加速智能自動化變革，共筑美麗健康新世界

初識鎂伽是在2022年1月初。時(shí)值天津疫情大規(guī)模爆發(fā)，一則關(guān)于鎂伽“抗疫支援小組”攜帶新冠檢測設(shè)備奔赴抗疫前線的新聞深深的觸動了我們。據(jù)了解，鎂伽早在國內(nèi)疫情剛開始就毅然投身抗疫第一序列，以前瞻的創(chuàng)新型技術(shù)為后盾，為抗擊新冠肺炎做出了貢獻(xiàn)。帶著濃濃的敬意與好奇，中國機(jī)器視覺網(wǎng)記者采訪了鎂伽科技機(jī)器視覺總監(jiān)高巖與AI科學(xué)家孫新，一扇通往高效、健康、美好世界的大門就此打開。

鎂伽成立于2016年，是一家專注研發(fā)先進(jìn)科學(xué)生產(chǎn)力工具的科技公司。在生命科學(xué)領(lǐng)域，鎂伽通過不斷開發(fā)創(chuàng)新、高質(zhì)量的智能自動化產(chǎn)品，為客戶提供多元化、全流程的解決方案，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從研發(fā)端、生產(chǎn)端到下游檢測檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室的全鏈條覆蓋，助力生命科學(xué)研究的探索與發(fā)展。同時(shí)結(jié)合自主研發(fā)的通用型智能生物實(shí)驗(yàn)室——鎂伽鯤鵬實(shí)驗(yàn)室的科研能力，為行業(yè)帶來高附加值的生產(chǎn)力工具和服務(wù)，加速新藥研發(fā)、細(xì)胞基因治療、類器官以及合成生物學(xué)等領(lǐng)域的智能自動化變革，改善人類生命健康。此外，鎂伽的解決方案和服務(wù)也被廣泛應(yīng)用于先進(jìn)制造領(lǐng)域，深度服務(wù)泛半導(dǎo)體、新能源等行業(yè)。

縱觀鎂伽的發(fā)展史，總能看到國內(nèi)高校和研究所的身影。鎂伽一直希望以先進(jìn)的科技生產(chǎn)工具和創(chuàng)新產(chǎn)品助力科學(xué)家釋放更多潛能，因而愿意通過共同申報(bào)的項(xiàng)目、校企合作、建立博士后工作站等各種模式與國內(nèi)高校和研究所合作。比如鎂伽科技與清華大學(xué)聯(lián)合申報(bào)的科研項(xiàng)目——“高通量自動化連續(xù)定向進(jìn)化平臺篩選納米抗體的研究和應(yīng)用”正式獲批2022國家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目。鎂伽科技與中國中醫(yī)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院聯(lián)合申報(bào)的科研項(xiàng)目先后獲批2022國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目。自2022年以來，鎂伽與高校、科研院所的聯(lián)合項(xiàng)目已連續(xù)三次入選國家自然基金支持名單。這標(biāo)志著鎂伽在生命科學(xué)不同細(xì)分領(lǐng)域的科研創(chuàng)新實(shí)力得到認(rèn)可并具備廣泛應(yīng)用價(jià)值，切實(shí)解決實(shí)驗(yàn)室質(zhì)效痛點(diǎn)，為人類健康長壽的大命題貢獻(xiàn)更多力量。

中藥新藥研發(fā)，領(lǐng)先技術(shù)開新局

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國中藥工業(yè)總產(chǎn)值約9000億元，約占我國生物醫(yī)藥工業(yè)總產(chǎn)值的 1/3，并帶動形成約2.5萬億元規(guī)模的中藥大健康產(chǎn)業(yè)。如此大規(guī)模的中藥產(chǎn)業(yè)，卻面臨著質(zhì)量不能保證的窘境，究其問題出在了生產(chǎn)環(huán)節(jié)。我國中醫(yī)藥理論雖然先進(jìn)，但生產(chǎn)技術(shù)落后，工藝制造較粗糙，質(zhì)控水平低。大部分中藥生產(chǎn)線只實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化或者自動化，無法達(dá)到數(shù)字化、智能化程度。

為打破這一局面，“中國制造 2025”和“中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要（2016—2030）”指出，今后中醫(yī)藥發(fā)展的主要方向是推進(jìn)中藥智能制造，注重信息化、智能化及工業(yè)自動化三者的相互融合。鎂伽作為國內(nèi)自動化與智能化解決方案的提供商，在當(dāng)前政策引導(dǎo)的大趨勢下，無疑是打破窘境推動中醫(yī)藥快速發(fā)展的關(guān)鍵力量。

