微創(chuàng)手術是現代醫(yī)學的標志，手術導管機器人可以幫助醫(yī)生對病人狹小腔道內的組織結構進行精確微創(chuàng)干預治療。然而，微型化、智能化是手術導管機器人的發(fā)展趨勢及面臨的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)手術軟鏡導管由于機械拉線驅動方式的限制，較難進一步縮小整體尺寸且保證其可控性，因而限制了機器人在人體內的應用范圍。

連續(xù)體機器人靈巧通過各種狹窄通道

該研究面向人體狹窄腔道內患病組織的精準治療，結合微納米技術提出了磁控連續(xù)體微型機器人的方法。該連續(xù)體機器人采用PDMS材料制備，包括PDMS軟管及磁性前端（總直徑2mm）。研究采用外磁場驅動，可控制該連續(xù)體機器人進行靈活彎轉、在管道內穿行等動作。針對腎內逆行手術，研究論證了其在狹窄通道內的靈巧運動性能及控制能力。同時，該柔性機器人可進一步縮小尺寸到亞毫米級，可面向人體更狹小腔道內組織結構進行靈活可控的微創(chuàng)治療，如腦神經外科、眼內手術或血管內手術等。針對目前磁控系統(tǒng)有效工作空間受限問題，該工作還提出了一種有效擴大磁控連續(xù)體機器人工作空間的解決方案，為面向臨床應用奠定了基礎。

擴大電磁驅動系統(tǒng)有效操作空間

微納米課題組專注于微納米機器人研究，從毫米級、微米級到納米級機器人開展了系列研究，在磁驅動毫米機器人、光驅動毫米機器人、熱驅動毫米機器人、氣泡微米機器人、細胞微米機器人、混合驅動納米機器人等方面取得了研究進展，相關成果發(fā)表在Small（2019）、ACS Applied Materials & nterfaces（2019/2020/2021）、IEEE Robotics and Automation Letters（2021）、Chemical Engineering Journal（2021）、Lab on a Chip（2016）上。

研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、中科院青年創(chuàng)新促進會、中科院創(chuàng)新交叉團隊，以及機器人學國家重點實驗室的支持。