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勇做“极寒追梦人”，3年打破国外30年垄断
2022.10.12
引言：
2022年10月11日，在由市委宣传部等部门联合开展的“中国梦·新时代·新征程”青岛市百姓宣讲大赛汇报宣讲暨颁奖仪式上，盈康一生旗下海尔生物医疗自动化产品总监任文广动情讲述《挑战极寒追梦人》故事，展现了海尔人在研发自动化低温生物样本库征程中乘势而上、追逐梦想、不畏艰辛的创新经历。此前，在 “中国梦·新时代·新征程”山东省百姓宣讲比赛中，由任文广带来的《挑战极寒追梦人》从115位参赛选手中脱颖而出，荣获故事类一等奖。
任文广荣获山东省百姓宣讲比赛故事类一等奖
“感谢你们，让中国有了自己的自动化样本库！国家的生物安全终于掌握在我们中国人自己手里了！”2020年，中国第一座自主研发的-80℃自动化生物样本库交付现场，国家顶级科研单位中科院某所用户握着任文广的手激动地说。
过去长达30年的时间里，自动化低温生物样本库这项提速生命科学研究的关键性基础设施，一直被欧美国家垄断。海尔生物医疗任文广却带领团队自主研发，硬是用不到3年时间将这一技术“解封”，并实现了多项技术国际领先。这群“极寒追梦人”仰望星空，俯身躬行，用一次次颠覆与重来实现了中国自动化低温生物样本库技术的自主可控。
科技自强：挑战被“冰冻”30年的技术
-80℃，在这个远超地球地表常规低温极限的温度下，不仅人类不能生存，就连很多机器设备也难以运转。但正是在这个温度下，细胞的新陈代谢基本停止，因此长期保存病毒、基因等珍贵生物样本最为安全。然而这么低的温度，如果靠人工存取，既有被冻伤的风险，样本也会因温度频繁变化而降低活性质量。能够实现海量生物样本无人化、信息化管理的自动化低温生物样本库应需而生。
自动化低温生物样本库具有高技术壁垒、多学科交叉融合特点。2019年以前，这一领域一直被欧美公司所垄断，我国进口一套自动化低温生物样本库动辄数千万元人民币。中国亟需可实现自动化存取的低温生物样本库。
作为研发工作者，任文广深刻了解这一技术的重要性。2017年初，当海尔生物医疗将目光瞄准这一领域时，他在项目汇报会上郑重表态：“我要带领团队做出咱们中国人自己的自动化样本库！”
海尔生物医疗自动化低温生物样本库落地中科院某所
破壁之战：攻克耐低温材料问题
自主创新的过程注定困难重重。一年时间里，任文广带领研发团队先后设计了超3600张图纸，使用零部件上万个，终于搭起了样机，进入了实验阶段。
2018年7月20日，他们开始第一次样机测试，实验中，库内温度逐渐下降，大家都紧张地盯着显示屏，-40℃、-60℃，当接近-80℃时，“滴，滴…”刺耳的报警声突然响起。这是怎么了？
时值盛夏酷暑，室内温度达到40℃，可是库内温度接近-80℃，作为项目带头人，任文广来不及多想，立即穿上厚重的棉服，带着3层口罩，套上防寒手套，从仅有半平方米的洞口钻进库内，经过仔细排查，发现是机器人导轨因低温变形被卡住。原来，原材料及存储结构在超低温环境下会因“热胀冷缩”而变形，很多材料在深低温环境下还会变脆。
那段时间，任文广满脑子想的都是导轨变形，耐低温材料问题！为了寻找到耐低温材料线缆，任文广观察了引进的国外设备，但他发现这些设备上去掉了线缆标志，根本辨别不了是哪家供应商。为了找到合适的线缆，他们尝试了很多方法，寻访了几十家国内顶尖高校院所，最终凭借以往服务航天项目的资源及经验，终于找到了应用在月球车上的材料来替代，耐低温材料问题迎刃而解。
转战自动化：让科学家解放出来
一个问题解决了，另一个问题又来了。随着库内温度不断下降，样本不能准确定位。常温下，在某个位置呆着的样本，低温下它却找不到了。样本“偷偷跑了”，怎么办？这个问题令任文广很焦虑，他天天都在思考琢磨。
有一次吃饭时，任文广突然萌生灵感：机械手去抓取样本，不就是和我们用筷子夹菜一样么。夹菜前，我们要用眼睛先看准菜在哪里，再去夹。那为什么不给机械手也安装一双“眼睛”呢？有了这个灵感，他和同事每天轮番在低温库内，用眼睛和双手模拟摄像头和机械手的动作，计算着怎样将样本定位精度控制到0.1毫米内，也就是我们头发丝粗细程度。
海尔生物医疗自动化低温生物样本库转运机器人
三个月下来，他们测量出1万多个位置点，然后用耐低温摄像头+图像算法进行动态视觉匹配，实现了100立方米的低温空间样本的精准定位存取，攻克了低温自动化的关键难题。
以1000支生物样本为例，原来依靠人工取样，整套流程大概需要耗费7~10天的时间，还不能保证准确，但是通过自动化机械手臂，只需要通过一键预约出库，60秒就能完成取样动作。从10天到60秒，解放了科研人员的双手。
“用户买的不是一台设备，而是样本的存储安全。不应该把时间浪费在管理设备上，而是要关注样本的存储情况。”任文广强调，自动化的目的就是要减少用户无效的劳动和投入，“让科学家解放出来”。
下半场：挑战极寒再出发
“大国重器必须牢牢掌握在自己手上”。2019年5月，中国第一台自主研发的-80℃自动化样本库诞生了！经鉴定，相关技术达到了国际领先水平。就这样，海尔生物医疗仅用不到3年时间，就打破了国外30年的技术垄断！
海尔生物医疗自动化低温生物样本库首家使用者是中科院某所。在竞标中，他们凭借信息安全、样本安全、设备安全等绝对安全优势，击败了外国公司。项目交付那天，该所主任握着任文广的手说：“感谢你们，让中国有了自己的自动化样本库！国家的生物安全终于掌握在我们中国人自己手里了！”
目前，海尔生物医疗的自动化低温生物样本库已经应用到了中科院昆明动物所等12个国家级研究机构。此外，还拓展到了血液、疫苗、药品等自动化存储场景，并拥有665项专利，51项软件著作权，先后获得了省科技进步一等奖、国家科技进步二等奖，累计28项技术达到国际领先水平。
今年，任文广和他的团队又再次挑战极寒，向更低温自动化生物样本库的研发发起冲刺，用海尔人的实力彰显出中国智慧、中国速度、中国力量！
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