实验室研究与探索

提起最炫酷的实验室，相信许多人的脑海中第一时间都会想到科幻电影 《钢铁侠》 中的场景。钢铁侠的实验室中不仅有各种黑科技设备，能够推演、验证各种科学概念，而且还有人工智能助手 Javis 帮助主人随心所欲地驾驭各种实验工具。实验室是科研发展的摇篮，绝大多数改变世界的科学发现都是从实验室中走出来。然而长久以来，科学创新的门槛很高，实验室也成为资金雄厚的大企业才有实力拥有的资源。对于广大中小企业和初创企业，从零开始搭建实验室进行研发创新的成本太高。有没有可能从实验室基础设施的角度，降低企业科技创新的门槛？一些有理想的实验室自动化企业已经在引领共享实验室领域上进行了探索。力扬与 LABVO TECH 的梦想：人人都能共享的实验室去年第四季，在2019北京分析测试学术报告会暨展览会 (BCEIA 2019) 上，力扬企业有限公司亮相了旗下子公司 LABVO TECH的智能型实验室 (SmartLab)。在 BCEIA 这个中国分析测试领域规模最大、最具影响力的国际性学术会议及展览会上，力扬展示的 LABVO 智能型实验室是目前智能化实验室领域的领先成果，体现了“人机合一、智能引导、精准预测、资源共享”等特点，吸引了众多业内人士的高度关注。然而对于力扬来说，这只是其在重大行业展会舞台上的初试啼声。作为业内领先的实验室自动化解决方案供应商，力扬的梦想是在行业内大力推广共享实验室，帮助各行各业的企业研发人员显着降低实验室的使用门槛，让“人人都能使用实验室”的梦想成为现实。一直以来，企业的市场地位与其研发投入成正比。在历年欧盟工业研发投资排名中，全球研发投入排名前列的公司也占据着科技领域的霸主地位。在制药领域，罗氏、强生、默克、诺华、辉瑞等医药巨头动辄几十亿欧元的年研发投入背后，是遍布全球的研究院、实验室等科研机构。相对来说，中小企业和初创企业科技创新和试错的成本则要高得多，不可能不计成本进行研发创新。力扬开创性地提出共享实验室的模式，就是希望为中小企业提供更便利的科研创新条件。与传统实验室固定流程、固定设备、单一实验目的不同的是，LABVO 智能型实验室将实验室的核心功能模块打散，自由灵活地配置，提高实验室应对高难度、复杂性的能力。LABVO 智能型实验室采用蜂窝形实验台设计，每个实验台整合一台仪器，作为一个单独基本单元操作。通过各单元自由组合，一个 SmartLab 可整合出满足不同实验流程的共享平台。LABVO 智能型实验室这种蜂窝单元的设计理念，一方面让实验室可以灵活配置，符合中小企业的定制化需求，另一方面还能通过与各行各业合作伙伴的密切协作，打通特定行业的标准流程，降低特定行业、产品的研发门槛。LABVO 智能型实验室模型人机合一的智能化实验室平台除了共享模式降低门槛，力扬在智能化实验室方面的探索也处在行业领先地位。长久以来，孤独和枯燥都是实验室工作的代名词。随着尖端领域实验复杂程度一再提升，样品量规模持续上涨，实验设备不断朝着功能多样性及仪器精准性方向发展，同时也将传统实验室管理模式推到了变革的风口。虽然很多实验室已经用上了越来越高端的设备，但如何发挥这些设备的最大功效，帮助科研人员更高效地完成实验任务，成为行业难题。很多传统管理模式下的实验室还是靠人工记录数据，不可避免出现遗漏和差错。尤其当实验结果与目标不符时，无法有效追踪流程数据找到原因。当同时进行多项实验时，实验资源无法高效共享，导致实验设备的利用效能低。过去 20 年，力扬企业有限公司已经在制药、医疗、材料、石油化工等行业已累积了数千家用户，并同用户一道建立和规范了实验室自动化的使用标准。此次推出的 LABVO 智能型实验室的一大特点是人机合一，这也是传统实验室的痛点。LABVO 智能型实验室是一整套结合软硬件的实验室自动化解决方案，并汇集了 AI、云计算、智能设备以及混合现实技术等。LABVO 智能型实验室的核心 —— 智能管理系统SmartAssistant，其包含 SmartGuide、SmartLogistic、AutoStep、SmartMatch、SuperVision 五大功能单元。SmartAssistant 可以辅助实验人员完成自动化采购、实验步骤指导、最优资源排程、全流程数据可回溯等功能，覆盖从科研人员走进实验室到实验项目完成的实验全链条。走进 SmartLab，研究人员只需戴上 Hololens MR 头显，就进入了SmartAssistant 全程指导的实验过程。实验前一天，SmartLogistic 会预先检查并计算实验所需物料，当数量不足时，会自动下单补充库存。SmartGuide 则会自动检查需要用到的实验部件是否正常连接，如有异样会自动联系技术人员，确保在实验进行前完成修理。在实验过程中，SmartGuide 会利用混合现实技术指导整个实验流程，提示每一步的操作，还可以显示 SmartLab 中的仪器状态、运作中的参数、实际用料消耗并预测实验完成的时间。当同一个SmartLab中同时进行多组实验时，常用的仪器必然会共享。AutoStep 会按最优排程安排流程并分配仪器，令不同的实验可以同时进行。实验进行中，通过在不同的位置设置多个高质镜头，SuperVision 还可以精准回溯实验流程，这样既可以方便后续培训，又能够让远程研究人员透过 SuperVision Mobile 以第一人称视角参与实验，实现多地区协作。