最新！中國學者研發出能治療癌症的機器人，成果已登上《科學》子刊！

2019-04-04 16:41:24 哈爾濱工業大學招生辦

機器人也能治療癌症？對，沒錯！哈爾濱工業大學

機電學院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遊動機器人，可以實現組隊攜帶藥物進入人體內直達病灶部位、識別並攻擊病變細胞，助力千千萬萬癌症患者減輕痛苦、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。近日，該研究成果已發表在《科學》雜誌子刊《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。

微遊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

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複雜問題。比如分工協作的蟻群可構建複雜而精巧的蟻巢、搬運超重獵物，佈陣捕食的鯡魚群可輕鬆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遊動機器人，這種呈花生狀的磁性遊動機器人長3微米，直徑2微米，只有頭髮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。

據介紹，由於機器人足夠小，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遊動機器人組成的群體，可以直達病灶部位，識別並攻擊病變細胞，實現高效無副作用治療。與此同時，微納遊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。

此次，哈爾濱工業大學機電學院機器人技術與系統國家重點實驗室謝暉教授團隊在《科學》雜誌子刊《科學·機器人學》（Science Robotics）發表了題為《可重構磁性微機器人群：多模態轉換、定向移動與集群作業》（Reconfigurable magnetic microrobot swarm: Multimode transformation, locomotion, and manipulation）的科研論文，有望為癌症治療中高效靶向給藥和早期診斷體內成像提供有效解決方案。

其實，哈爾濱工業大學此前就在癌症領域進行過多次攻關：

2011年，來自哈爾濱工業大學，北京大學第三醫院的研究人員研製出一種新型複合微膠囊，可將癌症的診斷和治療兩個過程融為一體，通過超聲造影成像確定腫瘤的部位與尺寸後，用近紅外激光對腫瘤進行定點加熱實施清除，避免對正常組織的損傷，同時提高疾病診治效率。這項研究成果公佈在《Angewandte Chemie International Edition》上，

並且《Nature Materials》以"Locate and Kill"進行了亮點推薦。這篇文章的通訊作者是哈爾濱工業大學戴志飛教授，戴志飛教授研究組主要從事藥物靶向傳遞和緩控釋、生物材料表面修飾、分子影像技術以及納米生物傳感器等方面的研究。先後負責主持國家863計劃、國家自然基金、教育部重大培育項目、省科技攻關以及歸國留學基金等多個項目。

2016年，哈爾濱工業大學正式對外發布，學校生命學院教授黃志偉及其團隊首次揭示了CRISPR-Cpf1識別crRNA的複合物結構。該成果研究論文《CRISPR-Cpf1結合crRNA的複合物晶體結構》在國際最頂尖學術刊物《自然》(Nature)在線發表。"CRISPR-Cpf1"——一種於2015年被美國發現能在人類細胞內進行"基因編輯"的工具，能夠對基因進行直接改造；就像文字編輯軟件"修改文檔"一樣來"修正"基因，甚至能讓人們更加高效地對基因進行"關閉"、"恢復"和"切換"等精準"手術"，這預示著未來人類通過"基因技術"徹底"消滅"癌症和艾滋病等疾病成為可能。

……

目前，這些還只是人類在抗癌道路上前進的一小步，哈爾濱工業大學

研究團隊將會鍥而不捨、砥礪前行，努力為全人類健康做出新的更大貢獻！