z6首页 微纳机械人中心主任、香港中文大学（丽江）俞江帆助理教授受邀在第二十四届高交会的沉磅环节中国高新技术论坛作题为“微纳机械人技术及生物医疗利用”的汇报，，，，，分享人为智能与机械人在生物医疗领域的钻研与利用成就。。。。。。。。
本文为俞江帆教授的汇报内容整顿，，，，，有关内容已被收录至“2022中国高新技术论坛演讲汇编”。。。。。。。。（齐全汇编可查看：https://www.chtf.com/luntanjihuodong/zhaongguogaoxinjishuluntan/luntandongtai/202212/P020221212335257433169.pdf）
今天我要分享的主题是微纳机械人，，，，，这个机械人相对幼多、年轻，，，，，但愿借这个机遇分享给各人。。。。。。。。
手术机械人已越来越常见，，，，，不论在尝试室还是在医院，，，，，此刻有蕴含神经表科、眼部、心血管、胃肠路等领域的手术机械人。。。。。。。。手术机械人有四个发展方向：一是会越来越幼型化，，，，，不定是整个系统的幼型化，，，，，而是结尾执行器的幼型化，，，，，将是一个趋向。。。。。。。。二是越来越矫捷化，，，，，三是整个系统会越来越智能，，，，，最后柔性化也是一个潜在的发展方向。。。。。。。。
我们做的是微纳机械人，，，，，它极度。。。。。。。。，，比各位的头发丝幼好多倍，，，，，我们做这样的幼型机械人其实是想做几方面的事件：一是我们想做细胞级此外诊疗，，，，，我们想通过生物学、资料学的步骤去筛选、杀灭不好的细胞；； ；；；；；；二是我们但愿能自动地定点杀灭病灶，，，，，我们用幼型的微纳机械人做一个运载体，，，，，自动运载药物或者运载细胞达到病灶，，，，，通过无创或者微创的方式部门杀灭病灶。。。。。。。。这种步骤重要的优势是精准、部门、高效。。。。。。。。我们也面对好多挑战，，，，，好比说如此幼的尺度机械人若何驱动它？？？？ ？？若何成像它？？？？ ？？若何节造它？？？？ ？？ETH 的 Bradley Nelson 教授，，，，，也是这个领域的开创者之一，，，，，做了一个设备能够精准驱动极度幼的磁性机械人在眼球中活动，，，，，并且做精准的眼内注射。。。。。。。。如此幼的体积好多情况下能够用表部的物理场操控，，，，，好比磁场。。。。。。。。在磁场下，，，，，各类各样的幼型化机械人能够被驱动，，，，，这在体表环境或者体内环境都有验证过。。。。。。。。也可所以通过一些化学物质，，，，，或者是光场通过能量的传导进行驱动。。。。。。。。我们也在做这方面的工作，，，，，但愿把它推动到生物医疗的利用傍边，，，，，蕴含细胞递送、定点药物递送、诊断等。。。。。。。。
我们为什么称这些幼结构为微纳机械人？？？？ ？？机械人拥有三大标志性的特点，，，，，一是可驱动性，，，，，二是感知，，，，，三是节造。。。。。。。。对于大型机械人来说它有摄像头、节造回路、传感器、驱动器等，，，，，这三个成分都是集中于一体的。。。。。。。。而对于微纳机械人我们则把这些部件分拆到它的整体系统上，，，，，我们刚刚看到的只是微纳机械人结尾执行器，，，，，我们用表部的物理场的产生器作为它的驱动器，，，，，用显微镜+摄像头作为视觉反。。。。。。。。，，还有 PC 能够搭建节造线路，，，，，实季节造它的活动。。。。。。。。
单一的微型机械人的能力相对有限，，，，，由于它的尺度太。。。。。。。。，，能搭载的药物、细胞、资料极度有限；； ；；；；；；也很挑战绝大无数医学成像系统的分辨率，，，，，由于它的尺度可能是几百个纳米、几个微米，，，，，此刻能达到这个分辨率的医疗成像系统极度少。。。。。。。。同时，，，，，也有一些活动矫捷性、活动速度不及的问题。。。。。。。。为解决此类问题，，，，，我们开发一个新的幼领域——微纳机械人集群。。。。。。。。我们同季节造几万个甚至几亿个微型机械人运载一些药物，，，，，它的运载能力就会大大加强，，，，，医学成像的机能也会大幅变好。。。。。。。。当形成一个集群的时辰，，，，，它们能够凭据表部环境的变动进行状态的变动，，，，，活动矫捷性、活动速度城市大大增长。。。。。。。。