SmartMatch 则会收集可能影响结果的原始数据，为后续实验提供建议，甚至是在实验开始之前就提示工作人员有哪些地方可能出现问题。从数据管理入手，推动中国实验室变革“在实验室自动化领域，国内与欧盟、日本等先进国家在硬件方面差异不大，差距就在于数据完整性、人机一体化的程度以及操作流程的标准化。”力扬企业有限公司 CEO 黄凯扬对趣味科技表示。过去 20 年，国内实验室的自动化程度经历了从人工手动到分析仪器普及，再到目前向智能化、自动化实验室演变的大趋势。黄凯扬认为，未来智能化实验室有几大趋势：共享模式、人机合一、全流程数据可追溯以及远程协作。其中最重要的是实验流程数据的收集、整理和分析。只有将每一个仪器的每一步操作、时间、速度等所有参数都精准记录下来，回溯错误、优化流程、提升协作效率才有可能。这也正是力扬推出 LABVO 智能型实验室的初衷。将复杂的设备整合、流程尽可能标准化，交给机器去做，人负责更有创造性的部分。“这样研究人员可以不用再去管这些工具是怎么诞生的，工具是通过什么原理工作的，只需要关注实验本身就行。”黄凯扬说道。BCEIA 展会上，力扬的三位研发人员亲身演示了在 SmartAssistant 系统的帮助下同时进行了 TCM 中药提取实验、QueChERS 农产品检测实验和 DNA 检测实验三个不同的实验项目。不仅实现了资源共享，且高效优质地完成了各自的实验成果。通过 Demo 展示，研发人员验证了如何将 SmartGuide 的指导性、SmartLogistic的统筹性、AutoStep 的智能性、 SmartMatch 的精准性和 SuperVision 的协作性完美结合。不过，真正落成一个全智能化和数字化实验室是一个漫长的过程，SmartAssistant 的功能也将随着技术发展不断更新。“今天我们所看到的智能型实验室只是一个概念雏形，面对 5G 和人工智能快速发展的时代，智能型实验室的发展必将拥有无限可能。”黄凯扬指出。让实验室研究资源共享并提高效能，让更多中小企业迈过搭建实验室的门槛，是力扬 LABVO 智能型实验室的最终目的。相信在力扬等行业领先解决方案提供商的推动下，真正共享模式的智能实验室将会越来越快地落地。

近日，百度研究院宣布架构新升级，新增两大实验室——生物计算实验室和安全实验室，进一步拓展AI前瞻性研究范围。至此，百度研究院已囊括了从底层基础技术到感知、认知技术的AI全领域研究，并深入展开跨领域研究合作，持续彰显百度AI的技术创新实力。升级之后，百度研究院设有认知计算实验室、硅谷人工智能实验室、深度学习实验室、大数据实验室、商业智能实验室、量子计算研究所、机器人与自动驾驶实验室和安全实验室，生物计算实验室，共计九大实验研究室，汇聚了数十位 AI领域的世界级专家，共同推动百度研究院的AI基础性研究和前瞻性洞察，助力AI技术加速落地。宣布新架构升级的同时，百度CTO、百度研究院院长王海峰也重申百度研究院的使命和愿景。他表示，百度研究院以引领科技发展，打造突破性AI技术为使命，持续致力于AI技术创新，产出高影响力的研究成果并与产业应用相结合，为产业智能化升级做贡献。成立生物计算实验室，加快AI赋能医药研究今年1月，百度研究院推出线性时间算法LinearFold，RNA二级结构的预测速度全球最快，分析时间缩短至27秒，提速120倍。仅3个月内，百度研究院又推出全球首个专门优化新冠病毒mRNA疫苗基因序列的高效算法LinearDesign，可在11分钟内完成序列设计，大大提升疫苗设计的稳定性和蛋白质表达水平，让病毒研究因AI而更有效。4月，百度牵头与中国疾病预防控制中心联合成立"中国CDC应急技术中心-百度基因测序工作站"，展开长期战略性抗疫支持工作。6月，北京新发地突发新冠疫情,CDC工作站在接收样本后，仅用10小时完成北京四个样本的全基因组测序，为防控疫情做出重大贡献。为继续打好AI抗疫攻坚战，基于自身技术优势推进生物医疗科研新进展，百度研究院宣布成立生物计算实验室，期望通过强大的人工智能和计算技术，深化学术界和生物制药企业的合作，共同探索基因、DNA、RNA、蛋白质分子结构等人类生命密码，缩短新药研发周期，降低新药研发成本，提升药物和疾病匹配的精准度，发现基因和疾病的关联关系，从而实现精准医疗，让人类在健康问题面前更主动。安全实验室为AI产业应用保驾护航随着AI技术的产业化应用不断深入，AI安全也受到越来越多的重视。此前，百度大脑已经打造了完整的AI安全体系，从基础的开源技术矩阵、开放行业解决方案的平台，到与学术界、企业、政府、机构等多层面的开放协作，为AI技术的产业应用保驾护航。百度研究院安全实验室聚焦国际一流的AI安全解决方案，确保AI系统在多种场景下（包括恶意对抗）持续正常地工作服务，让用户数据隐私有保障，让智能系统更安全。安全实验室的研究内容包括如何保护AI系统自身核心资源，防止攻击者窃取AI模型和参数和用户数据，保护用户隐私。安全实验室目前已开展自动驾驶安全、AI模型鲁棒性评测、AI对抗攻击检测与防御、隐私保护的安全计算等多个项目。百度AI再突破，多项研究领域取得重大进展升级新架构的同时，百度研究院也发布了计算机视觉、语音识别、自然语言处理、自动驾驶和机器人、量子计算、深度学习等多领域取的喜人成果，引起学界和业界的广泛关注。