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哈工大:機器人組隊“攻擊”癌細胞
2019-03-26 哈工大新聞網

  機器人治療癌癥?

  機器人還能治療癌癥?對,你沒有聽錯!由機器人技術與系統國家重點實驗室成員、哈工大機電學院謝暉教授團隊研發的磁性微游動機器人,可以實現組隊攜帶藥物進入人體內直達病灶部位、識別并攻擊病變細胞,助力千千萬萬癌癥患者減輕痛苦、早日康復,同時還能留在人體內實時監測健康狀況,實現疾病的早發現、早治療。該研究成果近日發表在《科學》雜志子刊《科學·機器人學》(Science Robotics)上。哈工大為論文第一完成單位與通訊單位。

  微型機器人軍團!

  自然界中存在著豐富多樣的生物自組織系統,表現出高度的群體智慧,可以解決個體無法勝任的復雜問題。比如分工協作的蟻群可構建復雜而精巧的蟻巢、搬運超重獵物,布陣捕食的鯡魚群可輕松捕獲非常警覺的橈足類動物,等等。受此啟發,謝暉教授團隊開發了一種磁性微游動機器人,這種呈花生狀的磁性游動機器人長3微米,直徑2微米,只有頭發絲直徑的約四十分之一。該機器人可成千上萬地組隊協同作業,機器人之間通過非常小的作用力交流,自組織成一個多模態的群體,就像蟻群用觸覺或氣味交流一樣。群體可在旋轉磁場的調控下,展現出多種隨環境或任務快速響應的模態,其可變形為長鏈模態,高效穿越狹長的模擬毛細血管,還能夠模擬自然界的蟻群(渦旋模態)和鯡魚捕食陣列(橫帶模態),分別完成大負載可控輸送與大面積同步集群清理操作。

微游動機器人群體多模態轉化(左)、環境響應與集群操作(右)示意圖

  為癌癥治療提供新思路!

  據介紹,由于機器人足夠小,可以到達例如毛細血管末端、視網膜等其他手段難以直接治療的部位。未來通過體內運動導航,由成千上萬個裝載藥物的微游動機器人組成的群體,可以直達病灶部位,識別并攻擊病變細胞,實現高效無副作用治療。與此同時,微納游動機器人還可以留存在體內,實現健康狀況的在體監控,協助人體免疫系統長期有效維護人類健康,為疾病的早期診斷與治療提供一種新手段。

  《科學·機器人學》創刊于2016年12月,旨在傳播機器人相關領域的代表性研究成果,平均每期刊出不多于4篇的研究類文章。據悉,此次論文發表在國際權威雜志,是謝暉教授帶領團隊繼2017年底在《自然·通訊》發表創新性研究成果后取得的又一項重要突破。

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