方向决定命运：未来突破性创新或源自求生欲

Original 知社知社学术圈 2021-06-13

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从广义的角度来看，所有的科技创新最终目的都是为了改善人类的生活。无论是基础性的能源供应，不断提高产量的现代农业，还是高效可靠的交通体系，方便快捷的通讯网络，都是为了提高人们的生活质量而一直在发展。虽然科技的进步通常是渐进性的，但突破性的创新总是会给人以更多启发，而一些影响人类健康和生存质量的趋势，将越来越有可能成为突破性创新的源头。

民以食为天

经济发展带了一个显而易见的好处就是在人们的饮食结构中，肉类食品占比越来越高。今年下半年以来猪肉全国性的涨价和由此引发的全民话题，则再次证明了肉类食品的供应是否充足对人们的生活有着重要影响。

南京农业大学国家肉品中心周光宏教授带领团队，使用第六代的猪肌肉干细胞，在培养20天后，获得重达5克的人造猪肉。这是国内首例由动物干细胞扩增培养而成的人造肉，是一个里程碑式的突破。

图片来自国家肉品中心微信公众号

该成果有3个突破：一是首次分离得到高纯度的猪肌肉干细胞和牛肌肉干细胞，突破了培养肉研究难以获得高纯度单一细胞群的瓶颈；二是创立了猪和牛肌肉干细胞体外培养干性维持方法，初步解决了传代过程中细胞增殖和分化能力衰减的难题；三是研发出我国第一块肌肉干细胞培养肉产品，使我国跻身于该领域国际前列。细胞培养肉在生产过程中不耗费饲料和水，不需要进行垃圾废物处理，对动物友好，没有添加激素抗生素猪肉精等添加剂的需要，甚至还可以控制其中的营养成分。在满足人类对肉类需要的同时，还解决了传统养殖业带来的社会、经济和环境问题。

显然这个成果暂时还只能停留在实验室，但是这毕竟预示了一个很有希望的未来：人类第一次可以不用饲养和宰杀动物就可以获得肉类食品。孟子云：君子之于禽兽也，见其生，不忍见其死；闻其声，不忍食其肉。是以君子远庖厨也。如果人类能够和自然界的动物们和平相处，何乐而不为呢？在保护环境、保护地球成为共识的时代背景下，另辟蹊径，以一种前所未有的方式来生产肉类食品，让人们看到了未来的更多可能性。

非物联网概念的可穿戴

从人类进入工业时代以来，经济发展对整个地球的环境产生了越来越大的影响。全球气候变暖导致冰川加速融化，海平面逐渐上升，酷热酷寒的极端的天气现象频繁出现。对人类这种恒温动物来说，气温忽高忽低，湿度时浓时淡都会让人感到很不舒服。解决这一类问题的传统产品如空调已经数十年没有产生过大的变革。

一家叫Seymourpowell的设计与创新工作室开发了一款名字叫做Atmosphère的前卫概念性产品：只要将其挂在脖子上，就能影响头部周围的小气候。它能像便携式个人空调一样帮助人体排出更多的热量，还能根据用户的生理指标和周围空气的相关指数。激活空气过滤功能，或是向空气中添加水蒸气以提高空气湿度，甚至雾化某种美容产品使其附着在脸上（如防晒霜）。

图片来自Seymourpowell

虽然Atmosphère看起来有点科幻，但其实这些功能并没有超出当前技术水平所能达到的范围。我们有传感器，空气过滤器和各种蒸发液体的方法。也许这个“衣领”看起来有点小，无法容纳所有这些设备，并且它的电池容量也不太够，需要频繁充电，但是Atmosphère依旧是有潜力的，让人充满期待。

近年来，受到各种职业防护服启发的时装设计师们展示了许多以“生存”为主题的时装，现在有了Atmosphère，我们在工业设计领域也看到了相同设计理念，这都是为了应对生存环境的不断恶化而进行的创新。虽然这个设备带来的“小气候”的改善，作用范围仅限于我们身体周围十几公分。但是这依然让我们对这类能够直接提高人体舒适度的未来产品充满期待。

突破即生命

如果说上述保证食品供应、让人体更舒适的科技创新还给人以“很需要，但是并不急迫”的感觉的话，11月13日晚，在深圳举行的“SEED AWARD智慧生活创想者”评奖活动，则为我们展示了更多与疾病治疗甚至延续生命有关的科技创新成果。

SEED AWARD总决选获奖者合影

获得最终大奖的成果——3D打印心脏

特拉维夫大学的研究人员使用患者自己的细胞和生物材料“打印”了世界上第一个 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、血管、心室的完整心脏。就原理来看，项目团队从志愿患者身体取出一份脂肪样本，然后将脂肪分离成细胞和非细胞材料，随后细胞被编程为多能干细胞（一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞，能分化成任何类型的体细胞），而非细胞材料（主要由胶原蛋白和糖蛋白组成）就被制成水凝胶，相当于印刷的「墨水」。在与水凝胶混合后，细胞被分化成心脏或内皮细胞（后者是排列血管内表面的细胞），随后 3D 生物打印机就能够逐层构建生物组织，产生与患者特异性免疫相容的心脏贴片，通过 CT 扫描技术勾勒心脏形状、血管结构，最后，“打印”出整个心脏。

图：世界上首个解决排异问题的3D打印心脏

使用患者自己“原生”的生物材料，消除了植入物被免疫系统排斥的风险，这是此项成果最重要的一项创新，使得患者因排异反应死亡的风险大大降低，并且无需终身服用抗排异药物。同时也意味着，心脏移植有可能摆脱心脏捐献数量不足的制约，为每个需要心脏移植的患者“定制”心脏。不光解决了“有没有”的问题，还解决了“好不好”的问题，虽然这项技术依然有待完善，但是这毕竟给无数患者带来了生存的希望，因此这项成果获得大奖实至名归。

图：Pinpoint手术机器人

清华大学李卓团队研发的Pinpoint手术机器人项目，通过机器臂辅助下针+呼吸跟踪的方式，可以准确穿刺5mm结节，精准程度远超外科大夫的徒手操作。手术机器人利用三维重建技术，实时获取人体表面信息同时计算肿瘤实时位置，从而控制机械臂准确、稳定完成肺癌活检穿刺手术。它将大大降低肺癌确诊难度并减轻肺癌诊断给患者带来的疼痛和二次伤害，还能够将原先30~60分钟的穿刺检测时间压缩到15分钟，大大提升医生的诊断效率。目前该项目已经与三甲医院合作进入到鼠、猪、犬动物实验阶段，效果良好。

想对了方向，就有大突破，您觉得呢？

参考资料

1.http://baijiahao.baidu.com/s?id=1650541700117157570&wfr=spider&for=pc

2.http://baijiahao.baidu.com/s?id=1650171773156692005&wfr=spider&for=pc3.https://www.fastcompany.com/90432400/the-next-iphone-moment-wont-be-about-communication-itll-be-about-survival

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