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對話(huà)微納動(dòng)力馮林:讓微納米機器人給藥靶向率提高100倍
商界1勢力 2024-09-05 17:00:47

納米機器人能有多少種想象?

谷歌公司未來(lái)學(xué)家科茲威爾曾有一段頗具爭議的論斷:“血液中的納米機器人可以充當免疫系統,摧毀病原體、清除雜物、血栓和腫瘤,甚至糾正DNA錯誤、逆轉衰老過(guò)程,這樣的醫療技術(shù)會(huì )使人均壽命每過(guò)一年就延長(cháng)一歲,接近‘永生’。那個(gè)‘奇點(diǎn)’就在2045年……”

這并非天方夜譚,自1959 年美國物理學(xué)家理查德·費曼提出這個(gè)概念,并從上世紀90年代納米技術(shù)的興起至今,讓納米機器人進(jìn)入人體進(jìn)行醫療救治,一直是科學(xué)家們研究的終極目標,也是未來(lái)掀起新一輪醫學(xué)革命的錨點(diǎn)。

作為國內醫藥健康領(lǐng)域一個(gè)新興賽道,納米機器人的市場(chǎng)規模也在過(guò)去幾年中實(shí)現了較快增長(cháng),并涌現出一批創(chuàng )新型企業(yè)躋身國際領(lǐng)先水平。其中由長(cháng)江學(xué)者、北京市杰出青年、北京航空航天大學(xué)教授&博導馮林帶領(lǐng)的團隊,正逐步從實(shí)驗室走向臨床。目前其研發(fā)之一“國產(chǎn)光電鑷微納操作系統”,已經(jīng)實(shí)現對細胞、細菌、微生物等微納米尺度生物微粒的并行操控,填補了當前國內技術(shù)空白的同時(shí),也為未來(lái)醫療帶來(lái)了革命性的突破。

與專(zhuān)注于技術(shù)研發(fā)的前輩們不同,學(xué)術(shù)出身的馮林和團隊并未安于象牙塔內。他們自2022年成立微納動(dòng)力(北京)科技有限責任公司至今,一直致力于做一家能夠“控制”能量場(chǎng)的企業(yè),希望通過(guò)為納米機器人裝上“超能力”,打造醫療AI時(shí)代的達芬奇和SpaceX。與此同時(shí),公司分別于2022年迅速完成兩輪融資,2023年順利完成數千萬(wàn)preA輪融資。

就在日前,由北京市人民政府主辦的“HICOOL 2024全球創(chuàng )業(yè)者峰會(huì )暨創(chuàng )業(yè)大賽”上,微納動(dòng)力以TOP 2%的好成績(jì)榮獲大賽優(yōu)勝獎,同時(shí),其產(chǎn)品“Light Operator S1光電鑷微納操控平臺”被海淀區中關(guān)村科學(xué)城特別展示。

我們也在同期參訪(fǎng)了微納動(dòng)力北京總公司,并與創(chuàng )始人&CEO馮林教授展開(kāi)了一次深度對話(huà)。他詳細分享了創(chuàng )業(yè)契機、技術(shù)產(chǎn)品思考、商業(yè)化探索、交叉創(chuàng )新,以及自己對人工智能在未來(lái)醫療行業(yè)應用的判斷。

(圖片來(lái)自微納動(dòng)力)

以下是對話(huà)實(shí)錄,為閱讀體驗就重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行整編梳理

國產(chǎn)自主研發(fā)崛起微納動(dòng)力是一個(gè)縮影

Q:從求學(xué)到創(chuàng )業(yè)是怎樣一個(gè)過(guò)程,為什么一定要造微納米機器人?

馮林:我在很多場(chǎng)合分享過(guò)自己日本的求學(xué)經(jīng)歷,對日后的創(chuàng )業(yè)方向影響很深。

我的博士導師原本是研究大型機器人的,這原本也是我的進(jìn)修方向。但真正開(kāi)啟課題前,導師提出了一個(gè)顛覆性的概念,他說(shuō)自己劃船時(shí)看著(zhù)湖里游動(dòng)的微生物,便憧憬能把機器人做到同樣小該多有意思。這是推動(dòng)我開(kāi)始投入微納米研究的一個(gè)重要契機。

還有一段經(jīng)歷。我在日產(chǎn)自動(dòng)駕駛部做高級研發(fā)工程師期間,日產(chǎn)要求員工必須到工廠(chǎng)一線(xiàn)流水線(xiàn),實(shí)際參與汽車(chē)生產(chǎn)兩個(gè)月。當時(shí)我在工廠(chǎng)涂裝車(chē)間完成車(chē)蓋噴漆的檢查工作。在這個(gè)濕度超過(guò)90%,溫度高達38度的空間里,我待了兩個(gè)月就崩潰了,但同廠(chǎng)工人已經(jīng)做了15、20年。

