医疗机械

2022全球医疗微纳机器人技术现状及产

发布时间:2023/3/25 2:22:29   

在年的科幻电影《神奇旅程》中,描绘了一个激动人心的场景:一艘被缩小的潜艇可以在人体血管中航行,清除血栓。

年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科技的正式诞生,微纳机器人的研究也自此启程,至今已发展了30年。随着纳米科技和微纳机器人技术的发展,上述场景可能在10-20年后成为现实。

随着微米科技、纳米技术的几十年发展,微纳学科的认知范围从最初特指一些微纳米器件,慢慢发展到所有涉及到微米纳米尺度的物质、系统。微纳机器人是一个交叉而精密的学科应用,对应的载体是电子、机械、材料、物理、化学、生物、医学等多学科及技术的高度交叉融合体,同时还是一个复杂的工程化机械操作系统结构。

当前,科研界和产业界在讨论微纳机器人时,其实在讨论的就是医疗微纳机器人/微纳机器,这是微纳机器人当前最集中、最重要、最有潜力的应用场景。

从根源来讲,微米科技、纳米技术与生物体和医疗就有千丝万缕的关联,细胞与微生物等本身就是微观的物质。微纳作为一个尺度概念,机器人/机器系统作为功能载体,微纳医疗机器人为人类在医疗领域的微观尺度丈量、研究提供了新维度。

此外,微纳机器人更具划时代意义在于——从人组织再到单细胞、单分子,人类对于生物体的研究已经进入了分子尺度的操作时代,医疗微纳机器人为人类跨越至微纳米尺度的医疗操作时代提供了新的视角与工具,为21世纪的精准医疗迈入下一阶段奠定了技术基础、打开新思路。

在此背景下,DeepTech正式发布《年全球医疗微纳机器人技术现状及产业发展前景研究报告》,DeepTech研究团队通过专家访谈、桌面调研、文献统计等方式,力争勾勒微纳机器人技术定义、技术原理、技术发展历程、当前产业发展现状、代表研究团队、产业化面临的挑战等全貌。

“微纳机器人”的叫法并不准确?

从广义上来讲,只要在微纳米尺度能够进行运动和操作的系统都可以叫做微纳机器人,因此它也有一些更准确的称呼,比如微纳机器(Micro/Nanomachine)、微纳马达(Micro/Nanomotor)等。

这几个称呼其实正体现了研究的不同阶段。能称为“机器人”代表了它需要具备三点能力:感受外界、自主决策,以及做出相应的行为。因此在目前阶段称为微纳机器更为准确。人们之所以称之为“机器人”,是因为人们习惯以用过去类似的、熟的描述来形容新的事物,同时这也包含人们美好期待。

“微纳机器人”这个称呼代表了其未来的“智能化”发展方向:根据体内具体环境,做出决策。在以色列年的一项研究中,这个趋势已经初露端倪,其研发的机器人可以检测DNA或者蛋白质的突变,一旦符合预设的疾病判定标准,机器人就做出释放药物的行为,让人们看到生物计算的相关技术能够融入微纳机器人技术中的潜力。(什么是生物计算?可阅读年数字经济时代下活跃的中国生物计算企业正式公布)

尽管微纳机器人在年就出现了设想,但真正的研究是从年扫描隧道显微镜在IBM苏黎世的实验室的诞生开始的。90年代纳米技术的出现,大大推动微纳机器人的发展进程。四十年来,微纳机器人已发展为一个新的前沿热点研究领域,许多国家纷纷制定微纳机器人相关战略和计划,投入巨资抢占微纳机器人战略高地。

目前在微纳机器人研究比较领先的国家包括美国、德国、以色列、瑞士、日本以及中国。在ACSNano、AdvancedMaterials、ScienceRobotics、NatureNanotechnology等微纳机器人领域顶级期刊发表文章的数量、质量、实验研究进展上,中国跟欧美发达国家处于同一水平,例如当前科研

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