、基于细胞核动态位置漂移建模方法，实现了精准定点操作，提高了细胞操作成功率。

其二，机器人化精准微创操作技术，针对操作工具穿入细胞及细胞内施加负压带来细胞损伤等问题，发明了基于压电陶瓷驱动的超声振动显微细胞穿入系统、最佳去核压强的确定方法，实现了精准微创操作，提高了操作后细胞成活率。

其三，机器人化定量去核操作技术，则针对盲法去核遗传物质不可见、细胞姿态影响去核量、去核量实时检测等问题，发明了基于增强现实的定点去核方法、基于细胞姿态的定量去核方法、基于生长域的微管内增量式细胞质速度场检测方法和去核量测量方法，实现了全部去核并减少去核量的目标，提高了细胞后续发育率。

“活体细胞精准操作机器人技术及系统”实现了自动化细胞生物力学检测、脑科学神经细胞电生理检测、体细胞核移植等三类示范应用，验证了该系统在活体细胞精准操作成功率、操作后成活率以及后续发育率方面的优越性。目前，“活体细胞精准操作机器人技术及系统”已广泛用于生物医药、脑科学研究，培育了世界首批由机器人自动化操作得到的克隆猪，在京津冀地区14家生猪养殖单位繁育后代1.9万余头，经济效益超1.3亿元。

南京日报/紫金山新闻记者 崔晓 冯芃  摄

据了解，2023世界智能制造大会由江苏省人民政府、工业和信息化部、中国工程院、中国科学技术协会共同主办，以党的二十大精神为引领，以“数智赋能、链通未来”为主题，突出“高端化、国际化、专业化、体系化”办会理念，围绕“加快构建新发展格局，着力推动高质量发展”主线，聚合专业力量、构建多元平台，全面引领制造业智能化改造和数字化转型。