新智元报道
编辑：耳朵 庸庸
【新智元导读】 瑞典瑞典卡罗林斯卡学院的研究团队开发一种DNA纳米机器人设备，开创靶向癌症治疗新方向。该机器人隐藏的「武器」仅在肿瘤微环境中激活，经过小鼠实验，肿瘤生长有效减少了70%。
1966年，科幻电影《神奇旅程》第一次利用微缩科技拍摄模拟的人体内部。
影片中，一名苏联科学家逃到美国，因为他的脑血管遭到间谍破坏而危在旦夕。
5名美国医生医生缩小为几百万分之一的「蚁人」，乘坐微缩潜水艇进入人体内进行血管手术。
58年后，科幻电影照进现实，癌症治疗迎来新方向。
死亡受体（DRs）在细胞膜上聚集会导致细胞凋亡，这是肿瘤治疗的一个重要潜在途径。
研究难点是，DRs大量存在于健康组织中，这使开发仅针对于癌细胞群体变得十分困难。
瑞典卡罗林斯卡学院（karolinska institutet，简称KI）的研究人员开发一种刺激响应的DNA纳米设备，可以用于靶向癌症治疗。
这种纳米机器人能精准杀死小鼠癌细胞，机器人的「武器」隐藏在纳米结构中，只有在肿瘤微环境中才会发起攻击，诱导癌细胞凋亡，在正常生理环境下会保持惰性。
这项研究发表在《自然纳米技术》（Nature Nanotechnology）期刊上，展示了纳米技术在癌症治疗的潜力，并为未来应用于人类癌症治疗带来了希望。
论文地址：https://www.nature.com/articles/s41565-024-01676-4
有趣的是，这一研究是在著名未来学家雷·库兹韦尔最近的 大胆预测 之后发布的——纳米机器人技术的进步将很快将人类寿命延长至1000年。
库兹韦尔在6月25日发布的最新著作 《奇点更近》 中预测，到2030年代，医疗纳米机器人（能够在分子水平上操作的微型机器人）将使人类超越生物器官的限制。
库兹韦尔的预测虽然雄心勃勃，但随着KI团队开发出纳米机器人，它能够以前所未有的精度寻找并消灭癌细胞，同时不会伤害周围的健康细胞，这一预测越来越有可能成为现实。
核心突破：创造出「致命开关」
KI的研究小组此前已经开发出了一种结构——能够在细胞表面组织所谓的「死亡受体」，从而导致细胞死亡，这些结构呈现为以六边形模式组装的六种肽（氨基酸链）。
而纳米机器人的头部有一个空腔，其中恰好隐藏着六种以六边形图案排列的细胞毒性配体。这些肽就能够很好地与癌细胞上的死亡受体结合并激活它们。
领导这项研究的医学生物化学和生物物理学系Björn Högberg教授解释说，「这种六角形纳米肽图案成为一种致命武器」。
「如果把它作为药物来使用，它就会不分青红皂白地开始杀死人体细胞，这可不是什么好事。为了解决这个问题，我们把这种武器藏在了由DNA构建的纳米结构中。」
Högberg说，「我们成功地将这种武器隐藏起来，使其只能在实体肿瘤内部和周围的环境中暴露出来。这意味着我们创造了一种纳米机器人，可以专门瞄准并杀死癌细胞。」
DNA折纸
用DNA作为建筑材料建造纳米级结构的艺术就被称为DNA折纸，是Högberg的研究团队多年来一直在研究的课题。DNA折纸技术可以精确控制配体的空间排列，确保死亡受体的最佳聚集，这对于诱导有效的细胞死亡至关重要。
折纸开关的设计原理和模拟
这种针对和激活死亡受体的精确度使该技术有别于传统的癌症治疗方法，传统的治疗方法通常缺乏这种特异性并可能导致严重的副作用。
用DNA折纸制作纳米机器人可以确保设备具有生物相容性，这意味着它们可以在人体内导航而不会引起不良反应。
武器激活
那么，「致命开关」具体是如何被激活的呢？关键在于癌细胞周围通常存在的低pH值或酸性微环境。
在试管中进行的细胞分析表明，在正常生理条件下，包括pH值为7.4的酸性环境，肽武器（毒性配体）仍隐藏在纳米机器人内按兵不动，保持惰性和无害状态。
但当pH值降至6.5（癌组织中典型的 pH 值）时，「致命开关」被触发，DNA结构展开，露出细胞毒性配体。然后，配体将死亡受体聚集在癌细胞表面，引发细胞凋亡或程序性细胞死亡，产生剧烈的细胞杀伤效果。