聊到這些經(jīng)歷其實(shí)是想引出我個(gè)人對于人工智能行業(yè)的看法,我堅信以后的很多場(chǎng)景中,只要有勞動(dòng)是需要不斷重復的,那么機器代替人力必然是趨勢。

所以我們通過(guò)6年的技術(shù)攻堅,開(kāi)發(fā)了微納加工平臺+自動(dòng)化平臺,能將傳統數十天至上百天才能完成的細胞分選、測試、分析等流程壓縮至幾天內完成,極大地節約了人力和財力成本,不僅入選首批國家重點(diǎn)研發(fā)計劃顛覆性技術(shù)創(chuàng )新重點(diǎn)專(zhuān)項,也打破了國外產(chǎn)品在全球的壟斷地位。

今后很多醫療救治也必然會(huì )應用到微納米機器人技術(shù)。我們熟知的達芬奇手術(shù)機器人,它的精準度和操作能力已經(jīng)超過(guò)了很多外科醫生的水平,同時(shí)它的創(chuàng )面也從最初我們手術(shù)需要開(kāi)腹到只需要開(kāi)小洞。而我們想做的就是不給人體造成損傷的情況下,完成治療過(guò)程,當然實(shí)現起來(lái)還需要很長(cháng)時(shí)間,但這一定是未來(lái)。

Q:順勢而為很重要。

馮林:對,現在國內的政策和市場(chǎng)環(huán)境已經(jīng)意識到了這類(lèi)科技企業(yè)的賦能潛力,以及在各種領(lǐng)域能夠應用的價(jià)值,所以我們也是趕上了好時(shí)代,有機會(huì )實(shí)現我們的目標。

(圖片來(lái)自微納動(dòng)力)

一個(gè)復合磁控系統,智控微納米機器人“指哪打哪”

Q:目前團隊研發(fā)之一的“國產(chǎn)光電鑷微納操作系統”已經(jīng)實(shí)現了填補了國內技術(shù)的空白,這項技術(shù)對于推動(dòng)納米機器人靶向治療的研發(fā),目前處在什么階段?

馮林:微納米機器人的概念并不新鮮,但幾十年過(guò)去了,這方面的研究成果離臨床實(shí)驗還有一定距離,僅僅進(jìn)入到動(dòng)物實(shí)驗。其中的技術(shù)難度不言而喻,細說(shuō)起來(lái)也真不少。但首先,微納米機器人想要工作,至少一個(gè)大前提就是讓它運動(dòng)起來(lái),并且達到指定地點(diǎn)。第一個(gè)難點(diǎn)就是如何操控。

傳統的醫療手術(shù),都是“有源場(chǎng)”,需要電源、機械臂等等進(jìn)行治療。我們想塑造一個(gè)“無(wú)源場(chǎng)”,實(shí)現隔空操作。能夠控制如此小的機器人,同時(shí)自身?yè)碛序寗?dòng)力的,就是看不見(jiàn)摸不著(zhù)的聲、光、磁等。

所以我們自主研發(fā)的產(chǎn)品之一是復合磁控系統,融合了物理、生物、自動(dòng)化等多個(gè)學(xué)科知識,可以實(shí)現微納米機器人在人體內的導航和控制。目前這項技術(shù)已經(jīng)在小鼠身上得到了驗證成果,我們用了乳腺癌細胞種植的皮下腫瘤模型,對30只小鼠跟蹤了30天,發(fā)現可以對小鼠腫瘤確有靶向殺傷作用,且對周?chē)=M織的影響最小。

(圖片來(lái)自微納動(dòng)力)

Q:但人體是一個(gè)相當復雜的環(huán)境,比如大動(dòng)脈血液循環(huán)速度50cm/s,最快的地方可以達到2m/s,所以真正實(shí)現人體應用還存在相當大的挑戰。

馮林:的確如此。目前人類(lèi)自己對于人體的了解還不夠全面,同時(shí)還要操控一個(gè)納米級別的機器人進(jìn)入人體,難度可想而知。

微納米機器人的靶向治療,其實(shí)受白細胞的啟發(fā),它是需要在血液中“逆流而上”的,這樣才能夠將藥物輸送到特定的部位。

但納米顆粒非常小,磁力是非常微弱的,于是我們打破常規的磁力吸引的運動(dòng)模式,構建了一個(gè)高頻旋轉多模態(tài)磁場(chǎng),通過(guò)算法和構建模型,讓納米顆粒匯聚在一起,像前進(jìn)的魚(yú)群,領(lǐng)頭能夠抵擋水流的沖擊,后面的阻力,也像《毒液》里會(huì )變形的黏液機器人。這種新型的集群運動(dòng)控制方法在全球上首次解決了逆血流運動(dòng)的難題,能將藥物靶向率從0.7%提升至70%。

Q:那么這種治療機器人進(jìn)入人體之后,如何確保它完成后續的治療質(zhì)量?

