人类社会发展十大科学问题发布！AI竟能做外交谈判｜一周科技资讯

　　本周科技看点速递

　　（11.28-12.4）

　　1 AI模型学会了与人谈判？CICERO系统在外交策略游戏中成为优秀玩家

　　2 我国已具备批量生产制造大型客机的能力

　　3 2022年度人类社会发展十大科学问题发布

　　4 国家能源局：积极推动新能源发电项目应并尽并、能并早并

　　5 清华大学研究团队为研究植物中生物大分子相分离的功能奠定基础

　　6 包括精简的基因组编辑器在内的多种噬菌体来源的CRISPR-Cas系统

　　7 在细胞间安插间谍：周斌研究组建立邻近细胞遗传学技术揭示体内细胞间相互作用

　　

　　01

　　AI前沿

　　AI模型学会了与人谈判？

　　CICERO在外交策略游戏中成为优秀玩家

　　从最早的Atari游戏，到围棋、德州扑克，AI在更具博弈性的游戏中取得了超出人类的水平，彰显了AI系统的“智能”提升。另一方面，大模型的出现也让AI的语言交流能力更上一层楼，那么，现阶段的AI能否将两种能力相结合，完成兼具沟通与策略博弈的游戏呢？

　　Meta AI近期提出的CICERO系统对该问题给出了肯定的答案。该工作提出了一个先进的AI系统，能够在一个非常受欢迎的策略外交游戏Diplomacy中，获得人类玩家平均水平2倍的得分，甚至能跻身排行榜前10%的行列。有人评价称，“这意味着AI在最具人类特点的游戏里战胜人类，超乎想象…”。这一成果已于11月22日发表在《Science》期刊上。

　　（DOI：10.1126/science.ade9097）

　　Diplomacy是一款多人游玩的策略游戏，其背景是1901年的欧洲，7位玩家每人控制一个大国，通过相互合作、协商，尽可能地占领更多领土。这意味着AI系统需要理解不同玩家的目的和立场，根据现实情况制定复杂策略，并通过与人类接近的沟通技巧和其他玩家进行协商。

　　根据游戏对能力的要求，CICERO系统由一个可控对话生成模型和一个策略模型组成。可控对话生成模型以一个270万参数量的BART结构预训练语言模型为基础，利用4万局Diplomacy游戏中的对话文本进行模型微调得到。为了让对话模型生成符合下一步策略的沟通语言，研究人员在模型训练中增加了对话后的操作结果作为生成条件。策略模型采用监督学习和迭代策略选取相结合的方式进行。模型首先根据当前游戏洁面后情况以及历史对话记录预测所有玩家本轮的策略，同时预测其他玩家如何预判模型的策略。随后，利用研究团队提出的piKL方法，在尽可能保持最初策略的同时，依据其他玩家对模型策略的预判，不断生成新策略，从而迭代地提升以上两方面的预测结果。

　　针对该领域的后续发展，Meta AI研究人员表示，这一结果或许能够促进产生更加先进的人-人工智能交互模式，例如，在日常AI助手中，除了为人类提供问答结果外，让AI助手可以通过长对话教会人类一项新技能；或者在游戏中，让非玩家角色（NPC）根据玩家交互情况生成对应的对话内容等。

　　

　　CICERO模型结构示意图

　　探臻简评：

　　@清华大学计算机系2022级硕士生 张皓烨

　　此前，基于强化学习的工作在不同的策略生成任务中都取得了良好的效果，而语言大模型也在扩大的模型参数和训练数据集上取得了显著的效果提升，但已有的模型仅仅对单一的策略生成或语言生成上进行实验。CICERO系统则创新的将策略与语言两项AI能力相结合，从而带来了更贴合人的智能的模型效果。创造具备“外交”能力的AI是一项非常具有挑战性的工作，它需要AI能够正确的理解不同人的意图，根据这些意图形成对应的策略，再利用自然语言与其他人进行协商。而这些目标的实现需要模型具备极强的语言理解能力、策略选择能力以及语言生成能力。虽然目前的结果仅仅在游戏场景进行了验证，但是这一工作为日后构建更具人类智能的模型提供了一种可能框架。

　　02

　　航空航天

　　我国已具备批量生产制造大型客机的能力

　　11月29日，中国民航局向中国商飞公司颁发了C919飞机生产许可证，标志着我国具备了批量生产制造大型客机的能力，为拉动民航制造业全产业链发展提供了条件。

　　同时，C919飞机已完成飞行标准化委员会型别等级训练规范测试（即T5测试），包括中国商飞客服中心飞行教员在内的15名飞行员取得C919飞机型别资质，这标志着C919飞机即将交付运行。

