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在《未來(lái)簡(jiǎn)史》一書(shū)中，尤瓦爾指出，人類(lèi)的任何行為都是基于某個(gè)算法下的結(jié)果。這意味著，一旦這些算法被人們掌握并應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)，如機(jī)器人的升級(jí)制造，機(jī)器人或?qū)⒖梢酝ㄟ^(guò)圖靈測(cè)試，成為有意識(shí)的有機(jī)生物，又或者是人類(lèi)將已掌握的算法應(yīng)用于各種微型儀器或微型機(jī)器人并應(yīng)用于人類(lèi)身體，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接運(yùn)轉(zhuǎn)，使人類(lèi)自己升級(jí)為“智神”。
目前，雖然還無(wú)法實(shí)現(xiàn)超物種變身，但是人工智能系列產(chǎn)品已取得一系列驕人成果。后疫情時(shí)代，零接觸的市場(chǎng)剛需將以機(jī)器人為主的人工智能系列產(chǎn)品推上更高的舞臺(tái)。據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示，今年前三季度，僅我國(guó)新增的機(jī)器人相關(guān)企業(yè)便超過(guò)4.7萬(wàn)家，同比增長(zhǎng)56%，其中，醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展表現(xiàn)出良好強(qiáng)勁態(tài)勢(shì)。
《中國(guó)醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和市場(chǎng)前景》一文指出，現(xiàn)在的醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)品與日俱增，如陪護(hù)機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人等，盡管醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全成熟，但許多科研機(jī)構(gòu)或科技企業(yè)便已經(jīng)開(kāi)始思考，下一代醫(yī)療機(jī)器人將會(huì)是什么樣。
微型機(jī)器人或許可以給出答案。很多研究機(jī)構(gòu)和科技企業(yè)已經(jīng)在積極推動(dòng)醫(yī)療機(jī)器人的小型化和柔性化，希望借此進(jìn)一步豐富醫(yī)療機(jī)器人的應(yīng)用范圍，為一些微觀場(chǎng)景的醫(yī)療診治提供幫助。
微型機(jī)器人應(yīng)用價(jià)值助力精準(zhǔn)醫(yī)療
微型機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用主要包括治療、手術(shù)、診斷和醫(yī)學(xué)成像，每一個(gè)應(yīng)用都旨在應(yīng)對(duì)醫(yī)學(xué)中的不同挑戰(zhàn)。例如，能動(dòng)的微型/納米機(jī)器人可以直接游入目標(biāo)區(qū)域并傳遞精確劑量的治療有效載荷，因此，在降低副作用的同時(shí)保持其治療功效，這是使用具有低定位功效的被動(dòng)給藥方法時(shí)的常見(jiàn)問(wèn)題。
另一方面，使用微型/納米機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)可能會(huì)到達(dá)無(wú)法通過(guò)導(dǎo)管或侵入性手術(shù)到達(dá)的身體區(qū)域，從而可以對(duì)組織進(jìn)行采樣或?qū)⒅委熡行лd荷深入患病組織。微型機(jī)器人外科醫(yī)生的使用可以幫助減少侵入性手術(shù)，從而減少患者不適和術(shù)后恢復(fù)時(shí)間。
基于機(jī)器人超微的外形及前沿技術(shù)加速發(fā)展，微型機(jī)器人將在精準(zhǔn)醫(yī)療方面得到廣泛應(yīng)用，未來(lái)，許多疾病或?qū)⑼ㄟ^(guò)微小的機(jī)器人在血液中游走、輸送藥物等來(lái)治療。
微型機(jī)器人研究成果藥物輸送
在使用微型機(jī)器人輔助醫(yī)療，將藥物直接送到人體目標(biāo)部位時(shí)，容易在藥物傳輸過(guò)程中造成藥物沿途于其他器官接觸引發(fā)不良反應(yīng)，如胃出血或影響?yīng)q豫結(jié)腸等器官的自主運(yùn)動(dòng)。要使微型機(jī)器人在醫(yī)療應(yīng)用上步入正軌，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療精準(zhǔn)，需首要解決微型機(jī)器人難以保持原定軌跡運(yùn)輸藥物到目標(biāo)部位這一難題。
