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工業和信息化部辦公廳關于開展智能技術在生物制造領域典型應用案例征集工作的通知

來源: | 作者:秘書處 | 發布時間: 2024-10-30 | 298 次瀏覽 | 分享到:

工信廳消費函〔2024〕394號

各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團工業和信息化主管部門：

為貫徹落實黨中央、國務院關于加快推進新型工業化的決策部署，推動人工智能、智能制造等智能技術賦能新型工業化，促進智能技術和生物制造深度融合，助力生物制造場景創新，加快形成新質生產力，現組織開展智能技術在生物制造領域典型應用案例征集工作。有關事項通知如下：

一、征集方向

以智能技術和生物制造深度融合為主線，圍繞生物制造產業鏈創新研發、中試放大、生產制造等重點環節，聚焦高性能蛋白質元件設計及構建等8大場景，開展典型應用案例征集工作。

（一）高性能蛋白質元件的設計及構建

利用機器學習、大語言模型等人工智能技術發掘、設計蛋白質序列及空間結構，實現對酶等蛋白質功能的預測和優化，提升催化活性、底物選擇性、熱穩定性、耐酸耐堿性、靶點親和力、結合特異性等性狀，并實現在生物化工、農業、飼料、醫藥、環保等領域的應用。

（二）調控機制的解析及優化

借助人工智能等技術探索工程菌株、細胞系的基因表達、酶促反應層面調控機制，發掘或從頭設計新調控元件，開發預測算法與模型，實現對于調控抑制問題的解鎖、關鍵基因及產物的動態控制、基因線路的構建等應用成果，提升產量、轉化率、抗逆性等關鍵工業指標。

（三）代謝通路的設計及優化

通過人工智能等智能技術，發掘、設計新的代謝通路，并通過高通量構建與測試完成干—濕實驗迭代，實現對代謝通路的建模，并利用數據模型引導代謝通路的優化，打通新的產物分子的合成路徑，或實現已知代謝產物的產量提升、底物消耗降低等目標。

（四）細胞工廠的構建及優化

利用人工智能、知識圖譜等技術，分析工業菌株、細胞系的基因型與產量、耐受性等工業指標的關聯關系，利用高通量基因編輯技術完成基因組尺度的大規模編輯，改善細胞工廠在大規模生產中的適應性，提升生產效率，優化其在特定工業條件下的表現。

（五）培養基配方的設計及優化

利用基于人工智能的實驗設計策略以及實時在線監測、高通量分析等技術手段，獲取真實、準確的發酵過程數據，結合代謝網絡分析方法，尋找培養基中底物、關鍵營養素、微量元素等的最優配比，不斷優化微生物及細胞生長速度、產量、轉化率等關鍵工業指標，提升工藝經濟性。

（六）生物反應過程的智能控制

通過智能傳感、在線分析及智能控制等智能技術的結合，實現對量產規模生物反應器及其生產過程的智能化控制，借助精準補料、變速攪拌、通氣量調節等控制策略，實時監控并調整溫度、pH值、溶解氧、關鍵底物濃度等重要的過程參數，并通過數字孿生等手段，建立反應器物理模型及黑箱數據庫等，模擬和預測生物反應過程，優化控制穩定性，提升響應速度，提高生產效率，加速發酵條件優化與工藝放大的進程。

（七）生物制造產品的智能檢測和質量控制

利用智能技術實現生物制造產品的檢驗檢測和閉環質量控制，通過信號增強、模式識別、圖像處理等手段，自動完成傳感器、分析儀器的數據分析，快速識別生物制造中間體、終產品以及整個制造過程的缺陷和異常，在線進行標定、分揀等操作，并及時將質量信息向生產控制系統反饋，實現對生物制造關鍵生產過程參數的實時動態優化。

（八）其他案例

聚焦智能技術賦能生物制造產業發展的其他方面，且具備一定推廣價值的典型應用案例。

二、申請條件

（一）申請單位在中華人民共和國境內注冊登記，具有獨立法人資格，近三年財務狀況良好，在信用等方面無不良記錄。鼓勵生物制造企業與人工智能企業聯合申請，鼓勵中小企業和初創團隊積極參與申請。

（二）典型應用案例應已落地并取得成效，具有引領作用，對相關行業或企業具有借鑒意義和推廣價值。

（三）申請材料須客觀真實，能夠充分體現人工智能與生物制造深度融合的技術特點，高度聚焦實際場景應用需求和重點問題。

（四）每家報送單位牽頭報送不超過3項（作為參與單位限報5項）。

三、工作程序

（一）各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團工業和信息化主管部門（以下統稱省級工業和信息化主管部門）負責組織本地區典型應用案例申請及報送工作。

（二）申請單位按要求填寫申請書（見附件1），向所在地省級工業和信息化主管部門提交申請材料。