金奖概率仅万分之1.08！这个南开师生团队做到了！

在第八届中国国际“互联网＋”大学生创新创业大赛中，南开大学摘得了1金2银8铜的好成绩。其中，由南开大学人工智能学院院长赵新教授及郑月阳老师指导，刘曜玮博士担任团队负责人的“猪源动力——世界机器人化克隆先行者，中国乡村产业振兴”项目团队（以下简称“猪源动力”团队）获得了大赛“青年红色筑梦之旅”赛道金奖。中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛由教育部主办，是目前全国覆盖面最广、综合性最强、参与人数最多、影响力最大的大学生学科竞赛。本届大赛报名参赛人数1450万余人，参赛项目340万余个，覆盖参赛国家和地区111个，真正实现“百国千校万人”参赛，金奖获奖概率仅为万分之1.08！大赛采用线上线下相结合的方式，打造了一场“超越极限，重塑自我”的创新创业盛会。历经激烈角逐，“猪源动力”团队不懈研究，实现全流程机器人自动化“孕育”克隆猪技术，成功在大赛中脱颖而出。

世界首创

破解生猪育种卡脖子难题

去年3月，在国家重点研发计划项目支持下，南开大学“猪源动力”团队运用其研发的世界首创全流程机器人化动物克隆技术，实现了克隆种猪应用推广，助力乡村产业振兴。
据了解，在此之前，我国的生猪产业由于种猪市场大，但种源被国外垄断，产业发展自主化程度低，导致育种源头、数量、性能的卡脖子问题长期存在，“猪动力”面临严重不足。利用克隆技术大量扩增祖父辈原种猪是解决这一卡脖子问题的有效方案，但人工克隆操作步骤多、难度大、效率低，且能够进行克隆操作的领域人才短缺，使得大范围推广克隆技术应用于种猪育种存在一定难点。
南开大学“猪源动力”团队以刘曜玮为研发带头人，聚焦微操作，锚定克隆猪，对接“国家自然科学基金重大科研仪器项目”，着眼我国微操作领域的自动化，攻坚克难。在与天津市农科院深入探讨后，聚焦“体细胞移植克隆”领域，进行机器人全流程操作克隆的技术研发。

克隆胚胎移植实验第一胎出生的10只小猪

这一技术利用显微视觉建立了最大厘米级、最小亚微米级分辨率的全局视野，实现了克隆操作批量化；通过细胞受力分析，实现了基于最小力的克隆操作自动化；通过细胞内应变评估，降低了克隆操作过程对卵母细胞的损伤，提高了克隆操作后的胚胎发育率，实现了克隆操作精准化。

用于生物工程的微操作机器人系统

“猪源动力”团队研发的“面向生命科学的原位显微分析与操作仪”也在2018年被评选为“中国智能制造十大科技进展之一”。该团队的第一批机器人操作克隆种猪已应用于育种生产，成果在养殖户间的好评如潮，克隆种猪的规模化推广与应用累计为14家中小型养殖散户带来了1.24亿元的收益，激发了世界首创克隆种猪研究活力，也将为乡村经济发展提供持续动力。

“猪源动力”实地调研

务实创新

“猪源动力”团队合力攻坚

作为“猪源动力”项目骨干成员，人工智能学院硕士生左晓莹表示，参加本届“互联网＋”红旅赛道创业项目大赛，选择以机器人化克隆育种技术为载体，很重要的原因是团队成员“志趣相投”。“我们团队成员大部分都在做微纳技术的相关研究，每个人都怀着一份对专业的热爱进行创业实践。我们对这项技术非常有自信，觉得它是极其有可能改变当下种猪克隆市场的关键。”
左晓莹说，“习近平总书记多次强调种源科技自立自强的战略意义。我们非常希望通过参加‘互联网＋’比赛来检验我们这项技术的市场应用价值。就比如它能否得到投资人的青睐，以便于我们未来跟随国家的大政方针继续开展相关研究。”
摘得金奖之路并不好走，“猪源动力”团队在研发过程中遇到了不少需要攻克的关键技术难点。
人工智能学院硕士生李明慧负责项目研发工作，在细胞操作上下了很大的功夫。研究生二年级的她在做实验方面并没有很充分的经验，然而做实验往往需要考虑更多的现实因素，与单纯的写作学术论文有着相当大的差别。为了展现出一个完美的动态微操作扎细胞过程图，她需要提前用一整天时间烧制玻璃管，并拉出扎细胞要用到的极细的针，在实验室里工作一下午甚至一晚上也都是常有的事。
  “拉针、抽细胞核这些是技术问题，这些操作都是人眼很难直接看见，如何掌握合适的力度，选择怎样的压力环境，是需要长期实验才能真正成功的。”李明慧介绍道，“怎样扎细胞是对细胞损伤最小的，扎多深、以什么方向扎，如何拨动细胞到合适的位置，这些研发中涉及到的科学问题都需要我们去做系统的力学建模，再去设计微纳机器人的操作步骤，都是我们课题组的师兄师姐和老师们共同做出来的。”