近日，普渡大學(xué)在Micromachines期刊發(fā)表研究，首次證明微型機(jī)器人可以通過(guò)后翻滾等動(dòng)作，避免生物系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)對(duì)藥物運(yùn)輸?shù)挠绊懀⒁呀?jīng)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證成功。通過(guò)對(duì)微型機(jī)器人施加旋轉(zhuǎn)的外部磁場(chǎng)控制其行動(dòng)軌跡，另外，該微型機(jī)器人配有防止藥物脫落的聚合物涂層，在人工引導(dǎo)下，微型機(jī)器人不僅可以抵達(dá)目標(biāo)位置，同時(shí)可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成藥物釋放動(dòng)作。
研究人員稱(chēng)，該微型機(jī)器人除了可以作為藥物輸送工具外，還可以作為診斷工具，通過(guò)微型機(jī)器人進(jìn)行檢測(cè)，可以防止腸鏡檢查所帶來(lái)的不適。
微型機(jī)器人研究成果輔助手術(shù)
微型機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域的第二個(gè)應(yīng)用表現(xiàn)為充當(dāng)手術(shù)協(xié)助者和實(shí)施者的角色，通過(guò)對(duì)人體內(nèi)部細(xì)致的監(jiān)測(cè)協(xié)助醫(yī)生更好開(kāi)展手術(shù)，或者自身進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)。
今年5月份，由同濟(jì)大學(xué)牽頭建設(shè)的上海自主智能無(wú)人系統(tǒng)科學(xué)中心微納無(wú)人系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)醫(yī)工理深度融合、聯(lián)合攻關(guān)研發(fā)出了一款可用于醫(yī)療靶向微血管溶栓仿生微型手術(shù)機(jī)器人。
心血管疾病死亡率和致殘率高，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)健康，大尺寸血管的血栓可置管溶栓，而對(duì)微血管血栓卻束手無(wú)策。而通過(guò)體積微孝載有溶栓劑藥物的仿生手術(shù)機(jī)器人，在外加磁場(chǎng)的指揮下，聚集在血栓部位，產(chǎn)生熱和力場(chǎng)，成為高效的微血管血栓清道夫。
值得注意的是，單個(gè)微型機(jī)器人往往無(wú)法滿足醫(yī)療應(yīng)用的要求，需要通過(guò)操控微型機(jī)器人群實(shí)現(xiàn)集群效應(yīng)，來(lái)滿足生物醫(yī)用劑量的需求。因此，開(kāi)發(fā)新型的具有生物相容性、能有效驅(qū)動(dòng)和精準(zhǔn)控制以及集群操控能力的新型軟體醫(yī)療微型機(jī)器人，是未來(lái)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
微型機(jī)器人發(fā)展亟待解決的三大難題
目前各國(guó)對(duì)于微型機(jī)器人的發(fā)展仍處于初級(jí)階段，其作為一個(gè)小而新的機(jī)器人細(xì)分領(lǐng)域，以下三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題亟待解決。
一是驅(qū)動(dòng)器微型化問(wèn)題。微驅(qū)動(dòng)技術(shù)是體現(xiàn)微型機(jī)器人水平的標(biāo)志，目前，滿足能耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于微型化、位移和力輸出較大、動(dòng)作響應(yīng)快、線性控制性能好等要求的驅(qū)動(dòng)器還無(wú)法實(shí)現(xiàn)，未來(lái)仍需加大研究。
二是能源供給問(wèn)題。當(dāng)前，微型機(jī)器人中的很多執(zhí)行機(jī)構(gòu)普遍采用電驅(qū)方式，供應(yīng)能源的導(dǎo)線經(jīng)常會(huì)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)造成影響，未來(lái)能源供應(yīng)的無(wú)纜化將是重要趨勢(shì)。要實(shí)現(xiàn)無(wú)纜化，就必須解決無(wú)纜微波能源和無(wú)纜數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，同時(shí)研發(fā)小尺寸的高容量電池。
三是安全性問(wèn)題。微型機(jī)器人不管是應(yīng)用于人體還是管道之中，所處的環(huán)境對(duì)可靠性和安全性要求都比較高，這就需要微型機(jī)器人在材料、功能和技術(shù)等方面做出適應(yīng)，確保作業(yè)的安全性，并保證自身的排障功能。
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智東西，騰訊網(wǎng)，CSDN，中國(guó)新聞網(wǎng)等
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