对pH值敏感的致命开关
总体而言，这项研究的核心突破就是纳米机器人的三维DNA折纸设计——它既对pH敏感，又能自主运作。
体内实验：抑制肿瘤生长
研究团队在携带人类乳腺癌异种移植瘤的小鼠中进行了实验，测试纳米机器人的诊疗效果。
注射纳米设备后，结果与注射非活性纳米机器人的小鼠相比，肿瘤生长有效减少了70%。
活体内生物分布和抗肿瘤效果
实验结果表明，这种纳米设备的确在靶向癌症治疗中具有潜力。
DNA折纸纳米机器人在小鼠身上取得的成功，也为进一步的研究和人类临床试验铺平了道路。
DNA折纸纳米机器人可以彻底改变我们治疗癌症的方式，为目前的治疗方法提供更有针对性和更小侵入性的替代方法。
精确瞄准癌细胞同时保留健康组织，为癌症治疗开辟新的途径，有可能带来比化疗和放疗等现有方法更有效、危害更小的治疗方法。
此外，该技术的基本原理还可应用于其他靶向细胞死亡的疾病，如某些自身免疫性疾病和病毒感染。DNA折纸的多功能性和可编程性使其成为开发下一代医疗疗法的有力工具。
研究还评估了该设备在正常细胞中的安全性。
在正常生理条件下，该设备不会激活，因而对健康细胞没有毒性。
这表明该设备在进入肿瘤微环境前能够保持惰性，从而减少对正常组织的副作用。
尽管实验结果令人鼓舞，但研究人员警告称，这项技术在临床广泛应用之前仍面临一些挑战。
其中包括确保纳米机器人在人体内稳定性和保证正常使用寿命、如何扩大这些纳米结构的生产规模，以及彻底测试排除不可预见的副作用。
该研究的第一作者、KI医学生物化学与生物物理学系研究员Yang Wang表示，「我们现在还需要验证这种方法，是否能在更高级的癌症模型中发挥作用，因为这些模型更接近真实的人类疾病。」
研究人员还计划研究制造更具针对性的DNA折纸纳米机器人。
这种机器人可以针对特定类型的癌症，通过改变设备表面蛋白质或肽的排列来实现靶向治疗。
如果成功，这项技术将彻底改变肿瘤学领域，为人类抗癌之战提供一种高效新「武器」。
这项突破也标志着纳米技术将在未来持续蓬勃发展，这些技术可能将引领我们实现雷·库兹韦尔所设想的未来。
参考资料：
https://www.nature.com/articles/s41565-024-01676-4
https://phys.org/news/2024-06-nanorobot-cancer-cells-mice-hidden.html
CNC控制系统都有哪些特征作用？
CNC系统是一个专用的实时多任务计算机系统，在它的控制软件中融合了当今计算机软件技术中的许多先进技术，下面分别加以介绍。 1、曲线曲面的非均匀有理B样条（NURBS）插补该项技术采用沿曲线插补的方式，而不是采用一系列短直线来拟合曲线。 这一技术的应用已经相当普遍。 许多模具行业目前使用的CAM软件都提供了一个选项，即生成NURBS插补格式的零件程序。 同时，功能强大的CNC还提供了五轴插补功能以及与此相关的特性。 这些性能提高了表面精加工的质量，改善了电机运行的平稳度，提高了切削速度，并使零件加工程序更小。 2、更小的指令单位大多数的CNC系统向机床主轴传递运动和定位指令的单位不小于1微米。 在充分利用CPU处理能力提高这一优势后，一些CNC系统的最小指令单位甚至可达到1纳米（0.mm）。 在指令单位缩小1000倍后，可获得更高的加工精度，可使电机运行得更平稳。 电机运行的平稳使得一些机床能够在床身振动不加大的前提下，以更高的加速度运行。 3、钟形曲线加速/减速也称作为S曲线加速/减速，或爬行控制。 与使用直线加速方式相比，这种方式可使机床获得更好的加速效果。 与其它加速方式相比，也包括直线方式和指数方式，采用钟形曲线方式可获得更小的定位误差。 4、待加工轨迹监控这一技术已被广泛使用，该技术具有众多性能差异，使其在低档控制系统中的工作方式与高档控制系统中的工作方式得以区别开来。 总的来讲，CNC就是通过加工轨迹监控来实现对程序的预处理，以此来确保能获得更优异的加速/减速控制。 