论文方面，2019年百度共计发布论文188篇；2020上半年，百度发表论文数量更是突破190篇。专利方面，百度全球AI专利申请量已超过1万件，其中中国专利7000多件，并在语音识别、自然语言处理、知识图谱和自动驾驶4个细分领域排名第一，展现出深厚的技术底蕴以及持续的创新能力。自然语言处理领域，已完成3次迭代的百度文心（ERNIE）在多个公开权威语义评测中获得近十项世界冠军。此外，文心（ERNIE）相关成果也被AI顶会AAAI2020和IJCAI2020收录，并被全球顶级科技商业杂志《麻省理工科技评论》、德国光谱杂志，以及韩国AITimes、日本AI-SCHOLAR等多国权威科技媒体报道，还在2020全球人工智能大会（WAIC）上赢得人工智能领域的最高荣誉——SAIL大奖。量子计算领域，百度研究院预发布量子计算平台“量易伏”，可用于编程、模拟和运行量子计算机，为量子基础设施服务提供量子计算环境。今年5月，百度飞桨发布量子机器学习开发工具“量桨”，深度融合人工智能与量子计算；云上量子脉冲系统“量脉”，可将量子计算软件指令转换成控制量子硬件的脉冲序列，算法性能较同类工具实现成倍级的提升，是实现量子软硬件连接的关键桥梁。深度学习领域，百度深度学习平台飞桨已经凝聚超过210万开发者，已有9万家企业通过飞桨创建了超过29.5万个模型。飞桨还凭借量桨的发布，成为国内首个支持量子机器学习的深度学习平台。百度研究院通过结合自身AI优势，升级新架构，取得的基础性研究创新有目共睹，不断推动中国AI技术向前发展。当下，全球智能革命和中国新基建浪潮席卷而来，百度研究院必将继续再接再厉，推动AI技术持续突破。

出品|三言财经 作者|探秘者一直以来，电子雾化行业饱受争议，当下这些厂商们在干些什么，还停留在代工厂加营销的老模式吗？那些质疑能消除吗？怎么消除？带着疑问，我们南下深圳，去探秘这个行业的代表性企业悦刻，它把我们带到了悦刻生命科学实验室。what？实验室我懂，生命，还科学？这么高级的吗？这是要干什么？走进悦刻生命科学实验室我看到了细胞、小白鼠、深圳国际生物谷位于深圳最东部的深圳国际生物谷，入驻了很多生命、生物、健康、医疗等高新技术企业和机构，悦刻的生命科学实验室就在这里。该实验室将系统性研究电子雾化气溶胶在人体细胞、动物层面的减害程度，并开展临床前安全评估。首先走进的是呼吸系统模型实验室。映入眼帘的是人肺和鼻炎腔的3D打印模型，通过3D打印制造出人工呼吸系统，真实模拟烟气经过呼吸系统时的气溶胶动力学特征。更直观的分析考察气溶胶粒径等因素对其在气道运输和沉积的影响，并指导产品品质的提升。3D打印机操控软件又来到一个地方，被挡着，要跨过来。还要穿上防护服、戴上手套。风淋室还要经过这个狭小的通道，风淋室，机器开动后开始吹风，我们要来来回回转几圈，两边吹出的空气可去除人身上所携带的尘埃，能有效的阻断或减少尘源进入洁净区。走出风淋室就进入了悦刻生命科学实验室的核心：SPF( Specific Pathogen Free，无特定病原体) 级动物实验房。刚才的门挡板就是防止小动物跑掉的。全身吸入暴露系统动物实验室主要做三项实验。一是吸入实验，又分为全身吸入暴露和口鼻吸入暴露。全身吸入是将小白鼠放置在密闭仪器中，通过旁边的给药装置定量的输入气溶胶，让小白鼠全身可接触气溶胶。口鼻吸入是将小白鼠放进一个透明管，露出口鼻，然后将口鼻放置进气溶胶的环境里。两种给药方式是动物实验常用的给药方式，是气溶胶动物实验研究的基础。第二项实验是条件性位置偏好实验，是经典的检测成瘾性指标的实验，通过小鼠对不同位置的偏好，反应它的成瘾性。吸完气溶胶后的小白鼠被带行为偏好观察室，放进类似上面这个装置，系统评估悦刻产品在动物层面的减害和使用偏好。第三项是独木桥行为分析，以小白鼠在独木桥上的状态和前进的距离判断小白鼠的醉酒状态。接着走进大型仪器区。细胞扫描分析仪，查看细胞的完整状态。超速离心机，用于病毒及亚细胞组份分离，蛋白梯度分析，RNA梯度沉淀等。可以设定转速，像不像洗衣机？在细胞实验室里，向细胞滴入烟油放入冰柜一段时间检测活细胞的数量在生化实验室，进行烟气细胞实验。主要有3种给药方式，利用剑桥滤片进行烟气收集、培养基收集、让细胞直接暴露在烟气中。左香烟，右雾化器接着是病理切片观察，将组织或细胞放大展示给研究者，观察不同样品引起小白鼠病理切片的变化，从而发现其可能产生的病变。DNA凝胶电泳，能够用于分离、鉴定、纯化DNA片段，可以帮助发现DNA可能发生的变化信息。你能看到DNA不？大实验室一瞥可以看到悦刻的生命科学实验室让人大开眼界，从人体呼吸系统的模拟，到小白鼠的吸入实验、行为分析，从细胞的观察，到病理切片分析，还到了DNA层面，可谓全面。那么悦刻启用生命科学实验室，宣布进军科学，有什么意义？有什么研究成果？为什么这么做？悦刻的1+4研究路径，与10年科学计划粗略观察当前的行业选手们，多数已经沉寂，那种粗暴式代工加品牌、赚短线钱的模式一去不复返。未来怎么做，固步自封？还是寻求突破、谋求长远发展，是留给头部企业的问题。悦刻此次进军科学应该不是口号，它提炼了“悦刻科学”的下属品牌名字，slogan是“尊重事实，探索未知”。