去年年末,“自然指數-科研城市”排名公布,廣州趕超巴黎、東京,躍升至全球第8位;“廣深港”創新集群在全球創新指數排名連續四年居全球第2位;剛剛出爐的2023年中國十大科技進展新聞,來自廣州的科研項目、中山大學王猛教授團隊成果“液氮溫區鎳氧化物超導體首次發現”成功入選。
廣州科創躍升的“密碼”是什么?“2+2+N”是近年廣州市科技局工作部署中的高頻詞,代表著以廣州實驗室和粵港澳大灣區國家技術創新中心2大國家級最高科研力量為引領,以2個國家重大科技基礎設施為骨干,以國際大科學計劃、國家新型顯示技術創新中心、4家省實驗室、一批高水平新型研發機構為基礎,構建廣州科技創新平臺體系。
“2+2+N”,一頭指向顛覆性創新,在“無人區”闖出從“0”到“1”的新路;另一頭指向科技成果轉化,跨過“死亡谷”創造從“1”到“100”的未來。日前,我們探尋廣州科技創新平臺的最新案例,從中讀懂這組“科創密碼”。
從“0”到“1” 燃起創新動力源
建設大科學設施 繪制生命“航海圖”
須彌藏芥子,作為生命最基本的單元,一個細胞在自我更新、自我組織、自我繁殖、不斷分裂分化、走向衰亡死亡的歷程中,蘊藏著生命的什么奧秘?在廣州,作為“十四五”期間廣東獲批建設的4個大科學設施之一——人類細胞譜系大科學研究設施,有望成為探索人類生命的“導航員”,通過匯集人體細胞多組學海量數據,繪制人類譜系單細胞精度的“航海圖”。
這張“航海圖”有什么作用?“明晰細胞命運變化的底層邏輯,才能進一步操縱它、控制它。例如,為再生醫學、器官再生提供理論基礎和技術基礎;又或者通過了解細胞發生癌癥的機理,從而實現對癌癥的治療乃至預防。”中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院(以下簡稱“廣州健康院”)黨委書記、副院長,譜系設施項目負責人段子淵表示。
據介紹,這張“航海圖”將為疾病診斷及防治、藥物靶標發現、先導化合物篩選等提供精準指導及平臺支撐,并實現細胞組學數據、生理數據、行為數據等多維度數據的可視化,最終建立綜合且易訪問三維高分辨率圖譜。“細胞譜系研究是生命科學前沿領域的制高點,是各國科學界爭奪的高地。”
如何實現這個目標?“任何一個組學,都無法全面地、科學地、精準地刻畫和認識細胞,必須以一套高度自動化、智能化、標準化和集成化的研究設施為基礎才能實現解析。”段子淵強調。
因此,譜系設施將以研創大中型自研科學設備為基礎,以先進成像、人工智能等創新技術集成為核心,建成高度自動化、智能化、標準化和集成化的國際頂尖細胞譜系綜合性研究設施。
“有點像‘流水線’,從管線的一端放入組織塊,另一端便可自動分析出細胞類型和可能的功能。”段子淵形象地說明道,這也是世界第一套該領域的大科學研究設施。這意味,在全世界沒有先例的情況下,團隊將與光電所、自動化所等十余家共建單位“摸著石頭過河”。
以數字化的方式 模擬人類生命
為何要在廣州布局人類細胞譜系大科學研究設施?“早在2008年,廣州健康院就成立了華南干細胞與再生醫學研究所,這是第一個在國內布局成建制的干細胞研究機構。十幾年來,我們聚焦的領域從未改變,兩次獲得國家自然科學二等獎都是在同一個方向上。”段子淵說。除了對干細胞與再生醫學這個方向的堅持如一,廣州健康院也擁有全國科研院所中不多見的設備團隊,承擔了財政部的設備研發專項,研發出自動化、智能化的干細胞培養儀。
“更深刻的原因在于,廣州認識到實現高質量發展必須有科技動力的注入,要以科技創新推動產業創新,發展新質生產力。”段子淵說,此外,廣東、廣州的生物醫藥科研和產業在全國有重要影響,“正是從中央到地方高度一致的認識,才有可能讓這個大科學設施項目成功落地。”
段子淵透露,目前,由廣州市和黃埔區支持建設的設施項目前期配套的研發樓已經落成,其他工作正在有序推進中。瞭望未來,這個大科學設施或將讓人類擁有“數字生命”:通過智能收集生命有關的數據,以數字化的方式模擬人類生命,為手術導航、虛擬醫學訓練提供支持,幫助醫生做出快速、準確的臨床決策,也能從中搜集有關健康、疾病和衰老的最新信號,推算人體的健康模式及趨勢,將廣州打造成為細胞科學研究和生命健康領域的世界級科學中心。
