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全球首创技术让生物组织变为“玻璃态”
科技日报· 2025-08-12 07:55
基于该项全球首创技术,团队在国际上首次实现单神经元水平"输入—输出"的准确链接,为深入解析脑 功能的神经环路机制提供了新的机遇。结合团队自主研发的重建算法,VIVIT技术还可构建从亚细胞到 全器官的三维图谱,精准再现包括细胞器、神经突触在内的精细结构和位置,为各种器官绘制纳米级三 维立体"画像"。 (文章来源:科技日报) 为了兼顾透明和无形变,团队开展跨学科研究,自主研制出高折射率的离子液体。"基于该离子液体, 我们开发了整套VIVIT组织透明化处理技术,首次将不透光的生物组织在低温下转变为'玻璃态'。"苑克 鑫介绍,玻璃态的样本不会由于形成冰晶对组织造成机械性损伤,可在-80℃下长期保存,随用随取。 论文中展示了啮齿类、非人灵长类和人类脑组织经处理后,神经突触等亚细胞级精细结构在显微镜下均 清晰可见。团队还发现,离子液体处理后的样本经荧光染料染色后,其信号强度可提升2—30倍。这为 跨尺度进行三维数据获取与空间重建奠定了坚实基础。 11日,清华大学生物医学工程学院苑克鑫教授团队全球首创的生物组织透明化处理方法登上国际期刊 《细胞》杂志。该方法能将不透明的生物组织转变为"玻璃态",便于显微镜等设备对组织内部进 ...
新型大模型让图像复原更高效
科技日报· 2025-08-11 10:17
图像复原领域长期存在一个两难困境:追求高质量往往耗时长,而追求高效率则难免损失细节精 度。如何把一张老照片修复得又快又好? 近日,中国科学院深圳先进技术研究院发布HYPIR图像复原大模型。它由该院先进计算与数字工程 研究所研究员董超团队研发,为图像复原技术的实际应用提供了更高效的解决方案,更为影视修复、文 化传承与保护等领域带来新的可能。 传统方法中,基于预训练扩散模型的复原技术显著提升了图像复原效果,但存在计算复杂度高、推 理速度慢、训练资源消耗大以及生成结果可控性不足等问题。这些成为限制图像复原技术发展的瓶颈。 2024年,董超团队研发出智能画质增强大模型SUPIR。它能将低质量的图像恢复到接近原始状态的 高清图像,有效修复多种退化类型的图像。 HYPIR作为SUPIR的升级版,舍弃了迭代式扩散模型训练,改用单步的对抗生成模型训练方式,将 原有的算法速度提升了数倍。同时,HYPIR采用更新的文生图基模型进一步提升算法效果,实现8K级 别的细节生成,在生成图像的稳定性和可控性方面远超SUPIR大模型。 "以往的图像复原往往包括扩散模型蒸馏等过程。HYPIR则不需要依赖这些步骤,复原方法更加简 单。它在训练和 ...
人造细胞内核苷酸从头合成代谢通路构建
科技日报· 2025-08-11 09:48
针对上述难题,研究团队在人造细胞内实现了核苷酸从头合成代谢通路的构建,并将合成的核苷酸 用于RNA转录。该代谢通路以碳酸氢铵为起点合成尿苷三磷酸(UTP),包括氨甲酰磷酸合成酶 (CPS)、天冬氨酸转氨甲酰基酶(ATC)、二氢乳清酶(DHO)、二氢乳清酸脱氢酶(DHODH)、 磷酸核糖焦磷酸激酶(RPPK)、尿苷5′-单磷酸合成酶(UMPs)、尿苷酸激酶(UK)和核苷二磷酸激 酶(NDK)8种酶。同时,研究引入由肌酸激酶(CK)和磷酸肌酸组成的ATP(三磷酸腺苷)再生系统 以驱动该代谢途径。在优化条件下,3小时内可产生0.85毫摩尔每升的UTP,与CTP、GTP、ATP和T7 RNA聚合酶共同实现了人造细胞内的RNA转录。人造细胞内UTP从头合成代谢通路及其后续RNA转录 的成功实现,为自主人造细胞的构建奠定了坚实基础。 核苷酸是合成RNA的必要成分。以简单化合物从头合成核苷酸,对生命活动来说至关重要。目 前,人造细胞研究中转录过程均依赖预先添加的核苷酸,而非内源合成,这限制了人造细胞的自主性和 长期稳定性,在人造细胞内原位合成核苷酸以维持RNA转录仍是巨大挑战。 科技日报讯 (记者朱虹 通讯员梁英爽)8月8 ...
