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世界首次用AI成功克隆猪！南开大学做到了

百家 作者：新智元 2022-06-08 13:39:52


??新智元报道??

编辑：袁榭

【新智元导读】2022年3月底，南开大学AI研究团队成功完成全世界首次用AI操作机器人、全无人操作的克隆猪孕育。
看过《黑客帝国》系列电影的人，大都对其中的真实人类养殖场印象深刻。
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在超级AI管控中，机器自动克隆人类胚胎、自动送入营养池培育、养大了做人肉电池……
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当然，真实世界不能这么造人，即使敲点活人胚胎基因都会举世哗然。
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不过哺乳动物千万种，人不能这么造人，但人这么造猪，那可就理所当然是个技术大突破了。


南开完成全球首次AI克隆猪


AI赋能的、过程全自动化的克隆猪孕育，世界首次的桂冠在2022年3月底被中国南开大学人工智能学院的研究团队摘得。

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此消息于2022年5月底被南开大学低调公开。虽然相关研究的详细论文尚未发布，不过科技界和产业界没过多久就注意到了这个消息。
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2022年3月31日，在完全无人工干预、每个步骤都全部由AI自主控制下的机器人操作流程中，中国南开大学人工智能学院的赵新教授研究团队，成功让一头普通的「代孕」母猪怀孕110天，诞下了7头克隆纯种小长白猪。
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按照南开大学的新闻稿，赵教授团队在每个克隆步骤都用AI相关技术做出了改进：
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利用计算机视觉技术建立了最大厘米级、最小亚微米级分辨率的全局显微视野，提高操作效率，实现克隆操作批量化；
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通过细胞受力的算法自动分析，实现了基于最小力道的机器人克隆操作自动化；
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通过机器学习技术带来的细胞内应变评估，降低了克隆操作过程对卵母细胞的损伤，提高了克隆操作后胚胎发育率，实现了克隆操作精准化。
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如此，才能在2017年同一研究团队世界首次用机器人克隆猪的成就上再创突破。
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2017年那次，给孕母猪的卵细胞插细胞核等关键步骤还是人工手动完成的。2022年有了AI帮忙，这些关键步骤的人力就可以省去了。


AI克隆猪既精准且快速，解放人力效率高


产业界和科研界注意到这事，原因也在此：如果种猪培育的克隆技术真能完全脱离手工操作，那生产效率就有了工厂化的前景，钱途无量。
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南开的新闻通稿里有提到：「用克隆技术大量扩增祖父辈原种猪，用人工克隆，操作步骤多、难度大，胜任克隆操作的人员极度短缺，不能真正解决生产祖父辈原种猪大量需求的难题。」
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而在《南华早报》的采访中，2005年为中国首度成功克隆猪的潘登科老师现身说法，说AI自动克隆猪技术真要能落地，那可把科研人员从劳力密集、耗时甚长的苦差事里给解救出来了。
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现在在养猪大省成都开着生物科技公司的创业老总潘登科，说自己当年做科研人时，每天要重复克隆任务的「体细胞核移植」（SCNT）步骤操作一千余次，累得自己落下了病根、长年腰酸背痛。
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而提取孕体卵母细胞、去细胞核、再把供体体细胞核移入去核卵母细胞中的SCNT步骤是克隆作业的关键。并且要是手工操作者一个用力有微弱误差，这个步骤就失败了。
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而按南开大学的通稿消息，用上AI来机器克隆猪之后，机器人操作的用力精准度有显著提高。标志克隆成功的囊胚率，人工操作时是10%，AI操作时是27.5%，囊胚率提升2.75倍。
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接受克隆胚胎的单胎代孕母猪产仔数，人工操作时是平均不足5头，提升AI自动化克隆猪时是两批3胎共24头，平均单胎产仔8头，提升了60%以上。
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此外，研究团队第一批全自动化操作的克隆猪已用于育种生产，13头健康克隆猪有9头留种，留种率69%，与普通种猪留种率35%相比将近翻番。


中国养猪业需求极大，AI克隆猪技术不愁卖相


中国现在是全球最大的猪肉消费国与生产国，种猪需求量巨大，每年种母猪更新量1300万头，种公猪更新量30万头以上。

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中国全国猪只总数常年保持在4亿以上，人均猪肉年消费量在30-35公斤，已经接近欧盟水平。2018年中国猪肉产量为5404万吨，2019年为4255万吨，2020年为4113万吨。
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而世界第一的猪肉产量还是无法满足世界第一的猪肉总消费量，每年中国都要进口数百万吨猪肉。
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加上2018-2019年非洲猪瘟自俄国传入中国，中国的健康猪只总数因防疫灭杀剧降。这给养殖业带来了几乎毁灭性的冲击，也激增了猪肉进口的压力。
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即使在新冠肆虐的2021年，中国仍然进口了331万公吨的猪肉。
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而中国家猪养殖业的种猪，仰赖于国外进口。在新冠初起、物流紊乱的2020年，中国全年还进口了种猪约3万头。
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因为中国进口曾祖辈的原种猪受到原产国限制，只能进口退化快的祖父辈原种猪，通常经3年左右繁殖即退化，所以原种猪的商业流程是「进口、退化、再进口、再退化」的循环。
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按2021年中国农业部的官方说法，中国养猪业的核心育种群的产仔数、饲料转化率等关键指标与种猪出口国家还有10%-30%的差距。
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所以任何能让中国种猪大规模持续繁育的技术，都将有广阔的利润空间。要是火热的AI快钱抢占此先机，或许能创造下一个风口。


参考资料：

http://news.nankai.edu.cn/ywsd/system/2022/05/31/030051550.shtml
https://www.scmp.com/news/china/science/article/3180067/chinese-scientists-produce-worlds-first-pigs-cloned-entirely







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