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劉連慶:微納操控與微納機器人應用亟待生物兼容性材料發展

2019-08-23 17:59 來源: 新華網

近日,2019世界機器人大會在京開幕,21日至23日,大會主論壇圍繞“國際合作與機遇”“基礎技術與創新”等主題展開。論壇期間,中國科學院沈陽自動化研究所研究員劉連慶接受採訪,介紹微納操控與微納機器人研究進展與發展趨勢。

宏觀世界,我們可以看到各種各樣的機器人零部件,它們可以組裝成形態各異的機器人。想象一下,當這些被操作的零部件越來越小,到納米層面的時候,會是怎樣的情況?“這個時候,需要在底層空間操作原子和分子組裝成更多的結構和物體,顯然傳統機器人不具備這種能力,所以我們需要研究微納操控技術。”劉連慶説。

微納操作技術,既可以讓我們看見,也可以讓我們觸摸到納米尺度的物體。劉連慶認為,微納操作技術與增強現實技術、機器人技術相結合,是對傳統機器人的拓展,能夠通過微納操控技術實現對底層空間的設計與改造。

在研究微納機器人時,科學家們對于其結構及在人體內的工作方式進行了設計,比如將磁控微小機器人設計成螺旋結構,通過外加磁場實現運動。這個機器人本身具有磁性,通過磁場控制在血液裏行進,但是目前這些技術並沒有真正用于人體。劉連慶認為,目前微納機器人的應用瓶頸是其材料的生物兼容性,雖然各種材料層出不窮,但都尚未通過FDA專業認證,所以,未來微納機器人特別值得期待的就是能制造出什麼樣的生物材料。

説到這裏,可能會有一個容易混淆的概念,那就是微納操控機器人和微納機器人。微納操控機器人是通過微納操作係統操控非常小的物體,而微納機器人是本身非常小的機器人。劉連慶解釋,“微納操控技術是制造微小機器人的基礎。”

未來,微納機器人應用場景非常多,但主要還是在醫療領域。除此之外,雖然在檢測檢修等方面也有相關研究,但並不是主流。對于微納機器人,人們比較關心的是什麼時候才能真正應用于人體中。對此,劉連慶表示,新興的微納機器人是非線性的發展,可能在某一個節點有重要突破。目前,機器人的精準控制、動作都沒有問題,一旦機器人材料在生物兼容性方面取得進展,那麼很快微納機器人就會投入使用。

本作品為“科普中國-科技前沿大師談”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 劉丫   [責任編輯: 蘆俊文]

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