根据不同的CNC的性能，待加工轨迹监控所需的程序块数量从两个到上百个不等，这主要取决于零件程序的最短加工时间和加速/减速的时间常数。 一般而言，要想满足加工要求，至少需要十五个待加工轨迹监控程序块。 5、数字伺服控制数字伺服系统的发展如此迅速，以至于大多数机床制造商都选择该系统作为机床的伺服控制系统。 使用该系统后，CNC能够更及时地控制伺服系统，而且CNC对机床的控制也变得更精确。 数字伺服系统的作用如下：1）将提高电流环路的采样速度，再加上电流环控制的改善，从而降低电机温升。 这样，不仅可以延长电机的寿命，还可以减少传递到滚珠丝杠的热量，从而提高丝杠的精度。 除此之外，采样速度的加快还可以提高速度回路的增益，这些都有助于提高机床的整体性能。 2）由于许多新的CNC使用高速序列与伺服回路相连，因此通过通讯链路，CNC可获得更多的电机和驱动装置的工作信息。 这可提高机床的维护性能。 3）连续的位置反馈允许在高速进给的情况下进行高精度的加工。 CNC运算速度的加快使得位置反馈的速率成为制约机床运行速度的瓶颈。 在传统的反馈方式中，随着CNC和电子设备的外部编码器的采样速度的变化，反馈速度受到信号类型的制约。 采用串行反馈，这一问题将得到很好的解决。 即使机床以很高的速度运行，也可达到精密的反馈精度。 6、直线电机近几年来，直线电机的工作性能和欢迎度有了显着的提高，所以很多加工中心采用了这一装置。 至今，Fanuc公司至少已经安装了1000台直线电机。 GEFanuc的一些先进技术使得机床上的直线电机的最大输出力为15,500N，最大加速度为30g。 另一些先进技术的应用使机床的尺寸得以减小，重量得以减轻，冷却效率大为提高。 所有这些技术上的进步使直线电机在与旋转电机相比时，优势更强：更高的加/减速率；更准确的定位控制，更高的刚度；更高的可靠性；内部的动态制动。 CNC控制器的特点：1、多坐标、多系统控制比如FANUC最新的高档控制器11S30i—MODELA系统，最大控制系统数为10个系统（通道），最多轴数和最大主轴配置数为40轴，其中进给轴32轴，主轴为8轴，最大同时控制轴数为24轴／系统。 最大PMC系统为3个系统。 最大I／O点数为4096点／4096点，PMC基本命令速度为25ns。 最大可预读程序段：1000段。 这是当前世界配置最高的数控系统。 由于具有多轴多系统配置，因此特别适合大型自动机床，复合机床，多头机床等的需要。 2、高精、高速加工功能这是CNC系统最重要的功能，由于有了这个功能，使制造技术（MT）大大地向前发展了。 数控机床采用计算机控制，可以保证加工的零件具有很高的精度重复性。 但为了得到一定的功能，输入控制器的信号要经过一系列处理，不可避免地要失真、延时。 因此在高速加工时，要保持高的加工精度就要采取一定的措施减少失真、延时。 高精、高速的加工，除了机械设计和制造要保证能实现目标外，对CNC系统的要求主要是处理速度快、控制精度高。 采用前馈控制，以补偿由于伺服滞后所产生的误差，提高加工精度。 适当控制进给率和采用恰当的加减速曲线可以减少加减速滞后所产生的误差。 “前瞻”控制在程序执行前对运动数据进行计算、处理和多段缓冲，从而控制刀具按高速运动，而且误差很小。 对于机床平滑运行的高精度轮廓控制，采用对指令形式的实时识别，可以最佳地控制速度、加速度和加加速度，因而使加工总是保持在最佳状态。 为了防止扰动，开发数字滤波器的技术，以消除机械的谐振，提高伺服系统的位置增益。 高精进给和主轴的伺服系统对高速、高精和高效十分重要。 目前主要从以下几方面提高其性能。 减少电机和驱动器以及控制单元的大小，提高编码器的分辨率；直线移动轴可以来用直线伺服电机驱动；减少机械传动链，提高刚度，提高精度。 当主轴电机采用同步电机时，它非常适用于齿轮机床的系统，齿轮机床有时需要很低的主轴速度，但精度很高。 比如，FANUC伺服电机的设计体积小，采用高增益控制，伺服电机是无齿槽效应的电机，带有1.6xlo’脉冲／转分辨率的编码器。 