导语(yǔ):用患(huàn)者自己的细胞和生物材料(liào)“打印”了(le)世界上(shàng)第一个 3D 血管(guǎn)化心脏,这是第一(yī)次有人成功设计和“打印”了充满细胞、血管、心室的完整心(xīn)脏。
智东西11月14日消息,昨晚,全球首个智慧(huì)生(shēng)活创想者大奖——SEED AWARD 2019在深圳揭晓(xiǎo),来自(zì)以(yǐ)色列的3D打印心脏项目从1300多件参赛创意项目中脱颖而出,夺得百万现金大奖。该项(xiàng)目通过采用革(gé)命性(xìng)的3D打印(yìn)技术,打印(yìn)出了全球第一个能(néng)解决排斥反应的心(xīn)脏。
除了百万大奖,SEED AWARD还评选出3个(gè)Talent Prize(卓越(yuè)奖),分别是通(tōng)过提(tí)供生物电信号的(de)AI应(yīng)用方案来用于手语翻译的“诺百爱”、可缓(huǎn)解慢(màn)性神经疼痛的(de)可穿(chuān)戴设备(bèi)的Sana Health、生产电(diàn)力驱动飞机的Ampaire ,他们将(jiāng)各获得20万元的奖励。
▲晋级总决选的十强选手与评审(shěn)团、主办方(fāng)
从今年五月份开(kāi)启大赛至今,来自全球的创想者们,带(dài)着他们用科技创新(xīn)改变(biàn)生活的前沿(yán)项(xiàng)目同台交锋,最(zuì)终十强登上全(quán)球总(zǒng)决选的(de)舞台。这些项目涵(hán)盖医疗健康、指挥交通(tōng)、智能硬件等多个领域,并涉及到AI、物(wù)联网、生(shēng)物科技等前沿技术,代表着新一轮产(chǎn)业革命(mìng)中(zhōng)的(de)先锋(fēng)力(lì)量。
▲Smoot教(jiāo)授(shòu)分享医(yī)学电(diàn)子信(xìn)息化的前沿(yán)趋势
“宇宙胚(pēi)胎学之父”、诺贝尔物理学奖得(dé)主 George F. Smoot 在总决选当晚担任评审,并为获奖者颁发奖杯。Smoot教授表示:“大(dà)赛在科技(jì)界引起(qǐ)了高度关注。它是(shì)全球(qiú)第一个强调(diào)科(kē)技创新(xīn)的社会价值(zhí)和(hé)人文(wén)温度的科创比赛,我(wǒ)也因此被吸(xī)引而来(lái)。”
另一位评(píng)审、图灵奖得主 Joseph Sifakis 认可大赛(sài)“对科技(jì)行业的发(fā)展有积(jī)极(jí)的驱(qū)动作用,特别是对全球创新人才的挖掘甄(zhēn)选有帮助,让他(tā)们得到了一(yī)个(gè)很好的(de)展示机(jī)会”。
一(yī)、3D打印心脏、手术机器人(rén),前沿技术与(yǔ)创新思维迸发力(lì)量
总(zǒng)决选当晚的专业(yè)评审(shěn)团可谓星(xīng)光熠熠,包括:“宇(yǔ)宙(zhòu)胚胎学之(zhī)父(fù)”、诺(nuò)贝尔物理学(xué)奖得主George F. Smoot,图灵奖得主、五(wǔ)院(yuàn)院士Joseph Sifakis,前以色列科技(jì)部首席科学家、享誉全球的计算机(jī)视觉、加密图形学、癫痫研究和数学教学领域专家Mina Teicher,中国顶尖的半(bàn)导体芯片专家(jiā)、清华(huá)大学(xué)微纳(nà)电子系教(jiāo)授尹(yǐn)首(shǒu)一,伦敦(dūn)大学(xué)学院计算机科学名(míng)誉教授、英国皇(huáng)家学会科(kē)学媒体(tǐ)专(zhuān)家Peter J. Bentley。
