优德官网 微纳机械人中心主任、香港中文大学（深圳）俞江帆助理教授受邀在第二十四届高交会的重磅环节中国高新手艺论坛作题为“微纳机械人手艺及生物医疗应用”的报告，，，，，，分享人工智能与机械人在生物医疗领域的研究与应用效果。。。。。。。。

本文为俞江帆教授的报告内容整理，，，，，，相关内容已被收录至“2022中国高新手艺论坛演讲汇编”。。。。。。。。（完整汇编可审查：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，，，，，，这个机械人相对小众、年轻，，，，，，希望借这个时机分享给各人。。。。。。。。

手术机械人已越来越常见，，，，，，不管在实验室照旧在医院，，，，，，现在有包括神经外科、眼部、心血管、胃肠道等领域的手术机械人。。。。。。。。手术机械人有四个生长偏向：一是会越来越小型化，，，，，，未必是整个系统的小型化，，，，，，而是最后执行器的小型化，，，，，，将是一个趋势。。。。。。。。二是越来越无邪化，，，，，，三是整个系统会越来越智能，，，，，，最后柔性化也是一个潜在的生长偏向。。。。。。。。

我们做的是微纳机械人，，，，，，它很是小，，，，，，比列位的头发丝小很多多少倍，，，，，，我们做这样的小型机械人着实是想做几方面的事情：一是我们想做细胞级别的诊疗，，，，，，我们想通过生物学、质料学的要领去筛选、杀灭欠好的细胞；；；；；；二是我们希望能自动地定点杀灭病灶，，，，，，我们用小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抵达病灶，，，，，，通过无创或者微创的方法局部杀灭病灶。。。。。。。。这种要领主要的优势是精准、局部、高效。。。。。。。。我们也面临许多挑战，，，，，，好比说云云小的标准机械人怎样驱动它？？？？？怎样成像它？？？？？怎样控制它？？？？？ETH 的 Bradley Nelson 教授，，，，，，也是这个领域的开创者之一，，，，，，做了一个装备可以精准驱动很是小的磁性机械人在眼球中运动，，，，，，并且做精准的眼内注射。。。。。。。。云云小的体积许多情形下可以用外部的物理场操控，，，，，，好比磁场。。。。。。。。在磁场下，，，，，，种种各样的小型化机械人可以被驱动，，，，，，这在体外情形或者体内情形都有验证过。。。。。。。。也可以是通过一些化学物质，，，，，，或者是光场通过能量的传导举行驱动。。。。。。。。我们也在做这方面的事情，，，，，，希望把它推进到生物医疗的应用当中，，，，，，包括细胞递送、定点药物递送、诊断等。。。。。。。。

我们为什么称这些小结构为微纳机械人？？？？？机械人具有三大标记性的特征，，，，，，一是可驱动性，，，，，，二是感知，，，，，，三是控制。。。。。。。。关于大型机械人来说它有摄像头、控制回路、传感器、驱动器等，，，，，，这三个因素都是集中于一体的。。。。。。。。而关于微纳机械人我们则把这些部件分拆到它的整系一切上，，，，，，我们刚刚看到的只是微纳机械人最后执行器，，，，，，我们用外部的物理场的爆发器作为它的驱动器，，，，，，用显微镜+摄像头作为视觉反响，，，，，，尚有 PC 可以搭建控制线路，，，，，，实时控制它的运动。。。。。。。。

简单的微型机械人的能力相对有限，，，，，，由于它的标准太小，，，，，，能搭载的药物、细胞、质料很是有限；；；；；；也很挑战绝大大都医学成像系统的区分率，，，，，，由于它的标准可能是几百个纳米、几个微米，，，，，，现在能抵达这个区分率的医疗成像系统很是少。。。。。。。。同时，，，，，，也有一些运动无邪性、运动速率缺乏的问题。。。。。。。。为解决此类问题，，，，，，我们开发一个新的小领域——微纳机械人集群。。。。。。。。我们同时控制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增强，，，，，，医学成像的性能也会大幅变好。。。。。。。。当形成一个集群的时间，，，，，，它们可以凭证外部情形的转变举行形态的转变，，，，，，运动无邪性、运动速率都会大大增添。。。。。。。。