伺服控制采用交流数字伺服控制，具有很高电流检测精度，采用相应的硬件，可以产生所谓“纳米控制”，也就是在系统检测分辨率为1岭m时，插补分辨率可以达到1nm；它使在CNC内部的计算误差最小化，每次内部计算以纳米或更小的单位，大大提高了加工的质量。 对于控制直线电机，设计数字滤波器以避免直接驱动机械带来的多点谐振特性，联合这些功能，机床刀具的运动就可以准确地按照着指令执行。 对于加工具有自由曲面的模具，会在程序段之间出现条纹，为了解决这个问题，FANUC开发了“纳米平滑”功能，圆整CNC指令的公差，以“纳米”为单位评估原始曲线，并对其进行NURBS插补。 这些性能满足了机床“高速高精”以及“低速高精”的要求。 3、轴加工和复杂加工功能由于5轴加工工艺合理，相对于3维曲面加工，它可以充分利用刀具的最佳几何形状进行切削，在复杂形状的高速高精加工中可以提高效率，提高光洁度。 因此得到越来越广泛的应用。 5轴加工的机械其配置主要有刀具旋转方式、工作台旋转方式和这两种的混合方式。 因此5轴加工功能要能满足各种配置的要求。 根据5轴加工的特点，把它们，比如TCP（刀具中心控制），刀具半径补偿等功能，应用到不同机械配置的5轴加工机床。 4、数控复台功能为了提高生产率，数控复合加工机床的开发和制造已变成数控机床的一种发展趋势。 复合加工机床是指在同一机械上可以进行多种工艺的加工，如在一台机床上可以进行车加工、铣加工、锤加工等，比如，一个圆柱体要进行圆柱表面的车削、锤子L、还要求在圆柱面上铣沟槽，这些加工都要求在同一台数控机床上完成。 这样就能大大提高生产率。 因此，对于数控复合机床，百先需要增加可以用于进行复合加工功能的控制系统，比如铣床需要增加螺锥线功能、螺旋线功能、3维圆弧功能、刀具中心点控制等，另外，刀具补偿功能也需要既有车加工又有铣加工的功能。 除此以外，这种机床还经常需要高速加工。 为了通过PC或数控系统本身对多台机床进行集中监控和管理，系统需要通过网络进行通信。 以便传递程序，监控加工状态。 除此以外，网络功能还可以传送维修数据，对系统进行远程控制、操作和诊断；传送CAD／CAM数据。 CNC具有现场通信网络功能，就可以在CNC与伺服装置之间，CNC与I／o控制之间传递控制、监控和诊断数据。 目前主要采用以太网以及现场总线。 随着技术的发展，应用无线技术也已经出现。 无线技术可以使信息到达几乎是任何地方。 6、高可靠性和安全性功能CNC系统与数控机床一起，工作在底层车间，经受恶劣的环境，如：温度，湿度，振动，油雾，粉尘的影响，同时又要求连续工作；因此对可靠性要求特别高，除了可靠性设计、制造工艺等措施外，现代数控系统的可靠性主要采取以下措施：①采用光纤，减少电缆连接，比如FANUC的数控系统通过光纤连接CNC和伺服放大器，以串行高速的方式从CNC到多个伺服放大器传递大量的数据。 ②采用纠错码（ECC：EnorCorrectingCODe）传送数据，随着软件高速处理大量数据，也要求对微处理器、存储器和LSI的处理速度大大提高。 由于这些安装在CNC的印刷板上的高速电子元器件进行高速读、写和传递数据时，由IC驱动的信号波形变为滞后，在这样的状况下，不采用模拟电路处理的方法时，导致不能正确地传递数字信号。 另外，在最新电子元件低压供电时，降低了电路低抗噪音的运行范围。 为此，CNC电路将采取更先进的纠错码传递数据。 ECC是一种领前的高可靠性技术，通过把ECC加到数据上以传送各种不同型式的数据，使系统更可靠。 ②采用双检安全（DualCheckSa缸y）措施。 “双检安全”与欧洲安全标准（EN954—1）一致。 它的原理是在CNC内嵌人多个处理器冗余地监控伺服电机和主轴电机以及与安全相关的I／0信号并使用急停与相关的I／0电路使系统安全地运行和停止。 