Bio-Chwyldro Yn Barod i Raddfa

Gallai datblygiadau arloesol mewn bio-weithgynhyrchu osod economi’r UD ar gyfer posibiliadau newydd sy’n ail-lunio diwydiannau - a chynnal ein cystadleurwydd byd-eang

Dychmygwch grilio stêc a dyfwyd mewn labordy ar eich patio - ond mae'r brics wedi'u gwneud o facteria. Mae gwesteion yn eich coginio yn gwisgo gwregys madarch, fflip fflops algaidd, neu gôt protein. Yn y cyfamser, mae rhywun yn rholio mewn teiars dant y llew newydd ar gyfer eu car. Gallai hyn oll fod yn bosibl gyda'r chwyldro technoleg sy'n tyfu'n gyflym.

Mae'r Unol Daleithiau wedi arwain ymchwil biowyddoniaeth ers blynyddoedd, ond mae wedi cyrraedd pwynt ffurfdro yn ddiweddar. Mae dilyniannu genynnau bellach yn gallu cael ei wneud yn gost-effeithiol, tra bod datblygiadau mewn golygu genynnau, cyfrifiadura uwch, biowybodeg, awtomeiddio, a deallusrwydd artiffisial yn cydgyfeirio i fynd â'r hyn y gallwn ei wneud â bioleg i lefel newydd, syfrdanol. Mae ein gallu i adeiladu moleciwlau, deunyddiau a strwythurau yn fiolegol ar fin rhyddhau datblygiadau arloesol a fydd yn disodli gwrthrychau a chynhyrchion a ddefnyddiwn heddiw. Mae astudiaeth ddiweddar gan Sefydliad Byd-eang McKinsey yn amcangyfrif y gallai cymaint â 60% o'r mewnbynnau ffisegol i'r economi fyd-eang gael eu cynhyrchu'n fiolegol yn ddamcaniaethol.

Mae ymchwil a datblygu wedi dod â'r cyfle hwn allan. Bio-weithgynhyrchu yw sut rydym yn dod â'r chwyldro hwn i raddfa ar draws meysydd diwydiannol, amgylcheddol a chymdeithasol. Gallai’r buddion fod yn enfawr:

· $4 triliwn y flwyddyn mewn effaith economaidd fyd-eang, yn ôl dadansoddiad McKinsey.

· Cynhyrchion mwy cynaliadwy, megis cemegau, tanwyddau glanach, a nwyddau a bwyd a gynhyrchir yn gynaliadwy.

· Arloesi ar gyfer datgarboneiddio ac adfer amgylcheddol.

· Dyfeisiadau gofal iechyd arloesol, gan gynnwys atgyweirio meinwe a chynhyrchu meddyginiaethau ar-alw.

· Cyfleoedd economaidd ar gyfer economïau amaethyddol gwledig.

· Diwydiannau newydd a swyddi newydd.

Amser i Raddfa. Wrth gofio dyddiau cynnar y chwyldro digidol yn y 1990au, roedd technoleg ddigidol yn ymledu i'r economi, gan gyfrif am tua $200 biliwn mewn gwerth ychwanegol yr Unol Daleithiau. Rhoddodd Gweinyddiaeth Clinton fframwaith polisi ar waith i gefnogi datblygiad a defnydd y sector preifat o dechnoleg a seilwaith digidol. Cyflymodd y chwyldro digidol i ddringfa serth i fyny'r gromlin fabwysiadu, ac mae'r economi ddigidol wedi tyfu ddeg gwaith mewn gwerth ychwanegol gwirioneddol i fwy na $2.5 triliwn yn 2021. Wrth i'r chwyldro digidol gynyddu, fe ail-luniodd y profiad dynol, yr economi, diogelwch cenedlaethol, busnes, cyfathrebu, diwydiannau cyfan, a chymdeithas—ac nid yw'n arafu.

Yn 2017, bu'r Cyngor ar Gystadleurwydd mewn partneriaeth â phedwar Labordy Cenedlaethol yr Unol Daleithiau ar gyfer astudiaeth o'r enw “Hyrwyddo Biowyddoniaeth UDA: Heriau a Chyfleoedd mewn Ynni Cynaliadwy, Adfer Amgylcheddol, Amaethyddiaeth yr 21ain Ganrif, Iechyd Dynol, a Bio-weithgynhyrchu.” Pwrpas y bartneriaeth a’r astudiaeth oedd manteisio ar ein blynyddoedd o ymchwil a biliynau mewn buddsoddiad ymchwil a datblygu er mwyn symud o labordai a gweithgynhyrchu peilot i lwyfannau bio-weithgynhyrchu mawr. Fe wnaethom alw am ymdrech strategol, ymosodol a chydgysylltiedig gan yr Unol Daleithiau i ddal potensial mawr bio-weithgynhyrchu. Roedd y camau hyn yn cynnwys:

· Mynd ar drywydd ffiniau biowyddoniaeth a biobeirianneg, gan gynnwys ymchwil a datblygu a chryfhau ein galluoedd, megis cymhwyso cyfrifiadura uwch a deallusrwydd artiffisial i hybu sector sy'n newid yn gyflym.

· Pontio'r “dyffryn marwolaeth” arloesi — y 10 mlynedd y mae'r Adran Ynni yn nodi, ar gyfartaledd, y mae'n ei gymryd i raddfa lawn o fiobroses — a chyflymu'r broses arloesi. Gyda’r nod o dorri’r amser hwnnw yn ei hanner, mae angen gwelyau prawf ac ymdrechion prototeipio i gyflymu’r broses o drosi gwyddoniaeth i’w chymhwyso i beilota gweithgynhyrchu, a seilwaith diwydiannol a chadwyni cyflenwi i ddod â bio-weithgynhyrchu ar raddfa fawr.

