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？( 二 ) 郭平|董事长|轮值

类生命机器人跟动物和人体实验比较远。我们总是说仿生，仿生更侧重形态模仿和功能模仿，比如比较流行的四足机器人、仿蝙蝠机器人，都是比对着动物结构和功能发展而来，整个机器人的本体都是基于非生命体材料构建的。但类生命机器人不是仿生的概念，它是把生物进化的功能直接拿出来，集成在机器人上来用。
核心是将生命系统与机电系统在分子、细胞和组织尺度上进行深度有机的物理和信息融合，形成一种新型的基于生命功能机制的机器人系统，从而使机器人能够兼具生命系统的优势和传统机电系统的优点。
我举个例子，响尾蛇能感受红外线，它能感受红外线并不是依靠眼睛，它是有一个叫TRPA1的离子通道，我们就把离子通道拿出来，脱离响尾蛇而转染到一个模式细胞上，从而用这个细胞去感受红外线。
狗也一样，它有很好的嗅觉，我们搞清楚它的嗅觉的离子通道和基本原理，再把这些分子机理转染到我们的模式里，相当于我们做了一个人工的类生命器件，把狗的嗅觉能力在人工器件上得到复现。
我们做出了一个红外可见光的感知的器件，能感受红外线，灵敏度比响尾蛇还差很多，但这是走出的第一步。
Q：您之前说到人机共融这方面，第一步先是人机协同、第二步组织融合、第三步是细胞融合，这就是刚才您讲到的的类生命器件吧？
刘连庆：对，人机共融分三块。一个是独立个体的互助共融，比如有个工业协作机器人，机器和我是完全分开的物理体；还有一种是穿在身上的外骨骼机器人，它是身机同体的互补共融。比如我力量没那么大，但是外部骨骼给我一个力量，我就能举起来重物了。
还有一个是同生共体，简单的例子，比如说我想让这些电子器件跟身体长在一起，我一进屋，只要我就这么一想，灯就亮了。还比如说一个色盲的人，他做了一个传感器，上面带个相机，相机一拍照，他就能把这些颜色信息跟脑子连起来，直接传到大脑里，这样他就能“看”到紫外线了，说是看到，其实是探测到了。
Q：在昨天高小榕教授谈到，他现在对有创的脑机接口还是很谨慎的，您刚才谈到同生共体，这算是一种侵入式的机器人研究吗，现在的研究程度如何？
刘连庆：我刚才说的半人半机器那是更长远的事了，比如什么时候能做出一个机器人，让它像响尾蛇一样感受到红外，这太难了。我们可以先在人体外做测试，直接把生物在大自然亿万年中进化的功能在体外得以复现，这是一条路。
Q：目前国内外微纳机器人的研究进展如何?
刘连庆：从发表文章的数量、质量和实验进展来看，在微纳机器人方向上，我国跟国际领先水平是同步的。
从实验进展来看，也基本与国外持平，国内已将微纳机器人应用到小动物身上做实验了，比如老鼠等。现在大家都在争着往大动物上做，从大动物到灵长类再到人。但是能做灵长类实验需要经过严格的审批，全国有资质的单位并不多。“十四五”期间，我国科学家的目标是在大动物身上开展实验，比如家猪、狗等。
Q：那就是说微纳机器人主要往医学方向发展吧？
刘连庆：对，微纳机器人现在最重要的就是医学方向。今年上海交通大学携手《科学》杂志发布的“全世界最前沿的125个科学问题”中，人工智能领域有一个问题：“可注射的抗病纳米机器人会成为现实吗？”实际上，医学肿瘤治疗是现在大家最感兴趣的方向。
Q：微纳机器人真正落实到就是说到临床上，您觉得可能还要多少年？
刘连庆：这个挺难估计的，但是我觉得在大动物身上做实验5年之内肯定可以。目前，用大动物做实验准入门槛相对比较低，学校和有资格的医院可以联合做。如果想做猴子等灵长类动物的实验，需要进行严格审批。尽管技术是相通的，但从动物保护、伦理等方面考虑，想做灵长类动物或者人体实验，还需要一个相对较长的过程