CNC控制器的开放：当出现NC机床以后，制造厂家就希望能打开NC系统这个黑盒子，部分或全部地代替机床设计师和操作者的大脑，具有一定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进NC系统，同时也希望它具有图形交互、诊断等功能。 这就需要商用的数控系统具有友好的人机界面和提供给用户的开发平台。 要求NC控制器透明以使机床制造商和最终用户可以自由地执行自己的思想。 于是产生了开放结构的数控系统。 IEEE“开放系统技术委员会”定义“开放结构”为：“开放系统所执行的应用可以运行在多家制造者不同的平台；并可以与其他系统的应用具有互操作性，且呈现与用户交互协同（1EEElo03.0）。 ”也可以用下列的性能指标评估控制器的开放性。 比如应用模块为AM：①移植性：在保持应用模块（AM）的功能下，不需任何变化就可以应用到不同的平台。 ②扩展性：不同的AM能运行在一个平台而不出现冲突。 ③互操作性：AM在一起工作时表现为相互协同，可以根据定义相互交换数据。 ④缩放性：按照用户的需要，AM的功能、性能和硬件的规模可以伸缩。 开放结构的控制器（oAC）使控制器销售商、机床制造商和最终用户可以从柔性和敏捷生产中获得较大利益。 其主要目标是在标准化环境下采用开放的接口使操作方便，成本降低和柔性增加。 这样的系统能力被广泛接受。 软件可以重复使用，用户可以按照给定的配置设计他们的控制器。 控制系统的开放体系结构由于考虑到对实时和可靠性要求很严格，因此是高度复杂的系统。 其特点是基于PC，相互链接的关键结构为系统组件和接口，系统组件由软件模块和硬件模块所组成。 在开放系统中，各个组件和接口还可以在制造过程中实现增加智能的优点。 对于控制的复杂性，这些系统的硬件和软件是基本的工具。 控制的接口可以分成两组：内部和外部的接口。 ①外部接口：这些接口连接系统和监控单元以及子单元、用户。 它们可以分为编程接口和通信接口。 NC与PI‘C编程接口采用国家或国际标准，如RS一274、DIN、或IEC6l131—3。 通讯接口也强烈地受标准的影响。 现场总线系统，如SERCOS，P凹肋us或DeviceNet用作驱动和I／O的接口。 I，AN（局网LocalAreaNetwork）网络主要基于以太网和TCP／IP与监控系统连系的接口。 ②内部接口：用于组件间的互相作用和数据交换，以形成控制系统的核心。 在这方面，一个重要的性能是支持实时机构。 为了得到可重构和白适应的控制，控制系统的内部结构基于平台的概念。 由于软件组件中无法知道专用硬件的详情，因而主要的目标是建立一个可定义的但是在软件组件间进行柔性的通讯方法。 应用编程接口（APl）保证了这些需要。 控制系统的全部功能被分为几个包，模块化的软件组件通过被定义的API互相作用。 根据1999年美国机器人工业论坛的资料，当年美国机器人全部装机的系统是机器人本身价值的3—5倍，也就是如果有lo亿美元机器人的市场，等于增加20到40亿美元的附加值，如果其中25％归因于软件集成的原因引起的，再认为如果通过标准化的开发和应用，采用开放体系结构的控制器使其中降低50％；那么在采用开放控制器后，每年潜在的价值就可以节省2亿5千万到5亿美元。 目前，开放的数控系统结构主要有3种形式：①基于PC的CNC系统，这种系统以PC机为平台，开发数控系统的各种功能，通过伺服卡传送数据，控制坐标轴电机的运动。 这类系统有时也称为SoftNC，这样的系统容易做到全方位开放。 ②PC嵌入式：这种系统的基本结构为：CNC十PC主板，即把一块CNC板插入传统的PC机器中，CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制，或且CNC作为数控功能运行，而PC板作为用户的人机接口平台。 ③PC十CNC：目前主流NC系统生产厂家认为NC系统最主要的性能是可靠性，像PC机存在的死机现象是不允许的。 而系统功能首先追求的仍然是高精高速的加工。 加上这些厂家长期已经生产大量的NC系统；体系结构的变化会对他们原系统的维修服务和可靠性产生不良的影响。 因此不把开放结构作为主要的产品，仍然大量生产原结构的NC系统。 为了增加开放性，主流NC系统生产厂家往往在不变化原系统基本结构的基础上增加一块PC板，提供键盘使用户能把PC和CNC在一起，大大提高了人机界面的功能，比较典型的如FANUC的150i／160i／180i／210j系统。 有些厂家也把这种装置称为融合系统（fusionsystem）。 由于它工作可靠，界面开放，越来越受到机床制造商的欢迎。