悦刻创始人兼CEO汪莹表示，非科学无以致远，悦刻希望成为一家值得信任的企业。科学是获得信任的基础，作为头部品牌，有责任拓展电子雾化行业的科学边界，不断探索并回答未知。其实，这个行业的属性就决定了，走得长远并不是靠营销，而是通过技术和科学不断拓展边界。“电子雾化器对个体健康和公众健康的影响程度，特别是长期健康影响的程度，不是发几篇论文就有答案的，它需要一个完整的生命科学链条来解决，也将是一个长期过程。”悦刻联合创始人、研发与供应链负责人闻一龙公布了悦刻科学“1+4”研究路径：其中，“1”指的是持续严控产品品质，“4”，则指的是建立理化研究、毒理研究、临床研究和长期影响评估四大模块，系统性开展对电子雾化器的科学评估。这意味着悦刻科学工作完成了从点到面的布局，也有机会建立全面复杂的分析模型，引领行业扩大电子雾化器的认知半径。悦刻实验室负责人姜兴涛公布了与多个科研机构、医院、学校共同研究的其中5个重要发现。其中，悦刻产品在苯、4种亚硝胺等有害气溶胶成分方面分别减少99.1%和99.8%以上。保守估计，气溶胶细胞毒性也至少降低90%以上。另外，悦刻产品气溶胶未显示出遗传毒性，肺纤维化风险也更低。同时，悦刻也公布了未来10年的科学计划，将建立悦刻全球科学研究平台，打造从微观到宏观，从化学、生物学到社会科学研究的完整科学链条。进军科学的意义及“非科学无以致远”的远在哪里？电子雾化行业是个什么行业？IT？互联网？消费电子？没有一个准确的定性，它并非手机那样独立于人体的电子产品，还融合了生物等领域，用更广阔的科学来作为行业范畴更为合适。悦刻进军科学有三重意义：一、自身。作为头部企业，一举一动都被关注。悦刻将自己愿景定为成为一家值得信任的企业，是在谋发展，是长期主义。虽然政策会有影响，但这个行业还未到终局，雨未至，身先动，不断寻求突破当下风险、未来可能风险的方法。二、行业。这个行业有很多未解之谜。一会美国一个报告，一会英国一个报告，到底有哪些危害，减少了哪些有害成分？存在的其他影响是什么？都还没有一个确切的结论，这是一个复杂系统的问题。无论国际还是国内，对雾化吸入领域的系统性科学研究资源非常稀缺，远远无法满足行业快速发展的需求。悦刻进军科学其实是在为行业带路。不仅帮助解开行业谜团，还会为行业蹚出新路子。三、边界。非科学无以致远，这个远在哪里？尊重事实，探索边界，就是求证事实，拨开行业迷雾，探索未知领域。笔者认为，这个行业的边界远非限于当下我们的认知领域，雾化本身是个可延展的词，具有很大的想象空间。基于此行业的研究，能不能跳出目前的存在形态，将其延展到动物身上？是否从科研成果基础上演化出更多产品可能？悦刻的这一步，是充满想象的一步。

中国青年网天津7月31日电(记者 赵瑛) “高性能ADC/DAC是移动基站等高端电子设备中的核心元器件，一直受禁运限制，属于被‘卡脖子’的高端芯片。我们的团队曾研发出国内第一颗通过华为测试和审查的国产高速ADC，团队坚持正向开发高性能ADC/DAC并提供定制服务，旨在突破技术封锁和垄断。” 在位于天津滨海新区中新天津生态城的清华大学天津电子信息研究院，一位工作人员介绍道。清华大学天津电子信息研究院。中国青年网记者 赵瑛 摄据悉，清华大学天津电子信息研究院是天津市深入落实京津冀协同发展战略，从北京引入的一家重量级科研院所，于2015年7月20日成立，由清华大学电子工程系负责运营管理。自成立以来，该院在科技成果转化、平台建设、金融创新、人才培养等方面均取得突破。深度学习处理器、高能效智能物联网芯片、可见光通讯系统、淋巴引流机器人……过去的4年时间里，清华大学天津电子信息研究院成功孵化了许多符合产业转型发展的项目，涉及工业芯片、人工智能、集成电路、医疗健康等领域。有多个项目已成功推出产品，获得社会投资。截至目前，研究院成果转化项目池内共108个项目，已注册成立34家企业。“我们一直在探索高效的科研成果转化模式。” 清华大学天津电子信息研究院公共事务主管皮文理说，在他看来，研究院更像一座桥梁，紧密连接着科研成果和产业应用。建立至今，清华大学天津电子信息研究院拥有了天使基金和产业基金相结合，由人才、技术、资本及市场构成完备的项目孵化体系。高端光电子芯片创新中心由华慧芯科技全面负责运营。中心占地约800平方米，其中百级黄光区100平方米。中国青年网记者 赵瑛摄做好科研成果的高效转化，首先得有人才的支持。“依托清华大学电子工程系，我们建立了孵化项目首席科学家的队伍，他们既是孵化项目的技术发明人，也是未来创新成果的提供者。”皮文理介绍道。除此之外，研究院还引入专业的项目运营团队，建立了创新的实验平台企业化运营机制，以公开招标的方式，将平台委托给专业的企业运营管理，做到了专业的人做专业的事。同时，清华大学天津电子信息研究院还建成了三个支撑成果转化的高端实验平台，分别是高端光电子芯片创新中心、电子综合检测中心 、人工智能大数据中心。三个平台配备了国际先进的仪器和设备，提供世界领先的器件及系统设计、制作、测试服务。值得一提的是，在支撑本院项目孵化的同时，平台还面向全社会开放。这大力提升了本区域的电子信息科技实力。孵化项目。中青年网记者 赵瑛 摄“创业初期，资金上的支持非常重要。”