而总决选舞台上(shàng)的(de)项目,让(ràng)大家看到了科技(jì)赋(fù)能美(měi)好(hǎo)生活的更(gèng)多可能性。评委们纷纷(fēn)对项目(mù)的精彩展示表示惊喜与肯(kěn)定(dìng),也对创想(xiǎng)者(zhě)们给予了专(zhuān)业的点(diǎn)评(píng)与建议。
1、3D打印心(xīn)脏,第一个充满细胞(bāo)、血管(guǎn)、心室(shì)的打印(yìn)心脏
特拉维(wéi)夫大学的(de)研究人员(yuán)使用(yòng)患者(zhě)自(zì)己的(de)细胞和生物材料“打印”了(le)世(shì)界上第一个 3D 血管化心脏,这是第一次有人成功设计和“打印”了充满细胞(bāo)、血管(guǎn)、心室的完整心脏。在这之前,再(zài)生医学(xué)领域的科(kē)学家只能通(tōng)过 3D 技术打印出没有(yǒu)血管(guǎn)的简单(dān)组织,以促进心脏更完全地(dì)愈合。
就原理来看,项目团队Matricelf通(tōng)过从志愿患者身体取(qǔ)出一份脂肪样本(běn),然(rán)后(hòu)将脂(zhī)肪分离成细胞和非细胞材料,随后细(xì)胞被编程为多能干细胞(bāo)(一类(lèi)具有自我(wǒ)更新、自(zì)我复制能(néng)力的多(duō)潜能细胞,能分化成任(rèn)何类(lèi)型的体细(xì)胞),而非细胞材料(主要由胶原蛋白和糖蛋白组成)就(jiù)被制(zhì)成水(shuǐ)凝胶,相当于印刷的「墨水(shuǐ)」。
在与水(shuǐ)凝胶混合后,细胞被(bèi)分化成心脏或内皮细胞(后者(zhě)是排列血管内(nèi)表面的(de)细胞),随后 3D 生(shēng)物打印机(jī)就能够逐层构建生物(wù)组织,产生与患者(zhě)特异(yì)性免疫相容(róng)的心脏贴片,通(tōng)过 CT 扫描(miáo)技(jì)术(shù)勾勒心脏形(xíng)状(zhuàng)、血管结构,最后,“打印(yìn)”出整个心(xīn)脏。
▲世(shì)界(jiè)首个(gè)解(jiě)决排异问题(tí)的3D打(dǎ)印心脏
虽然目前打印的器官还只有(yǒu)兔子心脏大小,但它拥有与人类心(xīn)脏(zāng)相同的腔室和血管,后续可以利用相(xiàng)同的过程创(chuàng)建真正的人(rén)类心脏(zāng)。而这次使用患(huàn)者自己“原生”的生物(wù)材料,消除(chú)了植入物被(bèi)免疫系统排斥的(de)风险,也是研究成功至关重要(yào)和创新的一点(diǎn)。目前还存在着很多艰难的(de)挑战,这颗“印刷心(xīn)脏”也(yě)需(xū)要(yào)进(jìn)行进(jìn)一步(bù)的(de)研发,比如抽(chōu)水能力(lì)、搏(bó)动泵(bèng)血与(yǔ)身体的协作能(néng)力等等(děng)。
据世卫(wèi)组(zǔ)织(WTO)数据,心血管疾病(bìng)是全球造(zào)成死(sǐ)亡最(zuì)多的(de)病因,而心脏移植是目前(qián)终末期心力衰竭(jié)患者唯一(yī)可用(yòng)的治疗方(fāng)法(fǎ),但心脏捐献者严重短缺(quē),导(dǎo)致大量患(huàn)者等不到心脏移植(zhí)而死(sǐ)亡。这次(cì)的成果意(yì)味(wèi)着,心脏移(yí)植将能够人工完成。
2、Pinpoint手术机器人,精准(zhǔn)程度(dù)远超外科大夫
清华大学李卓团队关注到,中(zhōng)国在2018年(nián)确诊了80万的肺癌患者,而他(tā)们中的绝大(dà)多数(shù)在确(què)诊时就已经是(shì)晚期(qī),原因在于有近8000万的(de)肺结节患者难以被准确穿刺诊断(duàn),从而在症(zhèng)状早(zǎo)期进行治疗干预。
▲Pinpoint手术机器(qì)人
