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。時值天津疫情大規(guī)模爆發(fā)，一則關于鎂伽“抗疫支援小組”攜帶新冠檢測設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)新型技術為后盾，為抗擊新冠肺炎做出了貢獻。帶著濃濃的敬意與好奇，中國機器視覺網(wǎng)記者采訪了鎂伽科技機器視覺總監(jiān)高巖與AI科學家孫新，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)先進科學生產(chǎn)力工具的科技公司。在生命科學領域，鎂伽通過不斷開發(fā)創(chuàng)新、高質量的智能自動化產(chǎn)品，為客戶提供多元化、全流程的解決方案，目前已經(jīng)實現(xiàn)了從研發(fā)端、生產(chǎn)端到下游檢測檢驗實驗室的全鏈條覆蓋，助力生命科學研究的探索與發(fā)展。同時結合自主研發(fā)的通用型智能生物實驗室——鎂伽鯤鵬實驗室的科研能力，為行業(yè)帶來高附加值的生產(chǎn)力工具和服務，加速新藥研發(fā)、細胞基因治療、類器官以及合成生物學等領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也被廣泛應用于先進制造領域，深度服務泛半導體、新能源等行業(yè)。

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

中藥新藥研發(fā)，領先技術開新局

據(jù)統(tǒng)計，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，但生產(chǎn)技術落后，工藝制造較粗糙，質控水平低。大部分中藥生產(chǎn)線只實現(xiàn)了機械化或者自動化，無法達到數(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。鎂伽作為國內自動化與智能化解決方案的提供商，在當前政策引導的大趨勢下，無疑是打破窘境推動中醫(yī)藥快速發(fā)展的關鍵力量。

2023年新年伊始，鎂伽與中國中醫(yī)科學院醫(yī)學實驗中心聯(lián)合申報的項目——“機器人驅動的高通量中藥新藥及其作用靶點篩選新技術建立和示范應用”成功獲批2022國家自然科學基金面上項目。該項目旨在探索突破中藥新藥研發(fā)的勞動密集性、實驗穩(wěn)定性和可重復性等瓶頸。結合鎂伽在機器人自動化、人工智能領域的獨特優(yōu)勢和中國中醫(yī)學科學院醫(yī)學實驗中心長期的科研積累，通過鎂伽自主研發(fā)的實驗室自動化軟件系統(tǒng)MegaFluent?將藥物篩選工作站、熒光定量 PCR 儀等儀器進行有效串聯(lián)，結合熱穩(wěn)定性蛋白質芯片技術，實現(xiàn)了中藥復雜作用體系靶點篩選及有效成分鑒定的全流程自動化，極大提高篩選質量，有效解決中藥靶點、新藥篩選的難題。

中藥檢測與西藥檢測的區(qū)別？

鎂伽科技機器視覺總監(jiān)高巖告訴記者，中藥跟西藥在制作方式、目標數(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化學、無機化學或生物方法制備的。其次兩個行動的目標數(shù)量不同：中藥可以作用于一個或多個靶點，而西藥只能作用于一個或一個特定靶點。最后是兩者的藥物成分數(shù)量不同：西藥通常由化學成分制成，而中藥通?？梢杂稍S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行分析開展。但是針對二者的檢測，目標是一致的，鎂伽通過自身生化團隊，打造針對中藥和西藥分析的自動化和標準化，利用薄層色譜或稱薄層層析等技術，結合鎂伽在機器視覺、人工智能、生物科技和自動化技術優(yōu)勢，確切的把檢驗自動化和實驗室智能化落實在中國的中西藥檢測領域上，為創(chuàng)建更美好的世界而努力。

圖 鎂伽科技機器視覺總監(jiān)高巖

賦能類器官，技術融合最前沿

值得一提的是鎂伽在類器官方向也取得了不錯的進展。鎂伽旗下的前沿生物公司——賽拉達生物，打造出自動化類器官工作站，實現(xiàn)高通量標準化大規(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構的心臟類器官、具有腦室和清晰神經(jīng)結構的腦類器官等數(shù)十種具有極高價值的類器官模型。

賽拉達一直致力于借助自動化和智能化技術賦能類器官技術的應用，積極探索類器官技術的標準化以及應用生態(tài)的構建，著力各種類器官培養(yǎng)、類器官芯片的定制以及在精準醫(yī)療、再生醫(yī)學、新藥研發(fā)、細胞智造等領域的研發(fā)。結合公司自主研發(fā)的自動化工作站系統(tǒng)并借助機器視覺技術，通過對類器官的視覺自動診斷并通過標準化大規(guī)模實驗 ，已成功建立了高通量的iPSC細胞誘導的小腸、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。

鎂伽與中南大學湘雅二醫(yī)院聯(lián)合申報的項目——“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制研究”便是鎂伽自動化高通量基因編輯以及類器官技術的成功應用。據(jù)了解，骨肉瘤當前的治療手段非常有限，手術及輔助化療為目前臨床標準治療方案。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，嚴重影響患者預后。湘雅團隊與鎂伽鯤鵬實驗室結合各自在自動化高通量藥篩、高通量基因編輯技術、類器官技術和骨肉瘤領域的專業(yè)積累優(yōu)勢，成功揭示骨肉瘤多柔比星耐藥的作用及機制，將有效推動骨肉瘤臨床治療水平的提升。通過此次技術的升級，鎂伽將助力解決制藥過程難題和提高臨床治療水平。

機器視覺技術，不可或缺的拼圖

在助力生命科學自動化與智能化升級的路上，鎂伽在短短幾年內就取得了豐碩的成果，這與鎂伽鯤鵬實驗室有最直接的聯(lián)系。借力鎂伽多年深耕獲得的人工智能、機器人自動化技術能力，以及專業(yè)的跨學科復合型專家團隊，鯤鵬實驗室形成了“自動化+人工智能+生物學”能力閉環(huán)，輸出前沿生物學研發(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科學家孫新博士

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

同時，InteVega平臺集成了基于MegaPlant AI算法平臺孵化的30多個對于生命科學和先進制造領域應用場景經(jīng)過專門定制優(yōu)化的AI算法模型，涵蓋了目標檢測、分類、語義分割、實例分割、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)均大幅領先于通用算法。在InteVega平臺內實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)自動標注、數(shù)據(jù)人工標注、AI模型訓練、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產(chǎn)品和項目上實現(xiàn)開發(fā)效率、技術復用率、產(chǎn)品標準化率的大幅提升，進而實現(xiàn)降本增效。在生命健康的液體分裝、耗材生產(chǎn)、細胞與類器官分析、血液分析等領域，鎂伽的視覺算法工程師們基于InteVega平臺均實現(xiàn)了行業(yè)領先的產(chǎn)品技術指標，做到了項目的優(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、半導體、新能源、新型顯示等產(chǎn)品方向實現(xiàn)了規(guī)?；涞貞?；架構先進性和產(chǎn)品設計前瞻性也為其未來應用于更廣泛的諸如汽車、3C等領域提供了可能。InteVega平臺的下一步計劃是推向商業(yè)市場，賦能更多行業(yè)用戶。