2023年新年伊始，鎂伽與中國中醫(yī)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心聯(lián)合申報(bào)的項(xiàng)目——“機(jī)器人驅(qū)動的高通量中藥新藥及其作用靶點(diǎn)篩選新技術(shù)建立和示范應(yīng)用”成功獲批2022國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在探索突破中藥新藥研發(fā)的勞動密集性、實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性和可重復(fù)性等瓶頸。結(jié)合鎂伽在機(jī)器人自動化、人工智能領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢和中國中醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心長期的科研積累，通過鎂伽自主研發(fā)的實(shí)驗(yàn)室自動化軟件系統(tǒng)MegaFluent?將藥物篩選工作站、熒光定量 PCR 儀等儀器進(jìn)行有效串聯(lián)，結(jié)合熱穩(wěn)定性蛋白質(zhì)芯片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了中藥復(fù)雜作用體系靶點(diǎn)篩選及有效成分鑒定的全流程自動化，極大提高篩選質(zhì)量，有效解決中藥靶點(diǎn)、新藥篩選的難題。

中藥檢測與西藥檢測的區(qū)別？

鎂伽科技機(jī)器視覺總監(jiān)高巖告訴記者，中藥跟西藥在制作方式、目標(biāo)數(shù)量、藥物成分等方面存在區(qū)別。首先是兩者的制作方式不同：中藥是用傳統(tǒng)的方法煮沸植物、動物和礦物質(zhì)等天然藥物，不需要提取藥物成分，而西藥需要提取藥物成分，這些成分是通過有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)或生物方法制備的。其次兩個(gè)行動的目標(biāo)數(shù)量不同：中藥可以作用于一個(gè)或多個(gè)靶點(diǎn)，而西藥只能作用于一個(gè)或一個(gè)特定靶點(diǎn)。最后是兩者的藥物成分?jǐn)?shù)量不同：西藥通常由化學(xué)成分制成，而中藥通常可以由許多中藥材料制成，因而二者的檢測主要根據(jù)制作方法和成分的不同進(jìn)行分析開展。但是針對二者的檢測，目標(biāo)是一致的，鎂伽通過自身生化團(tuán)隊(duì)，打造針對中藥和西藥分析的自動化和標(biāo)準(zhǔn)化，利用薄層色譜或稱薄層層析等技術(shù)，結(jié)合鎂伽在機(jī)器視覺、人工智能、生物科技和自動化技術(shù)優(yōu)勢，確切的把檢驗(yàn)自動化和實(shí)驗(yàn)室智能化落實(shí)在中國的中西藥檢測領(lǐng)域上，為創(chuàng)建更美好的世界而努力。

圖 鎂伽科技機(jī)器視覺總監(jiān)高巖

賦能類器官，技術(shù)融合最前沿

值得一提的是鎂伽在類器官方向也取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。鎂伽旗下的前沿生物公司——賽拉達(dá)生物，打造出自動化類器官工作站，實(shí)現(xiàn)高通量標(biāo)準(zhǔn)化大規(guī)模類器官培養(yǎng)和測試。目前已成功培養(yǎng)出具有2波段跳動和顯著腔室結(jié)構(gòu)的心臟類器官、具有腦室和清晰神經(jīng)結(jié)構(gòu)的腦類器官等數(shù)十種具有極高價(jià)值的類器官模型。

賽拉達(dá)一直致力于借助自動化和智能化技術(shù)賦能類器官技術(shù)的應(yīng)用，積極探索類器官技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化以及應(yīng)用生態(tài)的構(gòu)建，著力各種類器官培養(yǎng)、類器官芯片的定制以及在精準(zhǔn)醫(yī)療、再生醫(yī)學(xué)、新藥研發(fā)、細(xì)胞智造等領(lǐng)域的研發(fā)。結(jié)合公司自主研發(fā)的自動化工作站系統(tǒng)并借助機(jī)器視覺技術(shù)，通過對類器官的視覺自動診斷并通過標(biāo)準(zhǔn)化大規(guī)模實(shí)驗(yàn) ，已成功建立了高通量的iPSC細(xì)胞誘導(dǎo)的小腸、肝臟、腎臟、心臟、肺、腦、視網(wǎng)膜和血管等類器官及組織來源的肺、胰腺、胰島、腸、膽管、肝臟等類器官培養(yǎng)體系，并開發(fā)了具備科研與臨床精準(zhǔn)治療能力的高通量腫瘤類器官藥物篩查平臺。