我们做的事情主要集中在由磁性纳米颗粒形成的集群。。。。。。。。种种标准下保存很是多的集群行为，，，，，，自然界内里有鸟群，，，，，，尚有细菌菌落。。。。。。。。哈佛大学在几年前揭晓了一篇 Science 文章，，，，，，一千个小型机械人通过很是简朴的相互作用、相相互同的信号，，，，，，可以排布出较为重大的整体图案，，，，，，这被叫做集群行为和集群征象。。。。。。。。优德官网机械人可能会更小型一些，，，，，，我们用纳米颗粒，，，，，，由于纳米颗粒的功效化很是容易，，，，，，可以搭载种种各样需要的质料。。。。。。。。

随着基础研究的相对成熟，，，，，，我们也在想怎样把它应用在一些生物医疗的情形中，，，，，，我想先容我们近期做的一个较量起源的事情，，，，，，我们想针对原发性肝癌做辅助的治疗。。。。。。。。现在治疗肝癌的主要手段有两种：一是肝移植，，，，，，可是募捐器官的概率很低，，，，，，二是局部切除，，，，，，可是肝脏由于其特殊的功效性，，，，，，血管漫衍很是重大，，，，，，现在来说临床上有很大部分肝癌是无法切除的。。。。。。。。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。。。。。。。。这样可以把化疗药一直保保存肝脏中，，，，，，对肝癌举行一连的化疗，，，，，，阻止化疗药物抵达别的器官造成欠好的影响。。。。。。。。现在用的栓塞介质有微米颗粒、微线圈、液相栓塞物，，，，，，第三种用的较量多。。。。。。。。现有的栓塞要领相对被动、没有选择性，，，，，，并且没有步伐对目的区域举行定点栓塞，，，，，，会造成一系列较量显着的危害。。。。。。。。

现在我们希望开发一些自动、高选择性以及精准的栓塞介质，，，，，，可以对肿瘤区域画一个球，，，，，，关于这个球内部的组织，，，，，，不管内里有几多血管都可以将其栓塞，，，，，，关于球外面的血管不加以影响，，，，，，做高精度的栓塞。。。。。。。。我们需要将磁性纳米机械人举行外貌修饰，，，，，，逐渐形成一小我私家造的血栓，，，，，，我们要准确控制纳米机械人的精准位置。。。。。。。。给各人看两个展示，，，，，，一是在指定的区域外部，，，，，，磁性的纳米颗粒；；；；；嶂鸾ビ捎谒鞯挠跋毂怀迳，，，，，，没有任何群集的能力。。。。。。。。在区域内部我们可以看到，，，，，，在磁场的影响下，，，，，，磁性颗粒；；；；；岜⒁欢ǖ木壅，，，，，，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研究，，，，，，玄色的圈是我们画的，，，，，，红色代表栓塞概率极高，，，，，，精准度照旧可以的。。。。。。。。我们实现了离体组织中的定点栓塞，，，，，，首先通入红色的颜料，，，，，，颜料无差别进入所有的分支当中，，，，，，然后我们举行栓塞，，，，，，栓塞之后再通入蓝色的颜料，，，，，，左半边可以过，，，，，，右半边不可以过，，，，，，意味着我们栓塞住了，，，，，，效果证实晰我们可以举行较为精准的栓塞。。。。。。。。

最后简朴分享一下我对这个领域的看法，，，，，，我以为医用纳米机械人可能会是除了药学之外朝着攻克种种疾病偏向前行的另一条路径，，，，，，这个路径的运动历程我以为可以和机械学习和 AI 团结，，，，，，我们做了许多的体内实验，，，，，，发明有许多的挑战，，，，，，主要来自于体内的地形很是不确定，，，，，，体内的流体情形无法知道，，，，，，只有较为模糊的医疗成像。。。。。。。。我们希望建设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指导我们在动物体内、人体内对微纳机械人集群的驱动，，，，，，资助完成使命。。。。。。。。我自己是机械人学身世的，，，，，，我也希望可以和更多医学领域、人工智能领域的朋侪以及更多的生物学家一起把我国的智慧医疗领域推上更高的平台，，，，，，谢谢各人。。。。。。。。