　　此次T5测试完成后，民航局飞行标准司向中国商飞颁发了《C919飞机航空器评审报告》，给出C919飞机的驾驶员资格规范、维修人员资格规范、计划维修要求、运行和持续适航文件等各项评审结论。相关结论为国产大飞机搭建了从设计、制造到使用、维修的桥梁，是C919飞机投入运行的必要条件。

　　此外，民航华东地区管理局向中国商飞客服中心颁发了增加C919机型的《飞行训练机构合格证》《维修培训机构合格证》，这意味着中国商飞正式具备了为C919飞机客户提供完整机型培训服务的能力。（@科技日报）

　　

　　2022北外滩国际航运论坛会场内展示的

　　中国商飞C919大型客机模型

　　探臻简评：

　　@清华大学深圳国际研究生院2022级硕士生 陈敏霞

　　C919全称为COMAC919，是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，清华大学在其中参与了飞机设计的主要方向，包括气动总体、结构强度、航电、飞控和液压系统等方面工作。大飞机重大专项是党中央、国务院建设创新型国家，提高中国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略决策，本次向C919飞机颁发飞机生产许可证、顺利通过T5测试，是我国的大飞机成功飞上蓝天前的最后一步，更是象征着国家的意志、人民的期望得到顺利展现。从一个机型到一个产业，C919将发展成为我国航空产业发展的“新引擎”。

　　03

　　社会发展

　　2022年度人类社会发展十大科学问题发布

　　11月28日，在成都举行的第四届世界科技与发展论坛闭幕式上，中国工程院院士罗先刚、英国工程技术学会主席鲍勃·克莱恩（Bob Cryan）共同发布了“2022年度人类社会发展十大科学问题”。

　　本次发布的10个问题，根据Scopus数据库、INSPEC数据库等相关科学研究热点关键词的检索结果，由《研究》（《Research》）等国内外知名科技期刊的主编、编委、战略科学家讨论提出候选问题，并在全球范围进行网络评选。参与评选的科学家来自中国、美国、英国、加拿大、新加坡等10余个国家和地区，涵盖生物学与生命科学、能源科学、环境科学等多个研究领域。

　　“这些重大科学问题，既是国际科技界的共同关注，也是人类可持续发展面临全球性挑战的重要方面。全球科学家应该共同努力，采取切实有效的行动，更好地增进人类福祉，共同寻找实现可持续发展目标的最佳解决方案。”鲍勃·克莱恩说。

　　2022年度人类社会发展十大科学问题：

　　如何通过发展绿色经济来稳定地球气候？

　　如何有效应对全球极端天气气候事件？

　　在兼顾经济、社会发展的前提下采取何种机制实现碳排放目标？

　　如何构建绿色、高效的城市废弃资源的再利用体系？

　　如何构建高速、立体、网络、智能的人类宜居城市形态？

　　如何优化城市布局和功能来降低资源消耗？

　　作为第四次工业革命的核心技术，智能制造如何推进世界制造业的转型升级和创新发展？

　　如何认知光合作用、高精度绿色制造等底层的共性基本科学问题？

　　如何从资源密集型、高碳制造业向去中心化、低碳制造业转型？

　　如何实现“后摩尔时代”芯片制造中原子精度表面的加工？

　　（@新华网）

　　

　　未来城市

　　探臻简评：

　　@清华大学未央书院2020级本科生 张可

　　这十大问题聚焦气候、城市、制造三个领域，着眼于与当前人类社会发展最为息息相关的科学问题，进行了系统的总结与提炼升华。其中既有对于经济进步的社会展望，也有关乎于人类发展的全球议题。不难看出，十大问题的核心正是绿色发展，可持续发展。以碳排放问题为例，目前国际上已实现或者已提出碳中和目标的国家有31个，正在酝酿提出碳中和目标的国家将近上百个，覆盖全球75%的GDP、53%的人口及63%的碳排放。而气候稳定、宜居城市、高精度制造这些正是可持续发展之中至关重要的科学问题，它们不仅是社会、科技领域亟待攻关的难题，也是可持续发展中最重要的挑战。能否在全世界科学家的共同努力下逐步解决这些问题，可能会决定我们每个人的未来。

　　04

　　双碳情报

　　国家能源局：积极推动新能源发电项目

　　应并尽并、能并早并

　　11月29日资讯，为进一步做好2022年底前新能源发电项目并网接入工作，国家能源局发布《国家能源局综合司关于积极推动新能源发电项目应并尽并、能并早并有关工作的通知》（以下称《通知》）。

　　《通知》提出，各电网企业在确保电网安全稳定、电力有序供应前提下，按照“应并尽并、能并早并”原则，对具备并网条件的风电、光伏发电项目，切实采取有效措施，保障及时并网，允许分批并网，不得将全容量建成作为新能源项目并网必要条件。《通知》强调，各单位应加大统筹协调力度，加大配套接网工程建设，与风电、光伏发电项目建设做好充分衔接，力争同步建成投运。

