纳米机器人|机器人学国家重点实验室副主任刘连庆：为什么要开发基于生物细胞和细菌的微纳机器人？郭平|董事长|轮值

2021年9月10-13日，2021世界机器人大会（WRC）在京召开。
在12日全天的未来峰会上，中国科学院沈阳自动化研究室主任、机器人学国家重点实验室副主任刘连庆，主持召开了人机共融未来时代的 “新前景”、“新风向”两项论坛，并重点分享了微纳机器人和类生命机器人的研究进展与发展趋势。
【纳米机器人|机器人学国家重点实验室副主任刘连庆：为什么要开发基于生物细胞和细菌的微纳机器人？】
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刘连庆主任负责机器人学国家重点实验室微纳机器人和类生命系统课题组，从事微纳尺度下机器人的感知、驱动和控制方法研究，推动生物医学应用；以及生命系统和机电系统的融合方法、类生命体的建模和控制技术，推动新一代机器人系统创新突破。
在我们所处的宏观世界中有多种机器人，比如各种工业机器人、服务机器人、特种机器人等。而在微观世界中进行探索和操作则需要一类“小”机器人，它们能在微米尺度甚至纳米尺度进行操作，这就是微纳米机器人。
由于微型机器人尺寸小，所以它可以进入比较狭小的空间，比如微流控管道，生物芯片，甚至生物体血管内。通过控制微型机器人的运动，可指定它到一个位置进行探测。
在对话中，刘连庆主任讲到，现在的微纳机器人面临的主要问题是如何找到合适的材料和驱动能源。大的趋势是逐渐向活性、完全生物兼容性、生物可降解的方向发展，比如人体寄生细菌、心肌细胞或者骨骼肌细胞。现在刘老师团队正在研究用趋光性藻类细菌做机器人，也在考虑通过人体自然腔道的路径推动高效治疗。
交谈中，刘连庆主任流露出一个真切的态度：科技工程要有抓手。类生命器件“抓”来了物种进化亿万年的生存能力，微纳机器人“抓”来了依附人体的寄生细菌。生命课题不仅要虚远处遥望，也要向实处探寻。生命体丰富，人体奥秘自有章法，要在创新中发现并发挥其价值，催动现代效能。

本次世界机器人大会上，雷锋网（雷锋网）有机会与刘连庆老师亲面对话，以下为对话实录。
Q：老师，您是长期从事微纳机器人学（微型机器人和纳米机器人）和类生命器件方向的研究，在研究领域，纳米机器人有多大?
刘连庆：纳米机器人的尺寸，学术界并没有严格定义，通常指机器人至少在一个维度达到了纳米尺度。这里说的纳米尺度并不是要求在1纳米(10的负9次方米)以下，可以在10纳米到100纳米之间。比如一个纳米机器很长，但很细，直径不到100纳米，也可以称为纳米机器人。也有学者认为纳米机器人只要本体尺寸小于1um(微米)就行，所以学术界通常用微纳机器人来泛指自身尺寸很小、能够注射进入人体的机器人。
Q：微纳机器人学和类生命机器人现在成熟度如何，达到了什么精度？
刘连庆：微纳机器人已经在实验室阶段了，类生命机器人程度更低一点。具体来说，微纳机器人已经在老鼠身上做实验了，类生命机器人现在还处在实验室探索阶段。
我举个例子，现在我们能够对微纳机器人进行群体控制，从而进行靶向药物的传递。现阶段能够在老鼠身上做实验，证明了在活体小动物上，纳米机器人可以被集群控制。同时，纳米机器人集群对实体瘤定向性杀伤作用效果显著。
不过必须要指出的是，学界并没有对这些老鼠进行长期的跟踪。如果在人身上使用时，纳米机器人不仅能够杀伤癌细胞，还要对人体尽可能没有副作用。但生物学实验上，目前几乎所有已发表的论文只关注主要指标，就是能不能把肿瘤消除，对老鼠其他生理状态观测比较少。所以，不能轻易下结论说微纳机器人比现有放疗、化疗好很多，只能说在“药物传递效率”这一指标上比传统方法要好。