封面新聞記者 馬曉玉 車家竹 深圳報道
提及機器人，人們往往想到的是爆火的人形機器人，以及在流水線上辛勤作業(yè)的工業(yè)機器人。越過肉眼可及的視力范圍，還有一種尺寸比頭發(fā)絲還小百倍的微納機器人，能幫人類解決一系列“微小”的大事情。
試想一下，未來的某天你生病了，但醫(yī)生既沒有給你開藥打針，也沒有做手術，而是往血液里植入一種微小的機器人。這種機器人探測到病灶，游過動脈和靜脈，運行到適當?shù)南到y(tǒng)，直接對病灶進行治療。這種科技，顛覆了人類的思維，承載了無限的期待。
前景：幫人類解決一系列“微小”的大事情
對于微納機器人的定義，目前最廣泛的解釋是：一種可以執(zhí)行微米或者納米尺度任務的機器人。
理想中的微納機器人運用在軍事領域，它就是“螞蟻士兵”，能引爆特種炸藥、破壞電子設備與電腦網(wǎng)絡、施放化學制劑等；運用在建筑領域，它可以檢測建筑物的裂縫、腐蝕和損壞情況，并進行及時修復……而其中最重要的，最有前景的領域，是醫(yī)學。
當前，許多復雜的手術依然依賴醫(yī)生的精湛技藝和豐富經(jīng)驗，且受限于現(xiàn)有醫(yī)療器械的可達范圍。而微納機器人則能夠輕松進入肺部末端支氣管、細小血管分支等傳統(tǒng)醫(yī)療器械難以觸及的區(qū)域，實現(xiàn)精準治療。這就像送快遞一樣，送什么貨，送去哪里，微納機器人都能“指哪打哪”。
在最新的研究中，微納機器人甚至能夠在磁場的引導下精準搏殺腫瘤細胞，被稱為“腫瘤克星”。
萬眾矚目下，關于微納機器人的一些冷思考也必不可少。例如，這么小的物體是否能稱得上是一種機器人？又能否承擔得起外界的諸般期待？
哈爾濱工業(yè)大學（深圳）教授馬星接受記者采訪
哈爾濱工業(yè)大學（深圳）教授馬星表示，完整的機器人一定有三個特征：運動、感知和反饋，而目前的微納機器人只是有第一個特征運動特征。從這個維度上看，微納機器人目前還處于嬰兒期，有很多不成熟，不全面的地方。
雖然自20世紀60年代，諾貝爾物理學獎獲得者理查德費曼及團隊就提出了“納米技術”“吞噬外科醫(yī)生”等構想，但微納機器人真正實現(xiàn)發(fā)展，其實也就是近十幾年的時間。與已經(jīng)發(fā)展了半個多世紀，乃至經(jīng)常在科幻電影中擔任主角的人形機器人相比，微納機器人誠然還有很長的路要走。
難題：讓它動起來，還要動得可控
人形機器人“擬人”的路程尚且舉步維艱，要讓一個比頭發(fā)絲還小千倍的機器人在人體中“婉若游龍”，其難度可想而知。
“以血液運輸為例，我們動脈血速度是非�？斓�，微納機器人怎么控制？怎么停？這就好比在一個湍急的河流里邊，一個小船怎么樣才能錨定、停泊，怎么實現(xiàn)逆流而上？怎么負載物品？這是目前的第一個科學挑戰(zhàn)�！瘪R星談到。
馬星團隊的管狀微納機器人在尿素溶液中運動。圖源受訪者
微納機器人的主流運動方式包括化學驅(qū)動、磁場驅(qū)動、生物驅(qū)動。化學驅(qū)動雖然響應速度快，但是壽命短，若使用催化劑，化學反應的燃料不可避免地會對人體產(chǎn)生有害影響；物理驅(qū)動包括磁嘗光嘗聲場和電場驅(qū)動，但它們或是受限于磁場強度，或是無法穿透人體組織，又或是控制精度較低；生物驅(qū)動利用生物體（如細菌、精子）的自主運動能力，生物兼容性更好，但是控制精度較低……每一種驅(qū)動方式都有各自的優(yōu)缺點。
再者，如何找到既有驅(qū)動功能，又符合生物材料安全性和生物兼容性基本要求的材料？
“我們最基礎的問題就是材料，并且耗費了最多的時間�！敝袊茖W院深圳先進院副研究員徐海峰表示，在剛開始研發(fā)時，他們掌握了制作微納機器人的技術，但關鍵就在于缺少減震性能強、可塑性好，又抗疲勞的材料低模量的彈性光刻膠。這讓他們的研究一度停滯不前，可謂是巧婦難為無米之炊。
中國科學院深圳先進院副研究員徐海峰接受記者采訪。
“當時問遍了各大光刻膠廠商，都沒有找到。一方面，材料的缺失肯定會嚴重拖延研究進程。但換個角度看，這也恰巧說明大家都沒有研究過，我們的光刻膠材料算是完全獨立自主開發(fā)�！�
當然，上述問題只是微納機器人荊棘載途的一角，仍有許多問題科研找不到理想的答案。
徐海峰團隊的多模態(tài)軟體微型機器人穿越輸卵管。圖源受訪者
解困：合力建造一輛“足夠結實的車”
“我們的任務就是設計一輛‘足夠結實的車’，配備一個合格的司機，可以克服一路上非常復雜、動態(tài)多變的環(huán)境，最終保障貨物的高效送達�！鄙钲谑腥斯ぶ悄芘c機器人研究院微納機器人中心主任俞江帆如是說。
這輛“足夠結實的車”如何建造？在俞江帆看來，未來十年可以落腳在這三個方面：首先通過改進控制算法和材料，并集成人工智能和機器學習技術，實現(xiàn)更高的定位精度和自主操控能力；其次，依托于群體智能技術的發(fā)展，提升微納機器人集群的協(xié)同能力；同時，還要開發(fā)和使用更加生物相容且可降解的材料，明確并減少對生物體的免疫反應和毒性。
這些合格的司機由誰擔任？這離不開不斷優(yōu)化的控制算法、人工智能和機器學習技術。這些技術將使微納機器人能夠在復雜、多變的環(huán)境中自主調(diào)整、精確定位，并根據(jù)實時情況作出智能決策。
此外，作為一門涵蓋物理、化學、生物、力學、材料學、微納制造等各個領域的綜合性學科，微納機器人要想突出重圍，自然離不開學科的融合交叉發(fā)展。
回顧近年來的科研進展，為了實現(xiàn)高效的細胞運輸，南開大學趙新團隊設計了一種自動化方法批處理干細胞核移植操作系統(tǒng)，代替了人工處理；為了更精準的操控微物體，加拿大多倫多大學Zhang等開發(fā)了一種高精度、高穩(wěn)定性的微夾具機器人系統(tǒng)......在各個細分領域，隨處可見微納機器人研究者們破題的身影。
或許在未來的十年里，這些敢于創(chuàng)新的“探路者”們會朝著各自的方向不斷前行，但他們的共同愿景卻是始終如一的：讓微納機器人成為人類探索微觀世界的得力助手。
