近年來，科學(xué)研究向極綜合交叉發(fā)力，學(xué)科交叉融合成為加快科技創(chuàng)新的重要驅(qū)動力，有望產(chǎn)生更多顛覆性技術(shù)和引領(lǐng)性原創(chuàng)成果。系列報道《極致創(chuàng)新向未來》，一起來看“向極綜合交叉發(fā)力”。

　　向極綜合交叉發(fā)力

　　中國科研創(chuàng)新成果不斷

　　2025年我國在極綜合交叉的科研領(lǐng)域取得了哪些新突破？一起回顧。

　　5億標(biāo)簽、10倍效率

　　2025年3月，我國科學(xué)家構(gòu)建的全球最大蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)集“啟明星”發(fā)布，包含5億條功能標(biāo)簽，基于該數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的模型，可實現(xiàn)蛋白質(zhì)功能的“定向設(shè)計與進化”，配合自動化實驗系統(tǒng)，可將研發(fā)效率提升近10倍。

　　6毫米、100毫秒

　　2025年，我國侵入式腦機接口臨床試驗成功。植入體直徑26毫米、厚度不到6毫米，是全球最小尺寸的腦控植入體，僅硬幣大??；腦機接口系統(tǒng)控制外部設(shè)備，不到100毫秒，延遲極低，實現(xiàn)“想到即做到”的同步率。正是這些突破，讓患者實現(xiàn)了通過腦控下象棋、玩賽車，甚至是意念控制輪椅和機器狗取外賣，標(biāo)志著我國在這一前沿領(lǐng)域取得重大進展。

　　960顆、超20億神經(jīng)元、超千億神經(jīng)突觸

　　2025年8月，新一代神經(jīng)擬態(tài)類腦計算機“悟空”問世，搭載960顆達爾文3代類腦計算芯片，支持脈沖神經(jīng)元規(guī)模超20億，神經(jīng)突觸超千億，將為未來類腦AI的研究提供強大的支持。

　　30安每平方厘米、470—1550納米、5赫茲

　　2025年，我國科學(xué)家自主研發(fā)的新一代視網(wǎng)膜假體問世。整體尺寸約為指甲蓋的二十分之一，在無外接電源條件下，可產(chǎn)生最高達30安每平方厘米的光電流密度。覆蓋從470納米到1550納米的超寬光譜范圍，并能穩(wěn)定響應(yīng)5赫茲頻閃刺激，為安全、可推廣的新一代視網(wǎng)膜假體臨床轉(zhuǎn)化提供了關(guān)鍵技術(shù)路徑。

　　微納機器人：

　　靈活多變 智能交叉應(yīng)用廣泛

　　在智能微型機器人實驗室，認識“微納機器人”。這些十分微小納米級的材料，是如何變得智能且實用的？

　　在材料制備區(qū)，工作人員進行微納機器人的材料制備。在算法驗證平臺，工作人員對微納機器人的運動控制進行算法上的研究。生理模型驗證平臺，對于臨床前的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，對微納機器人進行驗證。整個實驗室空間非常小，但是它跨越了從材料科學(xué)到算法、工程學(xué)、醫(yī)學(xué)多個學(xué)科的維度。

　　深圳市人工智能與機器人研究院博士生 王一斌：四氧化三鐵納米顆粒是一種順磁性的納米顆粒，意味著它在磁場中可以產(chǎn)生一個和外部磁場相同方向的磁疇。當(dāng)外部磁場改變的時候，它會隨著外部磁場進行運動。我們是把這些現(xiàn)象縮到單個顆粒的級別，控制顆粒之間的相互作用。

　　和我們宏觀認識的機器人有硬件和大腦算法，還有執(zhí)行末端工具類似，微納機器人的這些工具組合在了外部。比如相機是它的視覺系統(tǒng)，磁性線圈組成的控制器，可以在外部控制，通過算法實時施加磁力，來引導(dǎo)運動軌跡。而微納材料更像是執(zhí)行任務(wù)的觸角，可以在外部設(shè)備控制下，共同完成任務(wù)。比如，在復(fù)雜的肺部血管里精準(zhǔn)送藥。

　　深圳市人工智能與機器人研究院博士生 王一斌：肺部送藥的最大的問題就在于氣道結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，微納機器人是樹狀結(jié)構(gòu)，通過很多模態(tài)，比如提升攀爬讓它在三維結(jié)構(gòu)中適應(yīng)不同的分支，比如進到豎直向上的分支或者側(cè)支，來精準(zhǔn)定位它的路徑和軌跡。

　　團隊介紹，作為一個交叉技術(shù)方向，他們首先需要用醫(yī)學(xué)成像來對患者的肺部支氣管結(jié)構(gòu)進行重建，就像掃描一個精準(zhǔn)的三維地圖，然后利用算法進行自動路徑規(guī)劃，同時還要對算法的運動軌跡進行實時反饋，修正呼吸或者運動給微納機器人帶來的擾動，這種精度要達到微米級。在實驗室的算法驗證平臺，微納機器人正在算法的控制下，沿著提前畫好的圈，進行著精準(zhǔn)運動。

　　深圳市人工智能與機器人研究院博士生 王一斌：運動的精度要求極高，這個集群整體大小只有500微米左右，運動精度相當(dāng)于頭發(fā)絲寬度的1/10，根據(jù)實時的位置和目標(biāo)軌跡進行實時運算，并且用AI算法調(diào)整它的磁場參數(shù)。所以它可以在人體毛細血管級別的血管中進行運動。

　　微納機器人不僅可以精準(zhǔn)送藥，還可以變成體內(nèi)的創(chuàng)可貼，通過材料的創(chuàng)新融合進入人體，直達病灶部位給藥，對身體進行修補。同時，還可以協(xié)助醫(yī)生，進行更為精準(zhǔn)的全身造影。這種跨醫(yī)學(xué)、材料、生物學(xué)、計算學(xué)的全新技術(shù)，將推動我們的藥物和治療手段進入一個更為精準(zhǔn)、微創(chuàng)的新時代。

　　極綜合交叉科學(xué)研究

　　將迸發(fā)新成果

　　人工智能與生命科學(xué)相結(jié)合，高效預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，助力新型藥物研發(fā)；材料學(xué)、臨床神經(jīng)科學(xué)以及工程技術(shù)等交叉融合，腦機接口技術(shù)有望迎來新突破；量子計算融合物理學(xué)和信息科學(xué)，將推動計算科學(xué)的變革式發(fā)展。

　　極綜合交叉的科學(xué)研究模式具有獨特的創(chuàng)新驅(qū)動力，更容易產(chǎn)生顛覆性技術(shù)和引領(lǐng)性原創(chuàng)成果。面向“十五五”科技發(fā)展重點領(lǐng)域，學(xué)科交叉融合將成為科學(xué)研究新常態(tài)。(央視新聞客戶端)