馮林:這是一個(gè)很好的問(wèn)題,正好能夠說(shuō)明目前這一系列研究的重要特性:交叉性。微納米機器人學(xué)是一門(mén)集眾多重大科學(xué)問(wèn)題與前沿熱點(diǎn)技術(shù)的新興交叉學(xué)科,涵蓋物理、生物、力學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、微機電系統、機器人學(xué)、微動(dòng)力學(xué)、等等多個(gè)學(xué)科。

所以微納米機器人到達了病灶處之后,我們未來(lái)還要實(shí)現可視化來(lái)確保治療流程,這是一個(gè)綜合了從設計、制造、控制、醫學(xué)成像到功能化應用等多項關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)的系統工程。其實(shí)目前的很多技術(shù)研發(fā),單作為一個(gè)零部件拆分出來(lái)看,都是足夠拿出手的,但要全部組合起來(lái)以系統的形式運轉才是實(shí)現落地的基礎。

(圖片來(lái)自微納動(dòng)力)

科學(xué)家創(chuàng )業(yè),向內走的同時(shí)向外延伸

Q:對于生命科學(xué)這樣高精尖的創(chuàng )新企業(yè),它的成長(cháng)周期一般是以5-10年為單位來(lái)計算的,從技術(shù)到實(shí)現商業(yè)化是個(gè)高風(fēng)險的過(guò)程,如何讓企業(yè)越過(guò)“死亡之谷”?

馮林:在學(xué)校開(kāi)始研究微納米機器人的時(shí)候,就有人問(wèn)我:你做的這個(gè)東西什么時(shí)候能用?10年?20年?我確實(shí)是要打上問(wèn)號。因為在學(xué)校實(shí)驗室的場(chǎng)景中,沒(méi)有大量的資金投入是很難提速的。

科學(xué)家創(chuàng )業(yè)難免會(huì )陷入科學(xué)理論中,但再高大上的理論,也要通過(guò)落地執行驗收。對于技術(shù)攻克付出的時(shí)間成本是無(wú)法打折扣的,這是冰山下的底層,但如何短期內向市場(chǎng)交付可得見(jiàn)摸得著(zhù)的一角也很重要。

最近火爆的《黑神話(huà):悟空》,作為首個(gè)中國3A游戲它創(chuàng )造了奇跡,我也一直在關(guān)注,它其實(shí)具備了當下科技創(chuàng )新企業(yè)的一種生存策略:4年前發(fā)了小樣,震撼到了市場(chǎng)和資本,時(shí)隔一年又做了一次升級,對關(guān)注者是一種回應,它在每個(gè)重要階段都會(huì )公布一些新動(dòng)態(tài),直到最終發(fā)布。

這對于科學(xué)家創(chuàng )業(yè)的一種啟發(fā),就是不要陷入對技術(shù)的偏執以及理想化,要同時(shí)排兵布陣思考早期落地的進(jìn)度,更市場(chǎng)、資本互動(dòng)得到反饋。

所以早期有人覺(jué)得微納米機器人太小了短期內看不見(jiàn)成果,我們便就先做了膠囊機器人、昆蟲(chóng)機器人等等,不斷的思考論證,直到有了“三步走”戰略。

(圖片來(lái)自微納動(dòng)力)

Q:“三步走”戰略具體來(lái)講都是什么,是目前公司的發(fā)展策略嗎?

馮林:是的,從過(guò)去我們的產(chǎn)品線(xiàn)能夠很清晰的看到這條路徑。

短期也就是前面提到的,基于“光電鑷”技術(shù)我們研發(fā)了細胞分選設備,不僅能夠減少人力成本為后期微納米機器人研究做鋪墊,也能幫助一些新藥開(kāi)發(fā)企業(yè)做一系列的設備基礎。

中期,我們研發(fā)了史萊姆機器人,通過(guò)變換形狀穿過(guò)狹窄的毛細血管通道;毒液機器人可分解后“兵分幾路”;膠囊機器人用于胃鏡檢查……

長(cháng)期,就是靶向給藥載藥磁控微納米機器人的研究,我們希望未來(lái)能夠成為行業(yè)里的第一梯隊,成為國產(chǎn)技術(shù)的代表。

(圖片來(lái)自微納動(dòng)力公眾號)

Q:這樣的策略其實(shí)已經(jīng)為你們帶來(lái)了一些正面的市場(chǎng)反饋以及落地應用的機會(huì )。

馮林:首先是融資。從2022年3月微納動(dòng)力正式成立到今年6月,已經(jīng)相繼完成了天使輪、Pre-A輪、Pre-A+輪融資,獲得數千萬(wàn)元的投資,同時(shí)獲批成為中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè),進(jìn)入國家重點(diǎn)研發(fā)計劃專(zhuān)項項目,獲得多項專(zhuān)利。