呼吸道感染竟会唤醒“体内的敌人”
科技日报· 2025-08-11 09:48
这些癌细胞仿佛在等待一个信号,而病毒引发的炎症,正是那个"启动密码"。美国科罗拉多大学安 舒茨医学分校的科学家在小鼠模型上做了实验:当乳腺癌小鼠呼吸道感染后,原本平静的肺部迅速变 得"热闹"起来,休眠的癌细胞在几天内开始苏醒、分裂,短短两周,转移病灶就明显扩大。 科学家们紧接着分析了英国生物样本库(4837人,所有癌症类型)和美国Flatiron健康数据库 (36845人,乳腺癌患者),发现人类世界的数据也有类似的警报:呼吸道感染后的癌症患者,其癌症 相关死亡风险是未感染者的一倍;而在乳腺癌患者中,感染后肺部转移的风险上升了40%以上。 这意味着,呼吸道感染可能"开门"让癌细胞趁虚而入。或许,人体免疫系统在全力抗敌时,无意中 为癌细胞创造了"温床",炎症信号就像"营养液",刺激它们重新活跃。 研究无止境,科学无定论。这一研究还有待进一步扩大样本和深入分析。它也不是让人们恐慌的理 由,而是提醒人们:健康是一场精密的平衡游戏。对于癌症康复者来说,预防呼吸道感染,比以往任何 时候都更重要。戴口罩、打疫苗、勤洗手,这些看似简单的动作,可能就是在为自己的身体筑起一 道"防火墙"。 《自然》杂志最近发表了一项重磅研究,揭 ...
【科技日报】掌握核心技术,中国航天迈上新高度
科技日报· 2025-08-11 09:33
嫦娥探月工程 - 嫦娥六号首次采集带回1935.3克月球背面样品,历时53天完成多项世界航天纪录[1][4] - 嫦娥六号突破月球逆行轨道设计、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术[6] - 相比嫦娥五号任务,嫦娥六号实现首次月背采样返回,展示多项硬核科技如玄武岩纤维国旗、自主智能机器人等[6] - 嫦娥五号和六号样品已分发给国内外科学家研究,大量科学成果涌现[4] - 探月工程四期将实施嫦娥七号、嫦娥八号任务,推进国际月球科研站建设[6] 载人航天工程 - 中国空间站建设在20个月内完成3次舱段、4次载人飞船和4次货运飞船发射,跑出"中国航天加速度"[3] - 空间站实现产品全部国产化、原材料国产化、关键核心元器件100%自主可控[3] - 航天员蔡旭哲与团队完成9小时太空出舱活动,刷新单次出舱时长世界纪录[2] - 空间站已接纳9个任务乘组,进行6次"太空会师",后续将研制发射扩展舱段[3] 深空探测进展 - 天问一号实现世界首次通过单次任务完成火星环绕、着陆和巡视三大目标[9] - 天问二号探测器飞行一个多月后与地球距离超过1200万公里,目标为2016HO3小行星和311P主带彗星[7][9] - 未来将推进天问三号火星采样返回、天问四号木星系探测等任务[10] - 在羲和号太阳探测基础上继续开展太阳探测工程,建设新一代空间基础设施[10]
掌握核心技术,中国航天迈上新高度
科技日报· 2025-08-11 09:08
中国航天工程核心进展 - 嫦娥六号完成人类首次月球背面采样返回任务 带回1935.3克月背样品[1][5] - 突破月球逆行轨道控制 月背智能快速采样 月背起飞等关键技术[6] - 基于月壤样品取得多个首创性研究成果 首次揭示月球背面演化历史[1] 载人航天领域突破 - 2022年12月31日全面建成中国空间站 实现产品全部国产化 关键元器件100%自主可控[3] - 创造世界最快空间交会对接纪录 开发再生生保系统 舱外机械臂等创新技术[3] - 2024年12月17日航天员刷新单次出舱时长世界纪录达9小时[2] - 空间站已接纳9个任务乘组 完成6次太空会师 开展多项空间应用实验[3] 深空探测技术跨越 - 天问一号2021年实现世界首次单次任务完成火星环绕 着陆和巡视三大目标[9] - 天问二号2025年5月29日发射 目标为2016HO3小行星和311P主带彗星探测[9] - 计划推进天问三号火星采样返回 天问四号木星系探测等深空任务[10] 技术自主化成果 - 空间站原材料全部国产化 关键核心元器件100%自主可控[3] - 采样系统从新材料 元器件层级实现基础技术突破[6] - 嫦娥五号 六号月壤样品已分发给国内外科学家产生大量研究成果[4] 未来发展规划 - 加速实施探月工程四期嫦娥七号 八号任务[6] - 积极推进国际月球科研站建设[6] - 发展卫星互联网系统 建设新一代国家民用空间基础设施[10] - 继续开展太阳探测工程[10]
暗物质可探测参数空间扩宽两个数量级
科技日报· 2025-08-11 09:08