家猪卵母细胞弹性测量实验过程

吸持针与注射针针尖定位结果

从校赛进军市赛，再从市赛突出重围进入国赛，“猪源动力”团队获得金奖的过程并不是一帆风顺的。
人工智能学院研究生王一雯表示，参加最终国赛复活赛的前两天是团队的“至暗时刻”。在前一轮比赛中，由于团队成员的答辩并没有达到预想中的效果，很遗憾的被评为了银奖。
“我们是结果发布当天晚上快十点才知道进入了复活赛，第二天早上七点多就要去抽签答辩了。复活赛的答辩时间是五分钟，但是我们之前准备的PPT内容是演讲十分钟的。”王一雯说，“要紧急删减浓缩答辩内容，还要脱稿讲，时间真的很紧急。”
左晓莹补充道：“一开始觉得进入复活赛的概率太小了，所以我们团队线上答辩展示的背景板和调试好的双机位都拆掉了，复活赛答辩时间紧任务重，还要再布置一下场地，当时压力确实很大。”
面对重重挑战，“猪源动力”团队稳扎稳打，在自身努力的同时，他们的成功也离不开身边人的助力。左晓莹说：“校团委的老师们在赛前组织学校的几个参赛项目一起交流沟通，这对于我们来说也是一个向竞争伙伴看齐、秉承南开人积极进取的态度共同进步的过程。”

“猪源动力”线上答辩现场

于微纳处天地宽广

“猪源动力”未来可期

在学校、学院和指导教师的大力支持下，“猪源动力”团队不负众望，经过多年的技术积淀和几个月的项目开发，最终成功斩获了红旅赛道金奖。
激烈的比赛过后，“猪源动力”团队成员也都回到了日常的学习和科研中，他们有的人在为新的比赛项目做着中期报告的筹备，有的人为毕业论文忙碌着……但这次难忘的参赛经历，为成员们的学术生涯添上了浓墨重彩的一笔，让他们收获了珍贵的创业实践经验，在未来的道路选择上更加坚定了信念。

“猪源动力”学术获奖成果

左晓莹说：“我们团队的同学大部分都是做技术的，但在‘互联网＋’的比赛中需要我们去了解很多的商业模式，进行市场调研、市场分析等等，这对我们来说既是挑战也是一个很难得的锻炼机会，我们从中也对创业有了更具体的认知。”
李明慧说：“我现在做的研究项目也是细胞方面的实验，虽然跟克隆技术关联不大，但是参加这个项目也为我积攒了很多科研经验，也增强了自己的科研精神。而且这次比赛的过程中我们经历了很多变化和不确定性，收获了科研成果和创业经验之外，也让我意识到了时间规划的重要性，在未来的学习研究中我也会抓紧一切时间去做实验，把大量的精力继续投入到研究中去。”
“猪源动力”团队在接下来的研究中，将继续对细胞进行仿真实验。团队负责人刘曜玮也正带领成员在为真正办成一个种猪克隆公司进行多方面的研究和实践，把这个完全掌握机器人自动化克隆自主知识产权的项目继续推进，在未来真正做到大规模、大范围应用，实现助农目标，用“猪”动力推动中国乡村产业的振兴，这也是作为南开人时代责任感与使命感的彰显。
左晓莹说：“我们希望未来可以把这个项目推广到产学研相结合的层面，帮助同学们参与实践，吸引更多的大学生回乡创业，助力农业发展和乡村振兴。”
作为项目指导教师，南开大学人工智能学院院长赵新教授表示，“对学生来说，参与双创项目竞赛是一个很好的成长途径，学生可以提高专业技能和实操能力。而对于老师而言，在指导学生的过程中，也可以不断提升自己的教学科研能力。未来，学院将进一步健全创新创业教育体系，不断推动创新创业成果转化，持续激发学生创新创业的兴趣和潜能，努力培养造就具有高素质创新创业能力的人工智能高端人才。”

团队简介

指导教师：

赵   新 南开大学英才教授，南开大学人工智能学院院长

郑月阳 南开大学人工智能学院团委书记、辅导员

顾问：

崔茂盛 天津市农业科学研究院研究员

团队成员：

刘曜玮 团队负责人、南开大学博士后、助理研究员

王一雯 南开大学人工智能学院硕士研究生

郑月阳 南开大学人工智能学院辅导员

李   杰 南开大学人工智能学院博士研究生

张艺荻 南开大学人工智能学院博士研究生

邱金禹 南开大学人工智能学院博士研究生

李明慧 南开大学人工智能学院硕士研究生

王祖琦 南开大学人工智能学院硕士研究生

左晓莹 南开大学人工智能学院硕士研究生

王   粲 南开大学人工智能学院本科生

往期回顾：

NANKAI UNIVERSITY 

来源：南开大学新闻中心

记者：乔仁铭

学生记者：许邹佳仡

编辑：罗莹 郭威

审核：李娜 吴军辉

为创新竞进的南开师生团队点“赞”！