近日，来自香港科技大学的研究人员成功研发出全球最小的多功能生物医学机器人，比现有型号小 60%。这款机器人能够进行成像、高精度运动以及采样、药物输送和激光消融等多功能操作，具有竞争力的成像性能和十倍的障碍物检测能力，为机器人在人体狭窄和具有挑战性的通道（如肺末端支气管和输卵管）中的应用铺平了道路。
相关研究成果以题为“Sub-millimeter fiberscopicrobot with integrated maneuvering, imaging, and biomedical operation abilities”的论文发表在《自然通讯》期刊上。
机器人整体外形纤薄，仅0.95 毫米，比目前的内窥镜机器人小 60%，实现了“不可能的三位一体”，在一个机器人中同时集成了所有三个重要规格。它提供具有竞争力的成像性能，并将障碍物检测距离延长至约 9.4 毫米，比理论极限提高了十倍。它还实现了卓越的运动精度（小于 30 微米），并将成像区域大幅扩大了约 25 倍。
△具有成像、机动和医疗操作能力的基于光纤的亚毫米连续机器人概览。
这款机器人由电子与计算机工程系副教授沈雅静团队开发，微型尺寸由四个主要部件组成。这些部件包括用于捕捉体内图像的光纤阵列、用于在需要的地方精确施行治疗的定制工具、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。
中空骨架由微型 3D 打印机制成，功能化皮肤则通过磁性喷涂技术制成，这有助于保持机器人体积小巧，并使其在手术过程中轻松滑动。它还具有凝胶状外层，可减少摩擦。研究团队已在体外支气管模型和离体猪肺中测试了机器人，展示了在狭小空间内的平稳导航，同时成功捕捉清晰的图像并在困难区域进行治疗。
沈教授表示：“小型连续机器人有望应用于介入诊断和治疗，但现有模型往往在紧凑性、精确导航和可视化功能治疗方面存在困难。我们的研究为开发一种手术机器人提供了重要的解决方案，旨在实现难以触及的身体部位的早期诊断和治疗目标。随着技术的不断进步，我们相信光纤机器人将在可预见的未来为人类健康做出更大的贡献。”
由于小型连续机器人能够在狭窄的腔内导航，同时恢复速度快，感染风险低，因此已被用于治疗多种疾病，包括心脏病（通过部署支架和电生理导管）以及使用单孔腹腔镜修复胃和十二指肠溃疡穿孔等。基于这项成功的发明，研究团队计划进一步完善机器人的功能，适应实际环境。
△连续机器人在离体猪模型中的功能演示
香港科技大学博士后研究员张铁山博士表示：“我们的目标是进一步优化光纤机器人的设计和控制，以介入手术的安全性和可靠性为首要任务。我们期待进行体内试验，以证明在临床场景中的表现。”张铁山博士是这项研究的两位共同第一作者之一，另一位是李根博士。其他来自科大的合著者包括电子与计算机工程系的研究助理教授杨雄博士和博士生赵浩翔。
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