　　国家能源局表示，今年以来，我国新能源发电持续快速增长并保持较高利用水平，第四季度新能源投产并网较为集中。保证新能源发电项目及时并网，既有利于增加清洁电力供应，发挥新能源在“迎峰度冬”期间的保供作用，也有利于促进能源清洁低碳转型，助力实现碳达峰碳中和目标。（@国家能源局）

　　

　　推动新能源发电项目应并尽并

　　探臻简评：

　　@清华大学电机系2021级博士生 庄伟建

　　2022年上半年，我国可再生能源发电新增装机5475万千瓦，占全国新增发电装机的80%。截至2022年6月底，我国可再生能源发电装机达11.18亿千瓦。其中，水电装机4.0亿千瓦（其中抽水蓄能0.42亿千瓦）、风电装机3.42亿千瓦、光伏发电装机3.36亿千瓦、生物质发电装机3950万千瓦。“十四五”规划中提出2030年我国风电、太阳能发电总装机容量要达到12亿千瓦以上的目标，这意味着我国风电、光电亟需进一步发展，新能源渗透率需要进一步提高。这个时候，推进新能源应并尽并、能并早并，将有助于提高新能源发电量，有助于在实际工程中寻找新能源技术可以进一步改进的地方，同时也有助于国家了解新能源发展的实际工业现状和制定下一步的战略规划。

　　05

　　生物技术

　　清华大学研究团队为研究植物中

　　生物大分子相分离的功能奠定基础

　　生物大分子凝聚体（biomolecular condensates）是细胞内生物大分子（如蛋白质、核酸等）通过相分离（phase separation）形成的无膜细胞器，在细胞生命活动中起着至关重要的作用。过去十多年，生物大分子相分离的研究主要集中于动物和酵母体系，植物相分离蛋白的研究起步较晚，我们对具有潜在相分离能力的蛋白知之甚少。

　　清华大学生命学院方晓峰助理教授和邓海腾教授研究组合作，首先从拟南芥的幼苗和花组织中的细胞裂解液中鉴定到985个具有相分离潜力的蛋白，命名为ProX（Proteins Enriched by B-isox）。ProX列表几乎囊括了大部分目前植物中已被报道可以相分离的蛋白。为了高效地验证候选蛋白的相分离能力，研究团队利用酵母系统异源表达ProX中70个RBPs（RNA-binding Protein）蛋白，其中67%都可以形成明显的凝聚体，其余的RBPs在热激胁迫下也能形成凝聚体。说明该研究建立的方法能够高效地鉴定和验证候选的相分离蛋白。

　　该研究利用大规模、高通量的蛋白质组学技术，同时建立高通量的检验蛋白相分能力的体系，筛选和鉴定了八种植物的相分离蛋白组，为研究植物中生物大分子相分离的功能奠定基础。

　　相关研究论文“Large-scale identification of potential phase separation proteins from plants using a cell-free system”已于2022年11月25日发表在《Molecular Plant》上。

　　（DOI：org/10.1016/j.molp.2022.11.013）

　　

　　鉴定相分离蛋白的流程图

　　探臻简评：

　　@清华大学医学院2021级博士生 陈栋林

　　相分离是生物领域常见的重要现象，常常被认为与基因的转录、基因组的组装 、无膜细胞器的形成密切相关，该过程的紊乱常导致肿瘤和神经退行性等疾病。动物中因其与临床研究直接相关，因此关于相分离已有较为深入的研究，然而植物相分离相关蛋白的基础研究仍然相对欠缺。本文利用生物素化的异恶唑（Biotinylated Isoxazole ，b-isox）容易形成微晶体（microcrystals）的特性，用拟南芥的细胞裂解液与b-isox共孵育，从而建立了一套高效筛选植物中相分离相关蛋白的方法，从而对植物中的相分离研究提供了良好平台和方案。

　　包括精简的基因组编辑器在内的

　　多种噬菌体来源的CRISPR-Cas系统

　　细胞之间的交流和相互作用是多细胞生物的一项基本特征，解析细胞之间的相互作用对于深入了解多种生物学过程及其调控机制具有重要意义。但是，当前的遗传技术基本上是针对特定细胞自身

　　CRISPR-Cas系统是一种重要的细菌抵抗噬菌体侵染的适应性免疫机制，科学家对细菌来源的CRISPR-Cas系统的认知已经比较充分了，也开发出了基于cas9，cas12和cas13等的基因组编辑工具，对生物技术产生了深远的影响。前期也有一些研究表明，噬菌体也能利用CRISPR-Cas系统来提升自己的竞争力，但是总体而言，科学家对噬菌体来源的CRISPR-Cas系统知之甚少。