如何还原三维场景
下面是基本的步骤，查阅 OpenCV 文档可以了解具体到函数用法 ：摄像头校正，undistortion。 由于摄像头的镜片出厂时都存在扭曲，为了得到精确的数据需要在使用前进行较正。 常用的方法是基于棋盘的各个姿态拍几次，然后计算相机的矩阵参赛。 下图便是常见的标定界面。 图像对齐，rectification。 因为两个摄像头的位置不同，因此它们各自看到的场景是有偏差的，左边的摄像头能看到最左的场景，右边的看到最右的场景。 图像对齐的目的是得到相同的场景部分。 左右图像匹配，correspondence。 可以使用 OpenCV ，得到 disparity map。 通过重映射函数，比如 OpenCV 中的 cv::reprojectImageTo3D，得到一张深度图。 只有一张深度图是不够的，它只是某一时刻真实的场景在摄像头中的映射。 要想得到完整的三维场景，我们需要分析一系列的深度图。 HoloLens 如何从多张深度图重建三维场景？答案是 SLAM，Simultaneous Localization And Mapping，即同步定位与建图系统。 这个技术被用于机器人、无人汽车、无人飞行器的定位与寻路系统。 解决的是非常哲学的问题：我现在在哪里？我可以去哪里？SLAM 有很多实现的方式，有一个开源的方式，实现了很多深度图的处理和匹配算法，可以认为是三维版本的 OpenCV。 而微软围绕着 Kinect 的深度图数据发明了 Kinect Fushion 算法，并发表了两篇论文：KinectFusion: Real-time 3D Reconstruction and Interaction Using a Moving Depth Camera；KinectFusion: Real-Time Dense Surface Mapping and Tracking。 为什么我认为 HoloLens 与 Kinect Fushion 有关？答案在这个页面中 。 Shahram Izadi 是微软剑桥研究院的 principal researcher 及 research manager。 他所领导的互动3D技术组 / interactive 3D technologies 为微软的多项产品提供了研究力量，包括 Kinect for Windows, Kinect Fusion 以及 HoloLens。 顺便说一句，他们组在招人：）Kinect Fushion，通过在室内移动 Kinect 设备，获取不同角度的深度图，实时迭代，对不同对深度图进行累积，计算出精确的房间以及房间内物体的三维模型。 它分四个阶段：深度图格式转换，转化后的深度的单位是米，用浮点数保存。 并计算顶点坐标和表面的法向量。 计算世界坐标系下的相机姿态（包含位置和朝向），通过迭代的对齐算法跟踪这两个值，这样系统总是知道当前的相机与最初的姿态相比变了多少。 第三阶段将姿态已知情况下的深度数据融合到单个三维乐高空间里，你也可以叫它为 MineCraft 空间，因为这个空间的基本元素不是三角形，而是方格子。 展示视频中频频出现 MineCraft 场景估计也和这个阶段有关。 基于 Raycasting 的三维渲染，Raycasting 需要从当前的相机位置发出射线，与三维空间求交集。 乐高空间特别适合Raycasting，可以用八叉树来加速射线的求交运算。 Raycasting、Raytracing 以及 Rasterization 是三种常见的渲染方式，这里就不展开了。 在 HoloLens 的应用中我们运行到第三步，即获取三维乐高模型就可以了，第四步并不是必需的。 因为 HoloLens 的屏幕是透明的，不需要再把房屋的模型渲染一遍，我们自带的眼睛已经渲染了一遍了：）
