人體再造? 這次工業4.0傻眼了

2020-12-25 和訊

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人體再造不是夢

  人體再造,生物製造,歸不歸智能製造管呀?

  不管你怎麼想,美國先進位造則繼續全方位出招,全新的製造創新中心MII招標在即!而這次的創新中心,正是「高級組織生物製造」製造創新中心ATB-MII(Advanced Tissue Biofabrication )。

  生物製造,我們對此倒也不應該太陌生。時下一部熱播的美劇在美國、中國都引起很大的關注,受到觀眾的追捧。IMDb評分為9.1/10,豆瓣也是高達9.1/10!這就是HBO的《西部世界》。

  來看看宣傳畫和片中場景:

《西部世界》的劇照

  《西部世界》講述了機器人世界的覺醒和對人類的反抗。故事情節的重要組成部分就是仿生人,也就是使用生物列印技術製造的仿生機器人。而仿生人的製造姿態看起來就像達文西的素描《維特魯威人》。

  圖1 達文西的素描《維特魯威人》

  這個時下熱播的主題美劇,似乎在給「美國造Manufactring USA」創新中心正在進行的招標工作,做了一個極大的宣傳。因為 高級組織生物製造ATB也採用了同樣格式的logo。

圖2 ATB的logo

  這賦予了製造以全新而令人印象深刻的形象。

  我們都會因此而記住,美國先進位造業所要啟動的生物製造創新中心,將開啟全新的戰場。

不再科幻

  美國造Manufacturing USA將下一個創新中心的招標領域定位組織生物製造ATB領域,說明生物製造能夠成為美國先進位造業的優先領域,甚至是戰略制高點。

  這個製造業創新中心,非常鮮明地表達美國的廣譜製造的宏大的野心和寬廣志向——這是工業4.0所完全不具備的格局。令人感嘆的是,生物製造不再是科幻的領域,而是實實在在走進了生產現實領域。

  白宮辦公室今年6月發表公告,主題是「減少器官等待 拯救生命和希望」,正式提出了將推進生物組織製造工程和再生醫學的發展,增加投資力度,以縮短器官移植的等待時間,挽救更多病人。這也表明了ATB創新中心的重點工作領域在於生物組織工程和再生醫學方向。這是美國造Manufacturing USA的第10個創新中心,也是國防部領導下的第7個創新中心。

  什麼是生物組織工程?什麼是再生醫學?這二者是緊密相關的。

  生物組織工程(Tissue Engineering),是指利用生物活性物質,通過體外培養或構建的方法,再造或者修復器官及組織的技術。這個概念由美國國家科學基金委員會在1987年提出,在此後的二十多年間快速發展。組織工程學涉及到生物學,材料學和工程學等多學科;目前已經能夠再造骨、軟骨,以及,皮膚、腎、肝、肌肉、乳房等組織器官,都可以生物製造。

  在未來,你摸到的人體每一個部位,也可能都是假的,但它們完全不等同原有的假肢之類的概念。這可都是活性物質再生的。這也是製造的範疇——絕對鮮活的製造。

  再生醫學(Regenerative medicine),是製作具有功能與生命性之身體器官組織,用於修復或是替換身體內,因為老化、生病、受損所造成之不健康的器官與組織。或是以其他的方式,來刺激體內組織或是器官再生之方法。通常在這領域的工作者,會在實驗室中,培養身體內的組織或是器官後,用安全性地移植方式,移植至病患身體中。因此,再生醫學的目的,在於解決器官捐贈者不足的問題。

  這個好極了。在中國,每年捐獻器官可能也就四位數,而每年的需求等待是多少?150萬!

  這樣的生物製造,是不是比智能製造,聽起來更有幸福感?

生物製造拿什麼入評

  ATB-MII將由政府和民間業界共同出資1.6億美元共建,主要目的是研究新一代的生物組織製造技術,致力於細胞,組織乃至器官的更換。

  ATB-MII主要有以下四個主要工作領域:細胞及材料的募源及選擇、生物製造技術平臺、流程設計及自動化、生物組織的完成及測試技術。

圖3 四個重點

  他們將從以下四個方面招募合作夥伴:再生醫學、組織及器官列印應用、晶片組基織、個人化康復有效性評估(比如腫瘤科)。

  美國製造業創新中心有著非常成熟的評審機制。對於ATB-MII的工作範圍,都處在在DoD定義的技術成熟度4-7之間。

具體來說,

4-7級MRL意味著四個能力。

圖4 MRL4-7的能力塔

  這一點尤其值得中國的製造創新中心學習。

  一定要有明確的評級機制!否則什麼東西該進創新中心、什麼不該進——那又是一筆扯不清楚的帳。政府撥款的項目做爛掉的太多,跟政府需求不清、評價等級不明確有著直接的關係。希望這次中國開啟的新一輪製造業創新中心,能有所借鑑。

來,拉幫結夥吧

  緊張的投標工作馬上就要開始,讓我們看看都有哪些候選機構,在參與競爭?

  1、One Million Solutions in Health

  這是位於麻省的一個非營利組織,主要致力於技術評估,有效驗證,及市場化加速。其有自主發展領導的「技術評估聯盟」,並有11年相關經驗。

  One Million Solutions in Health掌握現有的生物製造和列印技術,包括雷射導引傳輸技術等。其技術路線,實現途徑大致在2016年2月已經發布詳細的2025路線圖。

  合作申請夥伴則包括東北大學,哈佛大學等。

  2、RegenMed Development Organization

  這是位於佛羅裡達州的一個非營利組織,成立有13年。主要致力於領導所謂「預治療運動」主的活動,這是一個全球化網絡組織,由病人倡議組織,科學界,工業界成員組成。政學企各界已經開始通力合作。

  合作申請夥伴包括北卡大學等。

  3、The Geneva Foundation

  這是1993年成立的一個軍方背景的非營利組織,主要支持醫療研究及其教育領域的先進創新技術。目前已經資助過超過50個聯邦和軍方的實驗室,治療機構。從其發布的資助項目的情況看,代聯邦和軍方提供很多研究資助給民間。也和企業界進行臨床試驗方面的合作。

  在ATB-MII這個項目上,看起來The Geneva Foundation是獨立申請的。

  真厲害。自己上陣!

  4、ReGenerateUSA

  RegenerateUSA 是一個新成立的。哈哈,就是為了申請成為ATB-MII領導機構,而成立的臨時組織。

  由北卡等三家主要機構組成,其優勢領域在於高產量培養技術,生物反應器,實時監測和感應技術等。他們提出了一套完整的生物製造和測試支撐生態系統。

  無論這四個候選人哪個勝出,他們均涉及到大約25個關鍵技術領域:如3D生物製造技術、多步驟製造流程的自動化與機器人技術、生物列印等。

  除4家候選領導機構外,其他各級參與機構裡面還有ASME美國機械工程學會, GE全球研究院等這些我們並不陌生的身影。

誰將勝出

  誰將成為全新的製造業創新中心?生物製造這個項目,正在緊鑼密鼓備選之中。我們預測,One Million Solutions in Health具備更強的競爭實力,將會勝出。這樣,麻省將有兩家美國造的創新中心。作為哈佛和麻省理工的所在地,這將成為美國最尖端的製造業創新中心。

  暫時忘掉工業4.0,暫時忘掉你對智能製造的所有認識吧。

  換個維度想問題,未來的製造,可不是只有「智能製造」一張牌。

    文章來源:微信公眾號知識自動化

(責任編輯:鄧益偉 HN006)

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