· Datblygu gweithlu amlddisgyblaethol sy'n rhychwantu gwyddorau bywyd a biobrosesu, cemegau, biobeirianneg, gwyddor data a chyfrifiadurol, a chynhyrchu bio-weithgynhyrchu.

· Creu llwybrau rheoleiddio clir a thryloyw i gwmnïau ddod â chynhyrchion bio-seiliedig i'r farchnad. Oherwydd y bydd bio-gymhwysiadau’n torri ar draws ystod o barthau—o fwyd a chyffuriau i ddeunyddiau a chemegau i adferiad amgylcheddol a chynhyrchion defnyddwyr—mae’r dirwedd reoleiddio yn gymhleth, ond rhaid i’r prosesau fod yn effeithlon, yn symlach, ac yn amserol.

· Sefydlu safonau ar gyfer y patrwm bioweithgynhyrchu. Mae angen rheiliau gwarchod i hyrwyddo bioddiogelwch a bioddiogelwch, ac ar gyfer diogelwch amgylcheddol a galwedigaethol ar draws cylch bywyd cynnyrch bio-seiliedig. Rhaid inni hefyd gael sgwrs ddifrifol am faterion moesegol, cyfreithiol a chymdeithasol, gan gynnwys preifatrwydd data.

Fframwaith i Raddfa. Y llynedd, rhoddodd y Gyngres a Gweinyddiaeth Biden lawer o'r camau hyn ar waith trwy Ddeddf CHIPS a Gwyddoniaeth 2022. Mae'r ddeddfwriaeth yn gorchymyn bod y Llywydd yn gweithredu Menter Ymchwil a Datblygu Bioleg Peirianneg Genedlaethol ac yn cyfarwyddo'r llywydd i hyrwyddo ymchwil bio-weithgynhyrchu trwy ymchwil ryngddisgyblaethol. canolfannau, cefnogi addysg a hyfforddiant, a gweithio tuag at rwydwaith cenedlaethol o welyau prawf a gweithgareddau prawf-cysyniad i ddyrchafu ymchwil labordy.

Yn ogystal, ym mis Medi, llofnododd yr Arlywydd Biden Orchymyn Gweithredol 14081 ar “hyrwyddo arloesi biotechnoleg a bio-weithgynhyrchu,” gan sefydlu dull llywodraeth gyfan o hyrwyddo biotechnoleg a bio-weithgynhyrchu dan arweiniad Cynorthwyydd y Llywydd dros Faterion Diogelwch Cenedlaethol. Mae'r gorchymyn gweithredol yn galw am gryfhau a chydlynu buddsoddiad ffederal mewn ymchwil a datblygu bio-weithgynhyrchu, meithrin ehangu cynhyrchu bio-weithgynhyrchu domestig, hyfforddi'r gweithlu, ac egluro a symleiddio rheoliadau. Mae hefyd yn cyfarwyddo asiantaethau ffederal i wneud eu rhan, yn amrywio o ymchwil a datblygu, safonau neu ddatblygu gweithlu, neu liniaru bygythiadau i ddiogelwch cenedlaethol ac economaidd.

“Wrth i’r bioeconomi ehangu o therapiwteg i gynhyrchion nwyddau, mae’n hollbwysig ein bod yn rhoi hwb sylweddol i fuddsoddiad mewn ymchwil a datblygu ar gyfer technolegau platfform, fel bioleg synthetig a datblygu prosesau graddfa i fyny a yrrir gan ddata, er mwyn byrhau’r amser labordy-i-farchnad ymhellach, ” meddai Joe Elabd, Is-Ganghellor Ymchwil system Prifysgol A&M Texas. “Bydd cynghrair academi-diwydiant-llywodraeth gref a rhwydwaith o hybiau rhanbarthol yn alluogwr hollbwysig i gyrraedd y nod hwn ac yn hybu cystadleurwydd yr Unol Daleithiau.”

Gallai’r fframwaith polisi a rhaglen cenedlaethol hwn wefreiddio injan arloesi’r sector preifat, gan symud y bio-chwyldro i gêr uchel ac i’r lôn gyflym. Ar yr un pryd, nod Tsieina yw gyrru ei bioeconomi i flaen y gad yn y byd erbyn 2035. Mae ei 14eg Cynllun Pum Mlynedd ar gyfer Datblygu Bioeconomi yn strategaeth gywrain ar gyfer hyrwyddo diwydiannau piler Tsieina mewn pedwar maes - biofeddygaeth, amaethyddiaeth, bio-weithgynhyrchu, a bioddiogelwch - trwy arloesi , diwydiannu, a pholisi'r llywodraeth. Mae’r ras gystadleuol eisoes ar y gweill gyda’n cymheiriaid economaidd mwyaf—camau i’r cyfeiriad cywir yw ein hymdrechion, a rhaid inni ymhelaethu arnynt a pheidio â gorffwys yn hawdd.

Oherwydd bod bio-weithgynhyrchu yn torri ar draws nifer o sectorau a pharthau cymdeithasol, bydd bio-alluoedd newydd yn ail-lunio'r economi'n aruthrol, o weithgynhyrchu i amaethyddiaeth i gadwyni cyflenwi ar gyfer fferyllol, cemegau a chynhyrchion defnyddwyr. Rydyn ni wedi symud yn gyflym o'r labordy i fod ar drothwy chwyldro, gyda chymhwysiad bywyd go iawn, bob dydd fel y coginio allan y soniwyd amdano uchod. Drwy greu llwybrau—a buddsoddiad—i’r technolegau hyn gydio, gallwn ni a chenedlaethau’r dyfodol elwa a pharhau i arloesi.