“先锋者计划”推出首个项目

你听说过“生物混合机器人”吗？

这是一种将生命系统与机电系统有机融合的机器人形态，兼具高能量转换效率、强适应性、自我修复功能、环境交互功能等生物特性和高精度控制、复杂任务执行能力、可批量制造等机电优势，是机器人未来发展的新范式。近日，上海市科委发布“先锋者计划”(生物混合机器人主题)项目申报指南，引起很多科研人员的关注。

“多学科与前沿技术交叉，是这个项目的最大特点。”华东师范大学生命科学学院副院长叶海峰说，“据了解，很多高校科研人员想通过跨学科合作申报这个项目，竞争会非常激烈。”

“先锋者计划”生物混合机器人主题的设立，源于市科委建立的全球前沿科技动态扫描机制。相关研究团队发现，美国、以色列、日本和新加坡等国家的多所高校在研究生物混合机器人。为引导上海科学家探索这一前沿交叉领域，定位于早期技术筛选和概念验证的“先锋者计划”应时而生。

扫描全球前沿科技

市科委介绍，“先锋者计划”将不定期遴选主题并发布项目申报指南，生物混合机器人是这项计划的首个主题。上海市科学学研究所的吴文伟博士说，近年来全球科技创新呈现出一种新趋势——技术生命周期变短，技术突破频率加快，技术复杂度增大，导致技术发展存在高度不确定性，节奏较慢的传统科研模式已难以适应这种趋势。因此，有必要在科技项目布局中采取加速试错、动态优化的策略，分散布局高风险高回报项目，主动应对未来技术的不确定性。

生物混合机器人就是一个研发风险高，但有很大应用潜力的技术方向。全球前沿科技动态扫描显示：在美国，哈佛大学和埃默里大学利用人类心脏细胞制造出生物混合机器鱼，其肌肉收缩强度、肌肉协调性和游泳速度随心肌细胞的成熟而提升，最终达到与野生斑马鱼相近的性能水平；在日本，东京大学和早稻田大学开发出含有肌肉纤维的生物混合机械手，它受电流刺激后可抓取、移动物体并做出复杂手势；在新加坡，南洋理工大学研制的“半机械蟑螂”已用于地震救援。它们是经过改造的马达加斯加发声蟑螂，携带热成像相机、导航传感器和无线通信设备，能进入废墟缝隙搜寻被困者。 下转 3版

(上接第1版)基于全球扫描，上海市科学学研究所认为，生物混合机器人具有变革性，未来有望应用于工业制造、医学诊断与治疗、灾害救援、未知地形探索、环境污染治理等领域，可开展前瞻性立项布局。

“这个专项的执行期限是一年，每项资助额度不超过100万元，根据里程碑节点验收情况分批拨付，体现了加速试错、动态优化的特点。”吴文伟说。

组建学科交叉团队

在流程设计上，“先锋者计划”也有创新之处。它的项目征集时间长达6个月，根据项目申报情况每1—2个月组织一次评审和立项，让科研人员有充足的时间准备，组建申报项目的学科交叉团队。在项目评审上，采用“摘要筛选+会议评审”方式。为减轻申请者负担，摘要篇幅限定在5页，要求凸显应用场景和创新亮点。

作为参与项目策划的科学家，叶海峰回忆：“今年春节假期刚过完，我就接到电话，通知我当天晚上6点到市科委开会，讨论生物混合机器人。”此后，他作为论坛主席，负责筹备了2025浦江创新论坛·前沿与交叉创新专题论坛“生物混合机器人”专场。论坛邀请到全国各地的多位相关领域科学家以及产业界、投资界人士，通过研讨，明确了“先锋者计划”(生物混合机器人主题)项目申报指南的基础内容。

这份项目指南规定，生物混合机器人应满足三个条件：由生物组件(组织、器官、微生物等)与非生物组件(机电系统、合成材料等)融合形成的智能系统；包含传感器、处理器和执行器等基本功能单元；具备自主或半自主的环境交互功能。

指南设立两个专题方向，包含活体组织驱动的机器人、生物器官增强的机器人、半生物半机器人、微生物或细胞机器人以及多个关键核心技术攻关课题。

推动跨学科合作

近年来，叶海峰团队找到光遗传学这个接口，将光控系统与电子软件工程技术结合，开发出一种通过智能手机无线远程调控“光控定制细胞”基因表达的装置。在糖尿病小鼠实验中，他们用手机App调控“光控定制细胞”表达胰岛素，达到降低血糖的效果。

华东师范大学副研究员管宁子正在研制一种“特工益生菌”，有望治疗代谢性疾病。益生菌通过口服进入人体后，80%以上会被胃酸杀死，如何保护它们活着进入肠道，并在蠕动的肠道内定植较长时间？刘尽尧团队研制的纳米材料可制成微生物“防护服”。这种非生物组件与益生菌融合后，有望开发成口服型智能活体药物，让穿上“防护服”的“特工益生菌”既能防御胃酸攻击，又能在肠道定植，通过精准控制药物释放，实现对代谢性疾病的长期有效控制。

在“先锋者计划”的推动下，这种正在酝酿的跨学科合作还有很多。吴文伟介绍，生物混合机器人领域涉及生命科学、控制学、微机电系统、微纳加工技术、人工智能、新兴材料等多个学科与前沿技术，通过前瞻性立项布局，可以激发这些学科专家的合作积极性，引导他们探索前沿交叉新范式。研发出原型产品后，这些项目成果将接受技术可行性、市场可行性验证，为培育未来产业奠定基础。