研究突破 - 利用詹姆斯·韦伯空间望远镜数据开展强相互作用暗物质直接探测研究 成功克服地面实验探测局限 将可探测参数空间扩宽两个数量级[1] - 提出新的暗图像处理方法 有效排除高能事件干扰 得到暗物质全新约束 填补地面实验探测空白[1] - 将宇宙中强相互作用暗物质在总暗物质丰度占比限制为0.4%以下[1] 技术应用 - 研究方法采用詹姆斯·韦伯空间望远镜近红外谱仪的暗图像数据 该类数据不受外界光源影响 可有效标定宇宙射线和仪器自身噪声[1] - 分析方法可推广应用于其他空间望远镜数据 为未来空间暗物质探测器设计及数据处理提供理论支撑[2] 行业意义 - 研究成果为未来空间暗物质探测提供理论基础 在暗物质直接探测领域将发挥重要作用[1][2] - 揭示了空间探测器探测强相互作用暗物质的独特优势及可行性[2]
1.7秒修复高清大片 新型大模型让图像复原更高效
科技日报· 2025-08-11 07:40
技术突破 - 中国科学院深圳先进技术研究院发布HYPIR图像复原大模型,解决传统图像复原技术计算复杂度高、推理速度慢、训练资源消耗大等问题[1] - HYPIR舍弃迭代式扩散模型训练,采用单步对抗生成模型训练方式,算法速度提升数倍[1] - HYPIR实现8K级别细节生成,在生成图像稳定性和可控性方面远超前代SUPIR大模型[1] 性能优势 - HYPIR在单张图像处理器上仅需1.7秒完成1024×1024分辨率图像复原[3] - 传统扩散模型常导致文字模糊或扭曲,HYPIR能保持文字高保真度和清晰度[3] - HYPIR具备自然语言理解能力,可精准捕捉用户指令并反映在复原过程中[3] 应用场景 - 该技术适用于影视修复、文化传承与保护等领域[1] - 已成功部署于明犀科技平台,开源代码和模型上传至GitHub[3] - 团队与深圳市南山区档案馆合作修复馆藏照片,未来将推进模型产业化[3] 效率提升 - HYPIR训练和推理速度较传统方法提升一个数量级以上[2] - 用户可灵活调节生成与复原比例,精细控制图像细节程度[3]
打磨管道、规划行动、产线配送……国产机器人不断向实用“进化”
科技日报· 2025-08-11 07:39
行业规模与增长 - 中国已成为全球第一大机器人生产国 工业机器人产量从2015年3.3万套增长至2024年55.6万套 [2] - 2024年中国工业机器人市场销量达30.2万套 连续12年保持全球最大市场 [2] - 预计2025年中国工业机器人销量将超40万台 市场规模有望升至1500亿元 [6] 技术发展特征 - 智能化成为工业机器人重要发展方向 通过AI技术实现自主感知、分析和决策能力 [2] - 智能管道爬行打磨机器人使工作效率提升10倍以上 解决有害环境施工难题 [2] - 复合机器人具备±0.05毫米重复定位精度 可在0℃-50℃环境自主避障与上下楼梯 [3] - 电动夹爪开合时间仅需0.2秒 旋转精度±0.05度 夹爪精度±0.02毫米 [5] 产业链整合趋势 - 工业机器人供应商通过上下游全价值链垂直整合提供差异化定制服务 [4] - 电动夹爪在国产机器人市场渗透率仅6% 但具备较强垂直整合潜力 [4][5] - 企业通过技术集成形成标准化解决方案 在汽车零部件、信息家电等领域实现应用 [6] 应用场景拓展 - 机器人应用从工业领域延伸至民生领域 艾灸机器人通过3D视觉实现穴位精准定位 [7] - 艾灸机器人采用石墨烯净化技术处理烟雾 已取得二类医疗器械证并在多地医疗场景投用 [7] - 协作机器人推出"应用场景+"产品 深度服务工厂焊接、打磨、移动搬运等场景 [7] 市场发展动力 - 政策支持、技术突破与各行业需求增长共同推动机器人产业发展 [8] - 展会汇聚1000多家企业展示协作机器人与智能控制系统 推动制造向智造转型 [1]
微观探测与智能医疗领域研发获新进展——冷冻电镜与AI双引擎平台发布
科技日报· 2025-08-11 07:39
记者8月7日从苏州工业园区获悉,由苏州工业园区洛加大先进技术研究院(以下简称"洛加大苏研院") 牵头打造的冷冻电镜与AI双引擎平台日前面向全球发布。该平台整合了冷冻电镜前沿技术与海量数 据,有助于生物医学从基础研究到临床应用的全方位发展。 (文章来源:科技日报) 此次发布的冷冻电镜与AI双引擎平台,涵盖自研的透射电镜相机、冷冻电镜、SBDD/AIDD生物医学计 算平台、医疗大数据智能辅助诊疗与科研平台等软硬件协同创新产品。 其中,"白云4M/16M"透射电镜相机等国产化产品由洛加大苏研院科研团队联合苏州德锐特成像技术有 限公司联合研发。该公司是全球领先、国内首家电子探测器企业,也是该领域国内唯一实现量产的企 业。 冷冻电镜和SBDD/AIDD生物医学计算平台立足电镜成像,向更多显微领域拓展,让AI能看见并理解微 观世界。其中,200千伏冷冻电镜是苏州地区首台可提供冷冻电镜服务的设备,它搭载高性能探测器, 能提供原子级分辨率成像服务,可应用于药物递送机制研究、蛋白质结构解析等多个领域。 SBDD/AIDD生物医学计算平台融合结构药物设计与人工智能药物发现技术,通过强大算法精准筛选药 物靶点、设计先导化合物,将大 ...