2020年10月28日 星期三

.人體再造? – 這次工業 4.0 傻眼了


Smart Manufacturing Technology for Fastener Industry - MIRDC




來源: 知識自動化微信公眾號 贲霖 林雪萍

人體再造不是夢

人體再造,生物製造,歸不歸智慧製造管呀?


不管你怎麼想,美國先進製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:


智能制造-人体再造
  《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》。


智能制造-人体再造  

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。


  智能制造-人体再造

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,美國先進製造業所要啓動的生物製造創新中心,將開啓全新的戰場。


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製造業的優先領域,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。這也表明瞭 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,透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義肢之類的概念。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,是不是比智慧製造,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、生物製造技術平台、流程設計及自動化、生物組織的完成及測試技術。


 智能制造-人体再造 

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、組織及器官打印應用、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。


智能制造-人体再造

具體來說,4-7 級 MRL 意味著四個能力。


智能制造-人体再造
  圖4 MRL4-7 的能力塔

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。


來,拉幫結伙吧

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 月已經發佈詳細的 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

這是位於佛羅里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,這是一個全球化網路組織,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。從其發佈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,即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,暫時忘掉你對智慧製造的所有認識吧。換個維度想問題,未來的製造,可不是只有「智慧製造」一張牌。


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