李卓(zhuó)团队研发(fā)的(de)Pinpoint手术机器人项目,通过(guò)机器臂(bì)辅助下针+呼吸跟踪(zōng)的方(fāng)式,可(kě)以准确穿刺(cì)5mm结节,精准程度远超外科大夫的(de)徒(tú)手操作。手(shǒu)术机器(qì)人(rén),利用三维重(chóng)建技术(shù),实时获取人体上(shàng)表(biǎo)面信息(xī)同时计算肿瘤实时位置,从而控制机械臂准确、稳定完(wán)成肺(fèi)癌活检穿刺(cì)手术。
它将大大(dà)降低肺癌确诊难(nán)度并(bìng)减(jiǎn)轻肺癌(ái)诊断给患(huàn)者带来的疼痛和二次(cì)伤害。目前(qián)该项目(mù)已经与(yǔ)三甲医院合作进入(rù)到(dào)鼠(shǔ)、猪、犬动物实(shí)验阶段,效果(guǒ)远(yuǎn)超医生手工精度。而因(yīn)为采用了软硬件一体化的手段(duàn),还能够(gòu)将原先(xiān)30~60分钟的穿刺检测(cè)时间压缩(suō)到15分钟,大大提升医生的诊断效率。
3、Ampaire电动飞机,降低90%的燃料(liào)成本
清洁能源和航天航空也是创想(xiǎng)者们(men)所(suǒ)关注(zhù)的重点领域。航空业的第三次革(gé)命(mìng)已(yǐ)经开始,相较(jiào)于传统飞机,来自美国的(de)Ampaire团队所开发的完全由电(diàn)力驱动的飞机,可使飞行更加干(gàn)净、安静(jìng)、安全(quán)、可靠、价格合理,且支线飞(fēi)机运营、维护成本也可变得更低(dī)。
▲Ampaire电动飞机
传统飞机在每次降落时为了降低(dī)重量经(jīng)常会空中放油,这会造成巨大的(de)污染和资源(yuán)浪(làng)费,Ampaire研发出一套电(diàn)力(lì)推进系(xì)统专利,将(jiāng)清洁能(néng)源与航空航天相结合,引领飞机的电气化进程。相较(jiào)于传统燃(rán)油飞机,Ampaire电动飞(fēi)机将(jiāng)降低90%的燃料成本,减少50%的维修保养费(fèi)用,并(bìng)减少66%的起飞降落噪音。
凭借(jiè)在储能、推进和飞(fēi)机架构方(fāng)面(miàn)的(de)重大创新,Ampaire团队正在最大限度地(dì)发(fā)挥飞机制造业的潜力。
4、Sana Health缓解慢性头(tóu)痛的(de)可穿(chuān)戴产品,16分钟(zhōng)奏效
对(duì)于很(hěn)多慢性(xìng)疼痛患者来说,使用镇痛类(lèi)药物是一种常(cháng)见的治疗方式。然而这种疗法不但有(yǒu)可能让患者上瘾,随着(zhe)时间(jiān)的推移(yí)还有可能(néng)产生抗药性而失(shī)去效(xiào)果,因此,Sana Health开始(shǐ)通过不(bú)同(tóng)神经调控模式以及生物传感器(qì),解密大脑痛觉形成原理,最(zuì)终开(kāi)发制(zhì)造创新性的非侵(qīn)入疼痛治疗方案。
Sana Health公(gōng)司开发的FlowState技术,是全球首款非侵入(rù)式、生物治疗医疗器械,以智能可穿戴设(shè)备(bèi)的形式(shì)为患者提供(gòng)视觉和听觉(jiào)刺激,仅需要16分钟,就(jiù)能干涉慢性病患者大脑神经,形成(chéng)脑半球平衡,以此达到缓解疼(téng)痛目的。
使用视觉和(hé)听觉刺激(jī)来缓解疼痛有多种(zhǒng)优点,例如安全性更高,可以在家中使用(yòng)。而且(qiě),头戴设备中集成了一个(gè)检测患者心律的传(chuán)感器,可(kě)以通过检测患者的心律来调节刺激模(mó)式,提供个体化的神(shén)经调节。目前该公(gōng)司致力于获(huò)得FDA的510(k)批准(zhǔn),用于(yú)治疗因为(wéi)疼(téng)痛导致的(de)失(shī)眠(mián)。