我們也積累到了一定的客戶(hù)資源,讓我們的產(chǎn)品技術(shù)得以實(shí)際落地,目前已經(jīng)服務(wù)多家企業(yè)代工、設計芯片。

臨床實(shí)驗方面,也和首都醫科大學(xué)、同仁醫院多家醫療機構進(jìn)行密切合作。近期我們正和天壇醫院腦膠質(zhì)瘤領(lǐng)域的專(zhuān)家進(jìn)行交流,推進(jìn)微納米機器人在臨床上的實(shí)際應用,這種腫瘤手術(shù)的精準度是世界性難題,創(chuàng )傷性極大,對于微納米機器人來(lái)說(shuō)是個(gè)機會(huì )。

從象牙塔走向實(shí)戰場(chǎng),從幻想走進(jìn)現實(shí)

Q:下一步如何發(fā)展?怎樣將迭代方向和市場(chǎng)需求盡量保持一致?

馮林:小步快跑,快速迭代。之所以選擇從校園的象牙塔走到實(shí)戰場(chǎng)、緊跟時(shí)代浪潮,就是希望能夠提速研究并形成落地。微納動(dòng)力現在成立2年,基本上是按每半年的速度實(shí)現翻倍成長(cháng),我們希望這個(gè)速度繼續維持下去。

現在的公司規模其實(shí)也正在按照整個(gè)行業(yè)的布局特點(diǎn)進(jìn)行擴張。廈門(mén)、廣州有子公司,深圳、無(wú)錫、上海也都在籌備中??偛垦邪l(fā)基地設立在北京,源于首都有天然的集群效應,這里有大數量的技術(shù)型企業(yè)駐扎,存在研發(fā)優(yōu)勢。而長(cháng)三角一些地區,存在產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,供應鏈更加發(fā)達,能夠快速響應我們產(chǎn)品上對于各類(lèi)零部件的要求,同時(shí)那邊也存在大量的客戶(hù),可以幫助我們實(shí)現驗證。

(圖片來(lái)自微納動(dòng)力)

Q:回到最開(kāi)始您提到了“未來(lái)醫療”,剛才碰巧看見(jiàn)您書(shū)架上有一本《未來(lái)醫療》。對于實(shí)現這個(gè)未來(lái)場(chǎng)景,企業(yè)要在其中扮演什么角色?

馮林:我特別喜歡一類(lèi)科幻電影,“X教授”可以輕松控制人的大腦,遠程操縱人類(lèi)的行動(dòng);《終結者》里的液態(tài)金屬機器人,受傷或中彈后傷口會(huì )自動(dòng)閉合;“萬(wàn)磁王”可以擺布小至人體內的鐵元素……這些其實(shí)都是基于現實(shí)世界的一種想象力和創(chuàng )新,是有底層科學(xué)做支撐的。

回到這個(gè)話(huà)題,其實(shí)代表著(zhù)科技型企業(yè)該如何創(chuàng )新。技術(shù)創(chuàng )新有很多種,一種是顛覆式的創(chuàng )新,屬于最高層的,比如大家熟知的馬斯克,他是相信第一性原則的,也就是從最基本、最本質(zhì)的物理原理出發(fā),通過(guò)邏輯推理找出問(wèn)題的本質(zhì)和解決方案。還有一類(lèi)是小規模創(chuàng )新,類(lèi)似修修補補。

這中間還有一層創(chuàng )新,是交叉式創(chuàng )新。隨著(zhù)科學(xué)快速發(fā)展,在解決重大難題或重大應用需求方面,沿用單一學(xué)科或已有技術(shù)體系給出的解決問(wèn)題方式,尋找新的道路往往比較困難。學(xué)科的交叉,會(huì )是未來(lái)創(chuàng )新的一個(gè)支點(diǎn),可以引入新另解決難題。別把科學(xué)問(wèn)題定義成‘學(xué)科問(wèn)題’,這點(diǎn)很重要。

我們也是不斷提醒自己,即便國內每年論文研究發(fā)表量在持續增長(cháng),但科技成果轉化率卻不足5%。如果繼續抱著(zhù)學(xué)術(shù)的偏執和邏輯自洽,便會(huì )徹底失去進(jìn)入市場(chǎng)競爭的機會(huì ),所以在企業(yè)今后的發(fā)展過(guò)程中一定要讓我們的產(chǎn)品不僅有堅實(shí)的技術(shù)支撐、足夠多的落地應用實(shí)踐、還要保有一定的獨創(chuàng )性。

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