素以“低调”著称的广州,在科技创新这场全球竞赛中越来越“高调”:
去年年末,“自然指数-科研城市”排名公布,广州赶超巴黎、东京,跃升至全球第8位;“广深港”创新集群在全球创新指数排名连续四年居全球第2位;刚刚出炉的2023年中国十大科技进展新闻,来自广州的科研项目、中山大学王猛教授团队成果“液氮温区镍氧化物超导体首次发现”成功入选。
广州科创跃升的“密码”是什么?“2+2+N”是近年广州市科技局工作部署中的高频词,代表着以广州实验室和粤港澳大湾区国家技术创新中心2大国家级最高科研力量为引领,以2个国家重大科技基础设施为骨干,以国际大科学计划、国家新型显示技术创新中心、4家省实验室、一批高水平新型研发机构为基础,构建广州科技创新平台体系。
“2+2+N”,一头指向颠覆性创新,在“无人区”闯出从“0”到“1”的新路;另一头指向科技成果转化,跨过“死亡谷”创造从“1”到“100”的未来。日前,我们探寻广州科技创新平台的最新案例,从中读懂这组“科创密码”。
文、图/方晴
从“0”到“1” 燃起创新动力源
建设大科学设施 绘制生命“航海图”
须弥藏芥子,作为生命最基本的单元,一个细胞在自我更新、自我组织、自我繁殖、不断分裂分化、走向衰亡死亡的历程中,蕴藏着生命的什么奥秘?在广州,作为“十四五”期间广东获批建设的4个大科学设施之一——人类细胞谱系大科学研究设施,有望成为探索人类生命的“导航员”,通过汇集人体细胞多组学海量数据,绘制人类谱系单细胞精度的“航海图”。
这张“航海图”有什么作用?“明晰细胞命运变化的底层逻辑,才能进一步操纵它、控制它。例如,为再生医学、器官再生提供理论基础和技术基础;又或者通过了解细胞发生癌症的机理,从而实现对癌症的治疗乃至预防。”中国科学院广州生物医药与健康研究院(以下简称“广州健康院”)党委书记、副院长,谱系设施项目负责人段子渊表示。
据介绍,这张“航海图”将为疾病诊断及防治、药物靶标发现、先导化合物筛选等提供精准指导及平台支撑,并实现细胞组学数据、生理数据、行为数据等多维度数据的可视化,最终建立综合且易访问三维高分辨率图谱。“细胞谱系研究是生命科学前沿领域的制高点,是各国科学界争夺的高地。”
如何实现这个目标?“任何一个组学,都无法全面地、科学地、精准地刻画和认识细胞,必须以一套高度自动化、智能化、标准化和集成化的研究设施为基础才能实现解析。”段子渊强调。
因此,谱系设施将以研创大中型自研科学设备为基础,以先进成像、人工智能等创新技术集成为核心,建成高度自动化、智能化、标准化和集成化的国际顶尖细胞谱系综合性研究设施。
“有点像‘流水线’,从管线的一端放入组织块,另一端便可自动分析出细胞类型和可能的功能。”段子渊形象地说明道,这也是世界第一套该领域的大科学研究设施。这意味,在全世界没有先例的情况下,团队将与光电所、自动化所等十余家共建单位“摸着石头过河”。
以数字化的方式 模拟人类生命
为何要在广州布局人类细胞谱系大科学研究设施?“早在2008年,广州健康院就成立了华南干细胞与再生医学研究所,这是第一个在国内布局成建制的干细胞研究机构。十几年来,我们聚焦的领域从未改变,两次获得国家自然科学二等奖都是在同一个方向上。”段子渊说。除了对干细胞与再生医学这个方向的坚持如一,广州健康院也拥有全国科研院所中不多见的设备团队,承担了财政部的设备研发专项,研发出自动化、智能化的干细胞培养仪。
“更深刻的原因在于,广州认识到实现高质量发展必须有科技动力的注入,要以科技创新推动产业创新,发展新质生产力。”段子渊说,此外,广东、广州的生物医药科研和产业在全国有重要影响,“正是从中央到地方高度一致的认识,才有可能让这个大科学设施项目成功落地。”
段子渊透露,目前,由广州市和黄埔区支持建设的设施项目前期配套的研发楼已经落成,其他工作正在有序推进中。瞭望未来,这个大科学设施或将让人类拥有“数字生命”:通过智能收集生命有关的数据,以数字化的方式模拟人类生命,为手术导航、虚拟医学训练提供支持,帮助医生做出快速、准确的临床决策,也能从中搜集有关健康、疾病和衰老的最新信号,推算人体的健康模式及趋势,将广州打造成为细胞科学研究和生命健康领域的世界级科学中心。