我们做的工作重要集中在由磁性纳米颗粒形成的集群。。。。。。。。各类尺度下存在极度多的集群行为，，，，，天然界里面有鸟群，，，，，还有细菌菌落。。。。。。。。哈佛大学在几年前颁发了一篇 Science 文章，，，，，一千个幼型机械人通过极度单一的相互作用、相互沟通的信号，，，，，能够排布出较为复杂的整体图案，，，，，这被叫做集群行为和集群景象。。。。。。。。z6首页机械人可能会更幼型一些，，，，，我们用纳米颗粒，，，，，由于纳米颗粒的职能化极度容易，，，，，能够搭载各类各样必要的资料。。。。。。。。
随着基础钻研的相对成熟，，，，，我们也在想若何把它利用在一些生物医疗的环境中，，，，，我想介绍我们近期做的一个比力初步的工作，，，，，我们想针对原发性肝癌做辅助的医治。。。。。。。。此刻医治肝癌的重要伎俩有两种：一是肝移植，，，，，但是捐献器官的概率很低，，，，，二是部门切除，，，，，但是肝脏由于其特殊的职能性，，，，，血管散布极度复杂，，，，，目前来说临床上有很大部门肝癌是无法切除的。。。。。。。。针对这样的问题，，，，，临床上有一个相对成熟的辅助疗法——化疗栓塞术，，，，，疗法分两步：1、高浓度化疗药物经肝动脉注入，，，，，进入肿瘤供血血管；； ；；；；；；2、把栓塞介质经导管注入到动脉，，，，，把供血堵住。。。。。。。。这样能够把化疗药一向保留在肝脏中，，，，，对肝癌进行持续的化疗，，，，，阻止化疗药物达到此外器官造成不好的影响。。。。。。。。此刻用的栓塞介质有微米颗粒、微线圈、液相栓塞物，，，，，第三种用的比力多。。。。。。。。现有的栓塞步骤相对被动、没有选择性，，，，，并且没有法子对指标区域进行定点栓塞，，，，，会造成一系列比力显著的风险。。。。。。。。
此刻我们但愿开发一些自动、高选择性以及精准的栓塞介质，，，，，能够对肿瘤区域画一个球，，，，，对于这个球内部的组织，，，，，不论里面有几多血管都能够将其栓塞，，，，，对于球名义的血管不加以影响，，，，，做高精度的栓塞。。。。。。。。我们必要将磁性纳米机械人进行表表建饰，，，，，逐步形成一幼我造的血栓，，，，，我们要精确节造纳米机械人的精准地位。。。。。。。。给各人看两个展示，，，，，一是在指定的区域表部，，，，，磁性的纳米颗粒； ；；；；；；嶂鸩接捎谒鞯挠跋毂怀迳ⅲ，，没有任何荟萃的能力。。。。。。。。在区域内部我们能够看到，，，，，在磁场的影响下，，，，，磁性颗粒； ；；；；；；岵隙ǖ能鲚吞澹，，越来越多地栓塞住器官。。。。。。。。我们也对栓塞的精准度做了一系列的钻研，，，，，玄色的圈是我们画的，，，，，红色代表栓塞概率极高，，，，，精准度还是能够的。。。。。。。。我们实现了离体组织中的定点栓塞，，，，，首先通入红色的颜料，，，，，颜料无差距进入所有的分支傍边，，，，，而后我们进行栓塞，，，，，栓塞之后再通入蓝色的颜料，，，，，左半边能够过，，，，，右半边不成以过，，，，，意味着我们栓塞住了，，，，，了局证了然我们能够进行较为精准的栓塞。。。。。。。。
最后单一分享一下我对这个领域的见解，，，，，我以为医用纳米机械人可能会是除了药学之表朝着攻克各类疾病方向前行的另一条蹊径，，，，，这个蹊径的活动过程我以为能够和机械进建和 AI 结合，，，，，我们做了好多的体内尝试，，，，，发现有好多的挑战，，，，，重要来自于体内的地形极度不确定，，，，，体内的流体环境无法知路，，，，，只有较为吞吐的医疗成像。。。。。。。。我们但愿成立一系列的神经网络把集群的状态信息、流速输入到神经网络中更好地领导我们在动物体内、人体内对微纳机械人集群的驱动，，，，，援手实现工作。。。。。。。。我自己是机械人学出身的，，，，，我也但愿能够和更多医学领域、人为智能领域的伴侣以及更多的生物学家一路把我国的智慧医疗领域推上更高的平台，，，，，感激各人。。。。。。。。
