我校研制出可用于癌症诊断治疗的磁性微游动机器人

哈工大报讯（肖克/文）记者日前获悉，我校机电学院机器人技术与系统国家重点实验室谢晖教授团队在《科学》杂志子刊《科学·机器人学》（Science Robotics）发表了题为《可重构磁性微机器人群：多模态转换、定向移动与集群作业》（Reconfigurable magnetic microrobot swarm: Multimode transformation, locomotion, and manipulation）的科研论文。该成果有望为癌症治疗中高效靶向给药和早期诊断体内成像提供有效解决方案。我校为论文第一完成单位与通讯单位。

自然界中存在着丰富多样的生物自组织系统，表现出高度的群体智慧，可以解决个体无法胜任的复杂问题。比如分工协作的蚁群可构建复杂而精巧的蚁巢、搬运超重猎物，布阵捕食的鲱鱼群可轻松捕获非常警觉的桡足类动物，等等。受此启发，谢晖教授团队开发了一种磁性微游动机器人，这种呈花生状的磁性游动机器人长3微米，直径2微米，只有头发丝直径的约四十分之一。该机器人可成千上万地组队协同作业，机器人之间通过非常小的作用力交流，自组织成一个多模态的群体，就像蚁群用触觉或气味交流一样。群体可在旋转磁场的调控下，展现出多种随环境或任务快速响应的模态，其可变形为长链模态，高效穿越狭长的模拟毛细血管，还能够模拟自然界的蚁群（涡旋模态）和鲱鱼捕食阵列（横带模态），分别完成大负载可控输送与大面积同步集群清理操作。

据介绍，由于机器人足够小，可以到达例如毛细血管末端、视网膜等其他手段难以直接治疗的部位。未来通过体内运动导航，由成千上万个装载药物的微游动机器人组成的群体，可以直达病灶部位，识别并攻击病变细胞，实现高效无副作用治疗。与此同时，微纳游动机器人还可以留存在体内，实现健康状况的在体监控，协助人体免疫系统长期有效维护人类健康，为疾病的早期诊断与治疗提供一种新手段。

《科学·机器人学》创刊于2016年12月，旨在传播机器人相关领域的代表性研究成果，平均每期刊出不多于4篇的研究类文章。据悉，此次论文发表在国际权威杂志，是谢晖教授带领团队继2017年底在《自然·通讯》发表创新性研究成果后取得的又一项重要突破。

    论文链接：http://robotics.sciencemag.org/content/robotics/4/28/eaav8006.full.pdf

微游动机器人群体多模态转化（左）、环境响应与集群操作（右）示意图