從“1”到“100” 跑出轉化加速度
國創中心“貨架” 成果轉化“上新”
再來看看“2+2+N”的另一端,粵港澳大灣區國家技術創新中心(以下簡稱“大灣區國創中心”)的“貨架”上,正在不斷“上新”——
總重僅700克的手持式醫用伽馬相機,能對生物體內的示蹤劑進行動態成像,讓醫生在手術中就能手持拍攝、“一秒成像”,有望解決術中腫瘤細胞殘余的難題;國家衛健委病理標準數據庫建設項目,通過形成系列規范與標準體系,不僅提高了醫療欠發達地區的病理診斷水平和操作規范,還為病理人工智能研發打開想象空間;已進入“流片”階段的新型鉿基材料鐵電存儲器及系統芯片項目,旨在解決國內高速、高可靠存儲芯片“卡脖子”難題,這種新型存儲甚至可用在航天器中。
大灣區國創中心是根據國家戰略部署打造的跨區域、跨領域、跨學科、跨產業的綜合類國家技術創新中心,是全國三大綜合類技術創新中心之一。上述三個首批立項項目,有的成果來自清華大學的科研團隊,有的則由半導體領域科學家和產業精英共同推進轉化,不約而同地,他們都選擇在大灣區國創中心、在廣東廣州將他們的成果從實驗室推向“貨架”。
“從大學里的原始技術到醫生可以真正使用的產品中間,其實存在一個巨大的鴻溝。”大灣區國創中心粒子應用技術創新中心項目負責人、清華大學工程物理系長聘副教授馬天予表示。
馬天予以手持式醫用伽馬相機為例,表示在成果轉化的過程中,大灣區國創中心至少起到兩個關鍵作用:解決工程化問題,讓產品“跑通”從工藝設計、研發試制再到生產測試的全流程;提供臨床示范渠道,“我們請醫生使用樣機設備,從應用角度提高其臨床的可用性,讓產品真正地走向市場,解決臨床痛點。”
粵港澳大灣區國家技術創新中心致力于打造集“有組織科研+有組織成果轉化”于一體的大灣區科技創新樞紐。
以科學引領、以需求驅動,大灣區國創中心致力于攻克核心關鍵技術,實現從科學到技術的轉化,以關鍵技術集群式突破和產學研協同推動科技成果轉化為使命,打造集“有組織科研+有組織成果轉化”于一體的大灣區科技創新樞紐,打通從科技強到企業強、產業強、經濟強的通道。
而這正是廣州通過“2+2+N”科技創新平臺面向世界科技前沿聚力關鍵核心技術攻關、面向經濟主戰場推動科技成果轉化的縮影。
以顛覆性技術發展新質生產力
在廣州,產業鏈、創新鏈“雙鏈共舞”,從“1”到“100”的故事正在不斷上演。
向宇宙奔赴——與中國科學院力學研究所共建廣東空天科技研究院,并通過該院引入廣州首家商業航天獨角獸企業中科宇航落戶南沙,建設國內首個全產業鏈的商業航天基地,“力箭一號”遙二運載火箭“一箭26星”圓滿發射,并開始執行航班化發射任務。
向深海潛航——廣東智能無人系統研究院為國家海洋局研制6000米級深海光學AUV設備,并突破核心部件和整機的國外壟斷,研制出國內首臺7000米級遙控潛水器。
朝產線進發——國家新型顯示技術創新中心在印刷OLED等“卡脖子”領域實現“彎道超車”,自主研制的噴墨打印OLED折疊顯示屏已達量產水平,量子點關鍵藍色材料與器件壽命突破300小時,“諾獎技術”正在廣州轉為現實的生產力。
去年年末,中央經濟工作會議提出,要以科技創新推動產業創新,特別是以顛覆性技術和前沿技術催生新產業、新模式、新動能,發展新質生產力。與此同時,掛牌運作不久的廣州顛覆性技術創新中心傳來好消息,2023年國家顛覆性技術項目中,來自廣州的項目數居全國第二。
主動擔當服務國家戰略,大手筆引進大院大所大裝置大平臺,如今的廣州,已是全國唯一一個聚集國家實驗室、綜合類國家技術創新中心、國家重大科技基礎設施、國際大科學計劃等國家級重大平臺的城市。
厚植自立自強根基,集聚力量進行原創性引領性科技攻關;瞄準戰略必爭領域,推動科技創新“變量”轉化為高質量發展“增量”。或者,這就是蘊含在“2+2+N”中的廣州科創密碼。