什么是新一代工业生物技术的主体
1.生物技术生物技术和生命科学将成为21世纪引发新科技革命的重要推动力量，基因组学和蛋白质组学研究正在引领生物技术向系统化研究方向发展。 基因组序列测定与基因结构分析已转向功能基因组研究以及功能基因的发现和应用；药物及动植物品种的分子定向设计与构建已成为种质和药物研究的重要方向；生物芯片、干细胞和组织工程等前沿技术研究与应用，孕育着诊断、治疗及再生医学的重大突破。 必须在功能基因组、蛋白质组、干细胞与治疗性克隆、组织工程、生物催化与转化技术等方面取得关键性突破。 前沿技术：(1)靶标发现技术靶标的发现对发展创新药物、生物诊断和生物治疗技术具有重要意义。 重点研究生理和病理过程中关键基因功能及其调控网络的规模化识别，突破疾病相关基因的功能识别、表达调控及靶标筛查和确证技术，“从基因到药物”的新药创制技术。 (2)动植物品种与药物分子设计技术动植物品种与药物分子设计是基于生物大分子三维结构的分子对接、分子模拟以及分子设计技术。 重点研究蛋白质与细胞动态过程生物信息分析、整合、模拟技术，动植物品种与药物虚拟设计技术，动植物品种生长与药物代谢工程模拟技术，计算机辅助组合化合物库设计、合成和筛选等技术。 (3)基因操作和蛋白质工程技术基因操作技术是基因资源利用的关键技术。 蛋白质工程是高效利用基因产物的重要途径。 重点研究基因的高效表达及其调控技术、染色体结构与定位整合技术、编码蛋白基因的人工设计与改造技术、蛋白质肽链的修饰及改构技术、蛋白质结构解析技术、蛋白质规模化分离纯化技术。 (4)基于干细胞的人体组织工程技术干细胞技术可在体外培养干细胞，定向诱导分化为各种组织细胞供临床所需，也可在体外构建出人体器官，用于替代与修复性治疗。 重点研究治疗性克隆技术，干细胞体外建系和定向诱导技术，人体结构组织体外构建与规模化生产技术，人体多细胞复杂结构组织构建与缺损修复技术和生物制造技术。 (5)新一代工业生物技术生物催化和生物转化是新一代工业生物技术的主体。 重点研究功能菌株大规模筛选技术，生物催化剂定向改造技术，规模化工业生产的生物催化技术系统，清洁转化介质创制技术及工业化成套转化技术。 2.信息技术信息技术将继续向高性能、低成本、普适计算和智能化等主要方向发展，寻求新的计算与处理方式和物理实现是未来信息技术领域面临的重大挑战。 纳米科技、生物技术与认知科学等多学科的交叉融合，将促进基于生物特征的、以图像和自然语言理解为基础的“以人为中心”的信息技术发展，推动多领域的创新。 重点研究低成本的自组织网络，个性化的智能机器人和人机交互系统、高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统。 前沿技术：(6)智能感知技术重点研究基于生物特征、以自然语言和动态图像的理解为基础的“以人为中心”的智能信息处理和控制技术，中文信息处理；研究生物特征识别、智能交通等相关领域的系统技术。 (7)自组织网络技术重点研究自组织移动网、自组织计算网、自组织存储网、自组织传感器网等技术，低成本的实时信息处理系统、多传感信息融合技术、个性化人机交互界面技术，以及高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统；研究自组织智能系统和个人智能系统。 (8)虚拟现实技术重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术，研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。 3.新材料技术