鎂伽與中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院聯(lián)合申報(bào)的項(xiàng)目——“基于CRISPR/Cas9高通量篩選聯(lián)合類器官探索PRKDC在骨肉瘤多柔比星耐藥中的作用及機(jī)制研究”便是鎂伽自動化高通量基因編輯以及類器官技術(shù)的成功應(yīng)用。據(jù)了解，骨肉瘤當(dāng)前的治療手段非常有限，手術(shù)及輔助化療為目前臨床標(biāo)準(zhǔn)治療方案。多柔比星是臨床一線化療藥物，其耐藥往往致患者化療效果不佳，嚴(yán)重影響患者預(yù)后。湘雅團(tuán)隊(duì)與鎂伽鯤鵬實(shí)驗(yàn)室結(jié)合各自在自動化高通量藥篩、高通量基因編輯技術(shù)、類器官技術(shù)和骨肉瘤領(lǐng)域的專業(yè)積累優(yōu)勢，成功揭示骨肉瘤多柔比星耐藥的作用及機(jī)制，將有效推動骨肉瘤臨床治療水平的提升。通過此次技術(shù)的升級，鎂伽將助力解決制藥過程難題和提高臨床治療水平。

機(jī)器視覺技術(shù)，不可或缺的拼圖

在助力生命科學(xué)自動化與智能化升級的路上，鎂伽在短短幾年內(nèi)就取得了豐碩的成果，這與鎂伽鯤鵬實(shí)驗(yàn)室有最直接的聯(lián)系。借力鎂伽多年深耕獲得的人工智能、機(jī)器人自動化技術(shù)能力，以及專業(yè)的跨學(xué)科復(fù)合型專家團(tuán)隊(duì)，鯤鵬實(shí)驗(yàn)室形成了“自動化+人工智能+生物學(xué)”能力閉環(huán)，輸出前沿生物學(xué)研發(fā)能力。其中，公司自研的MegaPlant AI算法平臺、InteVega 視覺平臺、MegaCloud鎂伽云等都是組成該閉環(huán)不可或缺的部分。

圖 鎂伽科技AI科學(xué)家孫新博士

據(jù)鎂伽科技AI科學(xué)家孫新博士介紹，InteVega平臺是以AI賦能視覺的新一代機(jī)器視覺平臺。立足“Vision Beyond AI”的愿景，根據(jù)數(shù)十年機(jī)器視覺行業(yè)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，該平臺基于數(shù)據(jù)流引擎和500多個(gè)自主研發(fā)的2D/3D視覺+AI算子，以流程圖的方式搭建視覺流程，實(shí)現(xiàn)對生命科學(xué)和先進(jìn)制造領(lǐng)域的機(jī)器視覺需求進(jìn)行零代碼開發(fā)。InteVega還支持圖像采集及特征分析、設(shè)備間通信、運(yùn)動控制、生成界面軟件等關(guān)鍵視覺開發(fā)功能。相比于純定制開發(fā)，使用InteVega平臺搭建項(xiàng)目視覺流程可以有效降低1/3以上的項(xiàng)目開發(fā)及維護(hù)的人力和時(shí)間成本，從而促進(jìn)項(xiàng)目的快速交付、規(guī)模交付，實(shí)現(xiàn)降本增效。

同時(shí)，InteVega平臺集成了基于MegaPlant AI算法平臺孵化的30多個(gè)對于生命科學(xué)和先進(jìn)制造領(lǐng)域應(yīng)用場景經(jīng)過專門定制優(yōu)化的AI算法模型，涵蓋了目標(biāo)檢測、分類、語義分割、實(shí)例分割、OCR/OCV、無監(jiān)督異常檢測、合成數(shù)據(jù)生成等算法類型，效果和速度表現(xiàn)均大幅領(lǐng)先于通用算法。在InteVega平臺內(nèi)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)自動標(biāo)注、數(shù)據(jù)人工標(biāo)注、AI模型訓(xùn)練、AI模型自動剪枝量化加速和嵌入流程圖等功能，做到了AI算法模型零代碼開發(fā)和上線。

InteVega平臺是鎂伽的AI視覺算法基座，幫助鎂伽在視覺相關(guān)產(chǎn)品和項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)開發(fā)效率、技術(shù)復(fù)用率、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化率的大幅提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降本增效。在生命健康的液體分裝、耗材生產(chǎn)、細(xì)胞與類器官分析、血液分析等領(lǐng)域，鎂伽的視覺算法工程師們基于InteVega平臺均實(shí)現(xiàn)了行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，做到了項(xiàng)目的優(yōu)秀交付。

InteVega平臺已申請數(shù)十件發(fā)明專利，目前已在鎂伽主營的生命健康、半導(dǎo)體、新能源、新型顯示等產(chǎn)品方向?qū)崿F(xiàn)了規(guī)?；涞貞?yīng)用；架構(gòu)先進(jìn)性和產(chǎn)品設(shè)計(jì)前瞻性也為其未來應(yīng)用于更廣泛的諸如汽車、3C等領(lǐng)域提供了可能。InteVega平臺的下一步計(jì)劃是推向商業(yè)市場，賦能更多行業(yè)用戶。