　　诺奖得主Jennifer A. Doudna联合Jillian F. Banfield等人，对噬菌体来源的CRISPR-Cas系统进行了系统的研究，发现噬菌体中含有已知的6种CRISPR-Cas系统系统，这些病毒来源的CRISPR-Cas系统普遍具有结构更加紧凑的特点，作者对噬菌体中每一种类型的CRISPR-Cas系统都进行了简要的说明，随后将重点锁定在与细菌类型V有很低序列相似度的casλ上，证明casλ能够在哺乳动物细胞和植物细胞实现较高的基因编辑效率，最后作者也通过casλ的蛋白质结构对其发挥功能的机制进行了探究，相关论文“Diverse virus-encoded CRISPR-Cas systemsinclude streamlined genome editors”于2022年11月23日发表在《Cell》上。

　　（https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.10.020）

　　

　　编码CRISPR-cas系统的噬菌体多样性及其对应的宿主

　　探臻简评：

　　@清华大学化工系2022级博士生 罗训训

　　在CRISPR诞生后第10年的2022年9月，诺奖得主Jennifer Doudna应邀对CRISPR的未来进行了展望，提到噬菌体来源的CRISPR-Cas系统和新型递送是其实验室最令她感到兴奋的两个方向，之前在“使用包膜递送载体实现细胞特异的基因组编辑”的文章中介绍了其核酸递送的一些研究。噬菌体来源的CRISPR-Cas系统有两大特性，其一是结构紧凑，这有利于提高体内递送效率，其二是其旁切活性更弱，这可能使利用噬菌体来源的cas13直接用于用于体内RNA降解成为可能。Metagenomi是挖掘新CRISPR-Cas系统的领军企业之一，其创始人Jillian F. Banfield在本篇文章中，通过生物计算的方法对噬菌体来源的cas系统进行了详尽的分析，为随后系统挖掘噬菌体来源的CRISPR-Cas打下了坚实的基础，比如对噬菌体来源的cas9（Type-IIX/Y/Z等）和cas13进一步刻画与表征，本文中主要研究的casλ，也需要对其sgRNA序列、编辑精准度等性质进行后续的表征甚至是优化。

　　周斌研究组建立邻近细胞遗传学技术

　　揭示体内细胞间相互作用

　　细胞之间的交流和相互作用是多细胞生物的一项基本特征，解析细胞之间的相互作用对于深入了解多种生物学过程及其调控机制具有重要意义。但是，当前的遗传技术基本上是针对特定细胞自身进行细胞或分子水平的操作，如何深入研究细胞与细胞之间的相互作用依然面临巨大挑战。

　　2022年12月2日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心周斌团队在《Science》上发表了题为“Monitoring of cell-cell communication and contact history in mammals”的最新研究成果。在该项工作中，研究人员建立了一种检测细胞之间相互作用的新技术——gLCCC (genetic Labelling of Cell-Cell Contact)。基本原理是在两个细胞中分别表达人工合成的Notch配体和受体蛋白，当细胞相互接触时，配体和受体特异性结合，引起Notch跨膜段的构象改变，接着γ-secretase酶将切断跨膜段和胞内段的连接，从而释放胞内段的人工合成遗传元件，如转录调控因子tTA、Cre等，这些遗传操作元件可以进入到细胞核内从而调控下游基因的表达，这个人工合成Notch信号通路—Synthetic Notch(SynNotch) 在体内可以实现将细胞接触转变为遗传信息——就像间谍将机密用电报发出去一样。

　　gLCCC技术

　　基于该技术，研究人员揭示了早期胚胎发育中心脏内皮细胞向肝脏迁移形成肝脏血管的现象，以及描述了肿瘤细胞与血管内皮细胞之间的相互作用，发现肿瘤血管向癌旁组织生长的现象，为肿瘤的基础研究提供了新的技术支持和研究发现。

　　（DOI：https://doi.org/10.1126/science.abo5503）

　　探臻简评：

　　@清华大学生命学院2022级博士生 张文佳

　　周斌研究组首次建立了体内临近细胞遗传学技术，可以较为精准地指征相互接触的细胞，并将其永久地记录下来，是领域内一项重大技术突破。我相信，这一类研究成果将会具有广泛适用性，将会推动很多萦绕在科学家们心头的问题的解答，比如微环境细胞对干细胞的影响、上皮细胞屏障、免疫细胞的相互作用、神经元接触、癌细胞之间及其与邻近免疫细胞之间的通讯等等。此外，这项工作也在启发我们，蛋白质改造和设计可以有很广阔的方向，随着蛋白质合成邻域的发展，我们在细胞学邻域的研究中也可以灵活使用这一种手段。

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