皮文理说，除了政府的扶植基金之外，清华大学天津电子信息研究院还推出金融支持方案，积极撬动社会资本，加大科研成果转化投资力度，与多家机构合作成立创新创业基金，为在孵项目提供资金支持。作为清华大学设立的派出研究院，在滨海新区政府和中新天津生态城管委会支持下，清华大学天津电子信息研究院发挥清华大学高水平科学研究及人才培养的优势，以市场化运作的模式，面向产业经济开展成果转化，破解了传统高校科技成果转化的机制难题。探索出了包含入池、论证、孵化、融资、成功、终止几方面的高效的科研成果孵化机制。“我们是京津冀协同发展的贡献者，也是受益者。”皮文理说。未来，还将继续建设建设国际一流的电子信息技术与产品的创新基地、电子信息高新技术企业孵化基地、电子信息行业高端人才汇聚和培养基地，并通过技术创新和科技成果转化，推动行业科技进步和天津区域经济发展，探索具有中国特色的科技创新之路发挥重要作用。

在美国系列电影《复仇者联盟》中，大反派灭霸的老家是一个叫做泰坦的星球。实际上，宇宙中真的存在泰坦星，它是环绕土星运行的卫星中最大的一颗，不仅如此，泰坦星还被不少人称为“另一个地球”。因为它是太阳系中有大气层的4颗岩石星球之一（另外3颗为地球、金星和火星），而且泰坦星上还有液态甲烷构成的湖泊和河流。液态甲烷在整个泰坦星上，起到了类似地球上水的作用，它们不断地蒸发到空中，冷却成甲烷云，然后形成甲烷雨，回到湖泊和河流，构成了完整的循环系统。于是便有人开始思考，地球上充满了生命，很大一部分原因是由于液态水的存在。但在宇宙的其他地方，生命很可能是由不同的化学物质组成的，这些化学物质或许可以在像甲烷这样的液体中溶解和聚集。不只如此，现在天文学家们新确认的系外行星越来越多，它们中的一些很可能拥有由己烷、醚类、氯仿或者其他的液体组成的海洋，这些液体很可能是未知的生命基础。目前，人类还不清楚这些星球上是否有新的生命形式，但是研究人员正在地球上的实验室里探索着一些可能性。最基础的生命模块对于简单的生命来说，最基础的组成部分是什么？答案应该是能够携带遗传信息的分子（DNA或RNA）以及能够形成细胞膜的分子组合。因为遗传信息是生命的核心，也是生命延续和传递的媒介，而且生命的运行需要一系列可控的化学反应，细胞膜可以将生命物质与外界环境分离开来，保证这些生化反应的可控性。因此，研究者们寻找新的生命形式，首先就要从细胞膜和遗传因子入手。然而地球上的生命化学机制不能适用于像泰坦星上那样的碳氢化合物（碳元素和氢元素组成的物质，比如甲烷、乙烷、氯仿等）形成的海洋。在水分子中，氧原子所在的一端带一点负电荷，而氢端带一点正电荷，水分子不呈电中性，而是有极性的。这种极性会影响水和各种生物体组成成分的结合，比如，水能够通过氢键（稍带正电的氢与稍带负电的其他原子间的相互作用）与蛋白质结合，影响蛋白质的结构以及生物学功能。而大多数的碳氢化合物是非极性的，分子两端都不带电荷，呈电中性，很难通过电荷的相互吸引作用，与其他化学物质形成一些特别的化学键（比如，使水与蛋白质结合的氢键）。因此如果在泰坦的甲烷湖中有生命，那将是完全不同的一套构建体系。关于新生命形式的各种试验科学家要想在其他星球上发现异质结构的生命，先要尝试在地球上创造一些异质的东西。目前，世界各地的化学家和生物学家都在通过计算机模拟和实验室的实际操作，探索新的生命分子和结构。2015年，美国康奈尔大学的行星科学家乔纳森·兰尼尔与另外两名化学工程师一起进行了一项研究，探索在土卫六充满甲烷的低温环境中，生命形态是什么样的？他们使用计算机数字模型确定了一种名为丙烯腈的有机化合物，这种化合物在液态甲烷中，能够组合在一起形成“空心球”，类似于组成生物体必须的膜结构。然后在2017年，美国宇航局的科学家们利用光谱望远镜在土卫六的大气中检测到大量的丙烯腈，这增加了土卫六上存在“另类生命”的可能。除了上述数字模拟寻找细胞膜的方式，还有科学家在实验中寻找可能构成细胞膜的化合物，美国康涅狄格州立大学的生物化学家莎拉·毛雷尔就是其中一员。她表示细胞膜参与了动植物细胞的化学反应，膜除了使细胞与外界保持相隔外，还需要有选择性地运输物质进出。尽管甲烷和乙烷充满了泰坦湖，但是这些物质只有在极低的温度下才会变成液体，所以研究人员使用己烷来代替它们，己烷可以在室温下保持液态。至于如何验证某种物质是否适合作为细胞膜呢？他们将实验测试的物质制成膜状后，再观察磷酸盐（构成DNA和RNA主干的小分子）——一种带有轻微负电荷的分子能否穿过细胞膜。一般情况下，作为遗传物质的重要组成部分，细胞内的磷酸盐应该不能够通过细胞膜。美国佐治亚理工学院的分子生物学家劳伦·威廉姆斯也计划做类似的实验，他希望将液态基底更换为氯仿，用硅酸盐替代磷酸盐，从而使分子更容易溶解在碳氢化合物中。他的团队还准备用其他化学物质来代替我们熟悉的腺嘌呤、胞嘧啶（DNA核苷酸中的碱基，组成部分之一）等，测试新的、可能的基因分子。关于新的DNA分子的实验其实也有很多。复杂的DNA其实只有四种碱基排列组合而成，分别为鸟嘌呤、胞嘧啶、腺嘌呤和胸腺嘧啶，通常用字母G、C、A和T表示。四种不同类型碱基的排列组合，储存着地球上所有生命的遗传信息。2019年2月份，美国佛罗里达州阿拉库阿应用分子进化基金会创始人史蒂文·本纳领导的研究小组在《科学》杂志上发表了一篇重要的文章。