从“1”到“100” 跑出转化加速度
国创中心“货架” 成果转化“上新”
再来看看“2+2+N”的另一端,粤港澳大湾区国家技术创新中心(以下简称“大湾区国创中心”)的“货架”上,正在不断“上新”——
总重仅700克的手持式医用伽马相机,能对生物体内的示踪剂进行动态成像,让医生在手术中就能手持拍摄、“一秒成像”,有望解决术中肿瘤细胞残余的难题;国家卫健委病理标准数据库建设项目,通过形成系列规范与标准体系,不仅提高了医疗欠发达地区的病理诊断水平和操作规范,还为病理人工智能研发打开想象空间;已进入“流片”阶段的新型铪基材料铁电存储器及系统芯片项目,旨在解决国内高速、高可靠存储芯片“卡脖子”难题,这种新型存储甚至可用在航天器中。
大湾区国创中心是根据国家战略部署打造的跨区域、跨领域、跨学科、跨产业的综合类国家技术创新中心,是全国三大综合类技术创新中心之一。上述三个首批立项项目,有的成果来自清华大学的科研团队,有的则由半导体领域科学家和产业精英共同推进转化,不约而同地,他们都选择在大湾区国创中心、在广东广州将他们的成果从实验室推向“货架”。
“从大学里的原始技术到医生可以真正使用的产品中间,其实存在一个巨大的鸿沟。”大湾区国创中心粒子应用技术创新中心项目负责人、清华大学工程物理系长聘副教授马天予表示。
马天予以手持式医用伽马相机为例,表示在成果转化的过程中,大湾区国创中心至少起到两个关键作用:解决工程化问题,让产品“跑通”从工艺设计、研发试制再到生产测试的全流程;提供临床示范渠道,“我们请医生使用样机设备,从应用角度提高其临床的可用性,让产品真正地走向市场,解决临床痛点。”
以科学引领、以需求驱动,大湾区国创中心致力于攻克核心关键技术,实现从科学到技术的转化,以关键技术集群式突破和产学研协同推动科技成果转化为使命,打造集“有组织科研+有组织成果转化”于一体的大湾区科技创新枢纽,打通从科技强到企业强、产业强、经济强的通道。
而这正是广州通过“2+2+N”科技创新平台面向世界科技前沿聚力关键核心技术攻关、面向经济主战场推动科技成果转化的缩影。
以颠覆性技术发展新质生产力
在广州,产业链、创新链“双链共舞”,从“1”到“100”的故事正在不断上演。
向宇宙奔赴——与中国科学院力学研究所共建广东空天科技研究院,并通过该院引入广州首家商业航天独角兽企业中科宇航落户南沙,建设国内首个全产业链的商业航天基地,“力箭一号”遥二运载火箭“一箭26星”圆满发射,并开始执行航班化发射任务。
向深海潜航——广东智能无人系统研究院为国家海洋局研制6000米级深海光学AUV设备,并突破核心部件和整机的国外垄断,研制出国内首台7000米级遥控潜水器。
朝产线进发——国家新型显示技术创新中心在印刷OLED等“卡脖子”领域实现“弯道超车”,自主研制的喷墨打印OLED折叠显示屏已达量产水平,量子点关键蓝色材料与器件寿命突破300小时,“诺奖技术”正在广州转为现实的生产力。
去年年末,中央经济工作会议提出,要以科技创新推动产业创新,特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能,发展新质生产力。与此同时,挂牌运作不久的广州颠覆性技术创新中心传来好消息,2023年国家颠覆性技术项目中,来自广州的项目数居全国第二。
主动担当服务国家战略,大手笔引进大院大所大装置大平台,如今的广州,已是全国唯一一个聚集国家实验室、综合类国家技术创新中心、国家重大科技基础设施、国际大科学计划等国家级重大平台的城市。
厚植自立自强根基,集聚力量进行原创性引领性科技攻关;瞄准战略必争领域,推动科技创新“变量”转化为高质量发展“增量”。或者,这就是蕴含在“2+2+N”中的广州科创密码。(专题)