中大研機械人集群 體內自動導航治病

2022-05-30 15:28
中大研發的微型機械人集群自動導航技術,讓機械人可成群結隊在人體內遊走,並自動躲避障礙物。 (中大提供)
中大研發的微型機械人集群自動導航技術,讓機械人可成群結隊在人體內遊走,並自動躲避障礙物。 (中大提供)

      把藥物帶進人體的微型機械人,往往面對複雜多變的環境。中文大學工程學院的研究團隊,研發微型機械人集群自動導航技術,可讓他們如蜜蜂般集結或分散,在體內的複雜環境遊走,並自主巡航自動躲避障礙物。 

     新技術有助推動微型機械人在醫學上的臨牀應用。研究結果已於國際學術期刊《Nature Machine Intelligence》刊登。

可避物減手術失誤

  蜜蜂、魚類等生物有集群智能,根據實際環境共同改變集群形態,以穿越狹窄、彎曲的通道,避開障礙物,甚或對敵人展開攻擊。中大工程學院研發的新技術,參照這種集群智能,利用人工智能控制系統,賦予微型機械人集群自主巡航能力。機械與自動化工程學系張立教授指,微型機械人可以全自動、自主地在複雜多變的人體內進行任務,減少手術失誤機會。

助標靶藥直接輸送

  張立與中大計算機科學與工程學系教授竇琪的團隊合作,利用深度學習技術,建立人工智能微型機械人操控系統,並透過聲波和X光熒光鏡等成像工具,讓機械人偵測前進路徑上的障礙物,實時調整移動方向;而系統亦可以控制磁場,引導磁性納米粒子機械人轉換集群形態,增加任務的成功機會。

  團隊在虛擬人體胎盤環境進行測試,結果顯示系統在人體複雜的血管網絡環境中亦能有效運作,成功穿梭複雜的網絡,到達目的地;同時按照不同情境,將機械人集群的自主程度分為五級,作為日後自動化研究的基礎。

  張立期望,自動導航系統可讓醫生毋須接受特別操作培訓,亦可利用微型機械人治療病人,例如將標靶藥物直接輸送到病灶。
 

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