研究人员成功地将4种人工合成的碱基，与天然存在的四种碱基结合，创造出了由8种碱基组成的DNA分子，并且该DNA分子能够像天然DNA一样存储和转录信息。该研究证明了，人工合成的碱基能够相互识别并结合，并且它们形成的双螺旋结构能够保持着稳定的结构。同时也证实了，宇宙中的确可能存在其他的生命基因系统。另外，美国圣路易斯大学的布雷彻研究小组正在研究一种新的可能构成遗传基因的分子，这种分子的碱基不依靠氢键配对，而是通过共享一种叫做硫代脂的分子而配对。寻找外星生命上述实验都是科学家对于新生命形式的探索。在这些实验中，他们不会真的创造出外星生物，但实验也许可以回答“是否有一种新的生命形式可以在液态碳氢海洋中生存”这一问题。目前，人们寻找外星生命都是以水为前提的，如果上面问题的答案是肯定的，那么这意味着我们目前对生命的探索存在一个巨大的盲点。通过证明最基本的生命化学可以在其他的液体中产生，科学家可以开辟新的探索领域，或者指导我们如何梳理空间探测器收集到的大量数据。例如，2005年，美国宇航局埃姆斯研究中心的天体生物学家克里斯·麦凯的研究指出，泰坦星上可能有生物通过代谢乙炔或乙烷生存，并表示它们会在泰坦星的大气层中留下明显的痕迹。然而在对环绕土星飞行、考察土星的卡西尼号空间探测器收集到的数据进行筛查后，研究人员发现，卫星的表面既没有乙烷层，也没有乙炔，从而在很大程度上推翻了这种说法。也许在实验室中探索外星生命的意义就在于此，它可以指导我们到哪里，又该如何去寻找和验证外星的生命。

近日，百度研究院宣布架构新升级，新增两大实验室——生物计算实验室和安全实验室，进一步拓展AI前瞻性研究范围。至此，百度研究院已囊括了从底层基础技术到感知、认知技术的AI全领域研究，并深入展开跨领域研究合作，持续彰显百度AI的技术创新实力。升级之后，百度研究院设有认知计算实验室、硅谷人工智能实验室、深度学习实验室、大数据实验室、商业智能实验室、量子计算研究所、机器人与自动驾驶实验室和安全实验室，生物计算实验室，共计九大实验研究室，汇聚了数十位 AI领域的世界级专家，共同推动百度研究院的AI基础性研究和前瞻性洞察，助力AI技术加速落地。宣布新架构升级的同时，百度CTO、百度研究院院长王海峰也重申百度研究院的使命和愿景。他表示，百度研究院以引领科技发展，打造突破性AI技术为使命，持续致力于AI技术创新，产出高影响力的研究成果并与产业应用相结合，为产业智能化升级做贡献。成立生物计算实验室，加快AI赋能医药研究今年1月，百度研究院推出线性时间算法LinearFold，RNA二级结构的预测速度全球最快，分析时间缩短至27秒，提速120倍。仅3个月内，百度研究院又推出全球首个专门优化新冠病毒mRNA疫苗基因序列的高效算法LinearDesign，可在11分钟内完成序列设计，大大提升疫苗设计的稳定性和蛋白质表达水平，让病毒研究因AI而更有效。4月，百度牵头与中国疾病预防控制中心联合成立"中国CDC应急技术中心-百度基因测序工作站"，展开长期战略性抗疫支持工作。6月，北京新发地突发新冠疫情,CDC工作站在接收样本后，仅用10小时完成北京四个样本的全基因组测序，为防控疫情做出重大贡献。为继续打好AI抗疫攻坚战，基于自身技术优势推进生物医疗科研新进展，百度研究院宣布成立生物计算实验室，期望通过强大的人工智能和计算技术，深化学术界和生物制药企业的合作，共同探索基因、DNA、RNA、蛋白质分子结构等人类生命密码，缩短新药研发周期，降低新药研发成本，提升药物和疾病匹配的精准度，发现基因和疾病的关联关系，从而实现精准医疗，让人类在健康问题面前更主动。安全实验室为AI产业应用保驾护航随着AI技术的产业化应用不断深入，AI安全也受到越来越多的重视。此前，百度大脑已经打造了完整的AI安全体系，从基础的开源技术矩阵、开放行业解决方案的平台，到与学术界、企业、政府、机构等多层面的开放协作，为AI技术的产业应用保驾护航。百度研究院安全实验室聚焦国际一流的AI安全解决方案，确保AI系统在多种场景下（包括恶意对抗）持续正常地工作服务，让用户数据隐私有保障，让智能系统更安全。安全实验室的研究内容包括如何保护AI系统自身核心资源，防止攻击者窃取AI模型和参数和用户数据，保护用户隐私。安全实验室目前已开展自动驾驶安全、AI模型鲁棒性评测、AI对抗攻击检测与防御、隐私保护的安全计算等多个项目。百度AI再突破，多项研究领域取得重大进展升级新架构的同时，百度研究院也发布了计算机视觉、语音识别、自然语言处理、自动驾驶和机器人、量子计算、深度学习等多领域取得喜人成果，引起学界和业界的广泛关注。论文方面，2019年百度共计发布论文188篇；2020上半年，百度发表论文数量更是突破190篇。专利方面，百度全球AI专利申请量已超过1万件，其中中国专利7000多件，并在语音识别、自然语言处理、知识图谱和自动驾驶4个细分领域排名第一，展现出深厚的技术底蕴以及持续的创新能力。自然语言处理领域，已完成3次迭代的百度文心（ERNIE）在多个公开权威语义评测中获得近十项世界冠军。此外，文心（ERNIE）相关成果也被AI顶会AAAI2020和IJCAI2020收录，并被全球顶级科技商业杂志《麻省理工科技评论》、德国光谱杂志，以及韩国AITimes、日本AI-SCHOLAR等多国权威科技媒体报道，还在2020全球人工智能大会（WAIC）上赢得人工智能领域的最高荣誉——SAIL大奖。