最新！中国学者研发出能治疗癌症的机器人，成果已登上《科学》子刊！

2019-04-04 16:41:24 哈爾濱工業大學招生辦

机器人也能治疗癌症？对，没错！哈尔滨工业大学

机电学院机器人技术与系统国家重点实验室成员、哈工大机电学院谢晖教授团队研发的磁性微游动机器人，可以实现组队携带药物进入人体内直达病灶部位、识别并攻击病变细胞，助力千千万万癌症患者减轻痛苦、早日康复，同时还能留在人体内实时监测健康状况，实现疾病的早发现、早治疗。近日，该研究成果已发表在《科学》杂志子刊《科学·机器人学》（Science Robotics）上。哈工大为论文第一完成单位与通讯单位。

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

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。

此次，哈尔滨工业大学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，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。

其实，哈尔滨工业大学此前就在癌症领域进行过多次攻关：

2011年，来自哈尔滨工业大学，北京大学第三医院的研究人员研制出一种新型复合微胶囊，可将癌症的诊断和治疗两个过程融为一体，通过超声造影成像确定肿瘤的部位与尺寸后，用近红外激光对肿瘤进行定点加热实施清除，避免对正常组织的损伤，同时提高疾病诊治效率。这项研究成果公布在《Angewandte Chemie International Edition》上，

并且《Nature Materials》以"Locate and Kill"进行了亮点推荐。这篇文章的通讯作者是哈尔滨工业大学戴志飞教授，戴志飞教授研究组主要从事药物靶向传递和缓控释、生物材料表面修饰、分子影像技术以及纳米生物传感器等方面的研究。先后负责主持国家863计划、国家自然基金、教育部重大培育项目、省科技攻关以及归国留学基金等多个项目。

2016年，哈尔滨工业大学正式对外发布，学校生命学院教授黄志伟及其团队首次揭示了CRISPR-Cpf1识别crRNA的复合物结构。该成果研究论文《CRISPR-Cpf1结合crRNA的复合物晶体结构》在国际最顶尖学术刊物《自然》(Nature)在线发表。"CRISPR-Cpf1"——一种于2015年被美国发现能在人类细胞内进行"基因编辑"的工具，能够对基因进行直接改造；就像文字编辑软件"修改文档"一样来"修正"基因，甚至能让人们更加高效地对基因进行"关闭"、"恢复"和"切换"等精准"手术"，这预示着未来人类通过"基因技术"彻底"消灭"癌症和艾滋病等疾病成为可能。

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目前，这些还只是人类在抗癌道路上前进的一小步，哈尔滨工业大学

研究团队将会锲而不舍、砥砺前行，努力为全人类健康做出新的更大贡献！