香港科技大学（HKUST）工程学院的研究团队近日宣布，他们成功研发出一种微型多功能生物医学机器人。这款机器人仅有 0.95 毫米的尺寸，比市面上常见的同类产品小 60%。
“微型连续体机器人有望用于介入诊断和治疗，但现有的模型往往在紧凑性、精确导航和可视化功能治疗方面存在不足，”香港科技大学电子与计算机工程系副教授沈亚静表示。
“我们的研究为开发一种手术机器人提供了重要解决方案，旨在实现对人体难以触及部位的早期诊断和治疗目标，”他补充道。“随着技术的不断进步，我们相信纤维机器人将在未来为人类健康做出更大的贡献。”
该大学团队表示，这款机器人能够进行成像、高精度运动以及多功能操作，例如取样、药物输送和激光消融。它还具有出色的成像性能和障碍物检测能力。这使得该机器人能够在人体狭窄和具有挑战性的通道中应用，例如肺末端支气管和输卵管。
此外，该系统还具有出色的成像性能，并将障碍物检测距离扩展至约 9.4 毫米，是理论极限的十倍。它还实现了小于 30 微米的运动精度，并将成像区域扩展至固有视野的约 25 倍。
四项关键技术成就微型机器人
沈亚静教授和他的团队表示，四项主要技术成就了这款微型机器人的设计。这些技术包括用于捕捉体内图像的光纤阵列、用于精确输送治疗的定制工具、用于固定光纤和工具的空心骨架以及能够精确控制机器人运动的功能化皮肤。
该团队使用微型 3D 打印机制造了空心骨架。他们通过磁性喷涂技术制造了功能化皮肤，这有助于保持机器人的小型化，并使其在手术过程中能够轻松滑动。它还具有凝胶状的外层，可以减少摩擦。
香港科技大学的研究人员表示，他们在体外支气管模型和离体猪肺上对该机器人进行了测试。在测试过程中，该机器人展示了在狭窄空间中的平稳导航能力，同时成功地捕捉到清晰的图像并在难以触及的区域进行治疗。
科学家们表示，由于能够在狭窄的腔体内导航，同时能够快速恢复和降低感染风险，微型连续体机器人已被用于治疗多种疾病，包括通过部署支架和电生理导管治疗心脏病，以及使用单孔腹腔镜修复胃和十二指肠溃疡穿孔等。
立即注册，享受 40% 的会议通行证优惠！
香港科技大学计划进一步改进，使其适用于更多场景
在取得这一成功发明后，研究团队表示计划进一步改进机器人的功能，使其适用于实际应用场景。
“我们的目标是进一步优化纤维机器人的设计和控制，优先考虑介入手术过程中的安全性和可靠性，”香港科技大学博士后张铁山表示。“我们期待进行体内试验，以证明其在临床场景中的性能。”
张铁山是该研究的两名共同第一作者之一，另一位是李根博士。来自香港科技大学的其他共同作者包括研究助理教授杨雄博士和来自电子与计算机工程系的博士生赵浩翔。
文章首发于 The Robot Report。