▲Sana Health研发可缓解慢(màn)性头(tóu)痛的可穿戴产品(pǐn)
与(yǔ)目前医学上使用的阿片类镇痛(tòng)药物相比(bǐ),Sana Health方(fāng)案的作用效(xiào)果更快,并且没有(yǒu)成(chéng)瘾性和药物的副作用。Sana Health的创始人Richard Hanbury本人之所(suǒ)以选择医疗创业,是(shì)因为他本人就因为车祸损伤,饱受(shòu)长期慢性疼痛(tòng)的影响(xiǎng)。
而在AIoT方面(miàn)的项目,则有通过研发柔性电子皮肤、让工业机器人有更灵敏(mǐn)触觉的Wootzano、将手机变成物(wù)联网基站(zhàn)的Nodle;智(zhì)能硬件方面的项目,有实时监测空(kōng)气污染(rǎn)、自动为婴儿开(kāi)启防(fáng)护屏(píng)障的Brizi,以及由河北工(gōng)程大学的团队(duì)研发的城市下水管道清淤机器人(rén)等。SEED AWARD全球十强所带(dài)来的科技创新项目,都立足于将实验室里(lǐ)的(de)科学研究应用到(dào)人们生活(huó)中(zhōng)的实际场景,通过技术让人类生活更加美好。
二、焦于(yú)“创想者”的创(chuàng)意(yì)、技术与社(shè)会(huì)价值
有(yǒu)别于部(bù)分(fèn)聚焦商业(yè)模(mó)式、或是仅评审(shěn)技术的创新大赛、科技大赛(sài),SEED AWARD的舞台则聚焦于(yú)“创(chuàng)想者”的创(chuàng)意、技术与社会(huì)价值,通过(guò)发掘科技应用(yòng)于生活的创新(xīn)发(fā)明,嘉奖(jiǎng)那些对(duì)生活满怀热情的创(chuàng)想者,去持续激发人们创造更美好生活(huó)。Bentley教授表示,“对于想在国际上拥有更高知名度(dù)、希(xī)望获得更多链接、并获得经济支持的创新项目而言,SEED AWARD是一个帮助他们(men)成长(zhǎng)的(de)绝佳机会(huì)。”
人们对美(měi)好生活的(de)向往与追求,从来都是驱动科技与文明进步的底层动因。面对健康、环境、交流(liú)等人类共同课题(tí),全球有(yǒu)很多科技从业者默默(mò)深耕于此(cǐ)寻(xún)找答案。SEED AWARD号(hào)召他们站上(shàng)聚(jù)光灯下(xià)的舞台,向世(shì)界展示(shì)他们的梦想(xiǎng)、创意、努力和成就,从而得到(dào)更好(hǎo)的(de)成长机会。他们也让世界看到了(le)鼓舞人心的(de)希(xī)望和(hé)力量,看到了(le)美好生活的积极一面。舞台上的每一位创想者都是赢家,都值得尊敬与激励(lì)。科技行业也需要像SEED AWARD这样的舞台,激(jī)发科技(jì)创意持续源(yuán)源不断的生命力(lì)。
SEED AWARD主办方实地集团(tuán)自2006年从(cóng)广州起(qǐ)步,一直秉(bǐng)承(chéng)着(zhe)敢(gǎn)为人先的“创新基因”,始(shǐ)于地产而不(bú)止于地产,不断将科技与生活连接(jiē),洞察挖掘用户需要,用创(chuàng)新(xīn)打造领先于行业的(de)人(rén)居品质。实地致力于为用户提供贯穿全生命周期智慧人居的解决方案,为用户提供的是(shì)不仅仅是(shì)房子,而是(shì)美好(hǎo)的生活(huó)。
实地集团(tuán)董(dǒng)事长张量表示(shì):“科技(jì)创新的路需要更多的探索,实地不但是(shì)做先行敢闯的人,更(gèng)会号召更多(duō)有激(jī)情的创想者同路前(qián)行(háng)。”