百度文心(ERNIE)获得SAIL奖，百度技术委员会主席吴华（左四）领奖量子计算领域，百度研究院预发布量子计算平台“量易伏”，可用于编程、模拟和运行量子计算机，为量子基础设施服务提供量子计算环境。今年5月，百度飞桨发布量子机器学习开发工具“量桨”，深度融合人工智能与量子计算；云上量子脉冲系统“量脉”，可将量子计算软件指令转换成控制量子硬件的脉冲序列，算法性能较同类工具实现成倍级的提升，是实现量子软硬件连接的关键桥梁。深度学习领域，百度深度学习平台飞桨已经凝聚超过210万开发者，已有9万家企业通过飞桨创建了超过29.5万个模型。飞桨还凭借量桨的发布，成为国内首个支持量子机器学习的深度学习平台。百度研究院通过结合自身AI优势，升级新架构，取得的基础性研究创新有目共睹，不断推动中国AI技术向前发展。当下，全球智能革命和中国新基建浪潮席卷而来，百度研究院必将继续再接再厉，推动AI技术持续突破。

出品|三言财经 作者|探秘者一直以来，电子雾化行业饱受争议，当下这些厂商们在干些什么，还停留在代工厂加营销的老模式吗？那些质疑能消除吗？怎么消除？带着疑问，我们南下深圳，去探秘这个行业的代表性企业悦刻，它把我们带到了悦刻生命科学实验室。what？实验室我懂，生命，还科学？这么高级的吗？这是要干什么？走进悦刻生命科学实验室我看到了细胞、小白鼠、深圳国际生物谷位于深圳最东部的深圳国际生物谷，入驻了很多生命、生物、健康、医疗等高新技术企业和机构，悦刻的生命科学实验室就在这里。该实验室将系统性研究电子雾化气溶胶在人体细胞、动物层面的减害程度，并开展临床前安全评估。首先走进的是呼吸系统模型实验室。映入眼帘的是人肺和鼻炎腔的3D打印模型，通过3D打印制造出人工呼吸系统，真实模拟烟气经过呼吸系统时的气溶胶动力学特征。更直观的分析考察气溶胶粒径等因素对其在气道运输和沉积的影响，并指导产品品质的提升。3D打印机操控软件又来到一个地方，被挡着，要跨过来。还要穿上防护服、戴上手套。风淋室还要经过这个狭小的通道，风淋室，机器开动后开始吹风，我们要来来回回转几圈，两边吹出的空气可去除人身上所携带的尘埃，能有效的阻断或减少尘源进入洁净区。走出风淋室就进入了悦刻生命科学实验室的核心：SPF( Specific Pathogen Free，无特定病原体) 级动物实验房。刚才的门挡板就是防止小动物跑掉的。全身吸入暴露系统动物实验室主要做三项实验。一是吸入实验，又分为全身吸入暴露和口鼻吸入暴露。全身吸入是将小白鼠放置在密闭仪器中，通过旁边的给药装置定量的输入气溶胶，让小白鼠全身可接触气溶胶。口鼻吸入是将小白鼠放进一个透明管，露出口鼻，然后将口鼻放置进气溶胶的环境里。两种给药方式是动物实验常用的给药方式，是气溶胶动物实验研究的基础。第二项实验是条件性位置偏好实验，是经典的检测成瘾性指标的实验，通过小鼠对不同位置的偏好，反应它的成瘾性。吸完气溶胶后的小白鼠被带行为偏好观察室，放进类似上面这个装置，系统评估悦刻产品在动物层面的减害和使用偏好。第三项是独木桥行为分析，以小白鼠在独木桥上的状态和前进的距离判断小白鼠的醉酒状态。接着走进大型仪器区。细胞扫描分析仪，查看细胞的完整状态。超速离心机，用于病毒及亚细胞组份分离，蛋白梯度分析，RNA梯度沉淀等。可以设定转速，像不像洗衣机？在细胞实验室里，向细胞滴入烟油放入冰柜一段时间检测活细胞的数量在生化实验室，进行烟气细胞实验。主要有3种给药方式，利用剑桥滤片进行烟气收集、培养基收集、让细胞直接暴露在烟气中。左香烟，右雾化器接着是病理切片观察，将组织或细胞放大展示给研究者，观察不同样品引起小白鼠病理切片的变化，从而发现其可能产生的病变。DNA凝胶电泳，能够用于分离、鉴定、纯化DNA片段，可以帮助发现DNA可能发生的变化信息。你能看到DNA不？大实验室一瞥可以看到悦刻的生命科学实验室让人大开眼界，从人体呼吸系统的模拟，到小白鼠的吸入实验、行为分析，从细胞的观察，到病理切片分析，还到了DNA层面，可谓全面。那么悦刻启用生命科学实验室，宣布进军科学，有什么意义？有什么研究成果？为什么这么做？悦刻的1+4研究路径，与10年科学计划粗略观察当前的行业选手们，多数已经沉寂，那种粗暴式代工加品牌、赚短线钱的模式一去不复返。未来怎么做，固步自封？还是寻求突破、谋求长远发展，是留给头部企业的问题。悦刻此次进军科学应该不是口号，它提炼了“悦刻科学”的下属品牌名字，slogan是“尊重事实，探索未知”。悦刻创始人兼CEO汪莹表示，非科学无以致远，悦刻希望成为一家值得信任的企业。科学是获得信任的基础，作为头部品牌，有责任拓展电子雾化行业的科学边界，不断探索并回答未知。其实，这个行业的属性就决定了，走得长远并不是靠营销，而是通过技术和科学不断拓展边界。“电子雾化器对个体健康和公众健康的影响程度，特别是长期健康影响的程度，不是发几篇论文就有答案的，它需要一个完整的生命科学链条来解决，也将是一个长期过程。”悦刻联合创始人、研发与供应链负责人闻一龙公布了悦刻科学“1+4”研究路径：其中，“1”指的是持续严控产品品质，“4”，则指的是建立理化研究、毒理研究、临床研究和长期影响评估四大模块，系统性开展对电子雾化器的科学评估。这意味着悦刻科学工作完成了从点到面的布局，也有机会建立全面复杂的分析模型，引领行业扩大电子雾化器的认知半径。悦刻实验室负责人姜兴涛公布了与多个科研机构、医院、学校共同研究的其中5个重要发现。其中，悦刻产品在苯、4种亚硝胺等有害气溶胶成分方面分别减少99.1%和99.8%以上。保守估计，气溶胶细胞毒性也至少降低90%以上。另外，悦刻产品气溶胶未显示出遗传毒性，肺纤维化风险也更低。同时，悦刻也公布了未来10年的科学计划，将建立悦刻全球科学研究平台，打造从微观到宏观，从化学、生物学到社会科学研究的完整科学链条。进军科学的意义及“非科学无以致远”的远在哪里？电子雾化行业是个什么行业？IT？互联网？消费电子？没有一个准确的定性，它并非手机那样独立于人体的电子产品，还融合了生物等领域，用更广阔的科学来作为行业范畴更为合适。悦刻进军科学有三重意义：一、自身。作为头部企业，一举一动都被关注。悦刻将自己愿景定为成为一家值得信任的企业，是在谋发展，是长期主义。虽然政策会有影响，但这个行业还未到终局，雨未至，身先动，不断寻求突破当下风险、未来可能风险的方法。二、行业。这个行业有很多未解之谜。一会美国一个报告，一会英国一个报告，到底有哪些危害，减少了哪些有害成分？存在的其他影响是什么？都还没有一个确切的结论，这是一个复杂系统的问题。无论国际还是国内，对雾化吸入领域的系统性科学研究资源非常稀缺，远远无法满足行业快速发展的需求。悦刻进军科学其实是在为行业带路。不仅帮助解开行业谜团，还会为行业蹚出新路子。三、边界。非科学无以致远，这个远在哪里？尊重事实，探索边界，就是求证事实，拨开行业迷雾，探索未知领域。笔者认为，这个行业的边界远非限于当下我们的认知领域，雾化本身是个可延展的词，具有很大的想象空间。基于此行业的研究，能不能跳出目前的存在形态，将其延展到动物身上？是否从科研成果基础上演化出更多产品可能？悦刻的这一步，是充满想象的一步。

阿里巴巴达摩院是一家致力于探索科技未知，以人类愿景为驱动力的研究院，是阿里在全球多点设立的科研机构，立足基础科学、颠覆性技术和应用技术的研究。今天我们就来看一下阿里巴巴达摩院到底是在研究什么的？三院三主体三院指的就是亚洲达摩院、美洲达摩院、欧洲达摩院，并在北京、杭州、新加坡、以色列、圣马特奥、贝尔维尤、莫斯科等地设立不同研究方向的实验室。而且里面的研究人员都是本国顶尖的科学家。三主体指的是，一是在全球建设的自主研究中心；二是与高校和研究机构建立的联合实验室；三是全球开放研究项目-阿里巴巴创新研究计划（AIR计划）。达摩院就是这三个主体组成的。达摩院研究什么？达摩院的研究涵盖语音智能、语言技术、机器视觉、决策智能等方向，建成了完善的机器智能算法体系， 不仅囊括语音、视觉、自然语言理解、无人驾驶等技术应用领域，还不断深化AI基础设施建设，重金投入研发AI芯片、超大规模机器学习平台。这么说可能有点泛，我们说点具体的。我们知道的平头哥就是达摩院的产物，一是研究神经网络芯片，正在研发一款神经网络芯片Ali-NPU，该芯片将运用于图像视频分析、机器学习等AI推理计算；二是嵌入式芯片。主要是为了进行更多的数据获取。最近大家比较熟知的就是达摩院成立了XG实验室。此前达摩院已成立语音实验室、视觉实验室、智能计算实验室、自动驾驶实验室、量子计算实验室等。而新的实验室现在的研究方向就是5G基础设施技术和应用的协同创新。在金庸小说中，达摩院代表着武学机构。而今天，马云让它变成了科技前沿的研究院，相信在未来达摩院会给我们带来越来越多的惊喜。大家关于达摩院未来的发展还有什么想说的，可以关注并留言给科技猫。

实验室是企业进行科技创新的重要平台，但许多中小企业也面临着资金和人才投入能力有限的困局。近日，由珠海市工业和信息化局主办的中小企业开放实验室需求对接活动在拱北海关技术中心举行，为愿意开放实验室的研究机构、高校等单位与相关产业类别的中小企业牵线搭桥，探索建立实验室开放合作共享机制。全市40余家中小企业及实验室服务机构代表共60余人参加活动。活动现场，珠海市工业和信息化局为首批认定的8家服务机构代表颁发“珠海市中小企业开放实验室”牌匾，并同步在“政企云”平台开通了所有开放实验室查询功能，方便企业随时查找所需的仪器设备资源。活动过程中，拱北海关技术中心等实验室机构分别围绕自身服务能力、设备水平和人员配置等方面进行介绍，并与相关中小企业就服务范围、服务项目和合作模式等内容进行交流。“血液净化是我们的重要业务，我们非常需要一些高分子材料分析设备。”与会企业人士阎先生告诉记者，这些设备需要较大的资金投入，而且产品一旦上市，这些设备又会面临闲置的尴尬局面，“跟更多实验室建立长期合作机制，对我们开展产品前期的基础研究很有意义。”“首批认定的23个开放实验室，涵盖了生物医药、新材料等重点产业集群。”珠海市工业和信息化局副局长扶志表示，他们希望通过行业之间的创新资源共享，充分发挥各高校、科研机构、企业研发中心实验室的仪器设备以及人才、技术优势。一方面将有条件的实验室向有需求的中小企业充分开放共享，提高实验室的创新溢出效益，促进全市中小企业研发能力水平提升，降低中小企业的科技创新成本；另外一方面，对行业中企业、机构实验室之间的科技资源进行有效整合，以“强强联合”的形式促进行业研发创新能力提升。新闻来源：珠海特区报