亞毫米機器人,是指尺寸在亞毫米級別的微型化機器人,其集成了傳感、驅動、控制、通信等功能。
2024年8月,我國國家重點研發計劃“智能機器人”重點專項2024年度項目申報指南發布,提出針對機器人的微型化、智能化與集成化需求,研發單體集成傳感-驅動-控制功能的亞毫米機器人系統,考核指標包括傳感器尺寸<500μm,傳感誤差≤10%,微操作元件尺寸<800μm,運動控制精度優于5μm,機器人整體體積<1mm3等。
受生活、飲食等習慣轉變影響,全球惡性腫瘤、心腦血管疾病患者數量不斷增多。亞毫米機器人可通過極小創口進入人體內,可以進入狹窄腔體,利用自身集成的探頭來收集信息,精準定位實施手術,能夠實現動脈血管堵塞疏通、心臟支架放置、癌性腫瘤切除以及胃/十二指腸潰瘍穿孔修補等操作,可以提高患者恢復速度、降低感染風險。
極小的外形尺寸、集成攝像頭與執行機構、精準定位與精確操控是亞毫米機器人的核心技術,這三大技術兼顧難度大,因此亞毫米機器人研制技術壁壘高,但其應用前景極為廣闊。2025年,我國手術機器人市場規模將超過110億元;根據國家癌癥中心公布數據,2022年,我國新發癌癥病例482.47萬例;根據《中國心血管健康與疾病報告2023》數據,全國心血管病患者3.3億例。在此背景下,亞毫米機器人研發重要性突出。
新思界
行業分析人士表示,在海外,2022年5月,美國西北大學以螃蟹為設計靈感,開發出一款亞毫米機器人,以形狀記憶合金為材料,尺寸僅有半毫米,可以完成彎曲、爬行、行走、跳躍等動作,相關成果發表于《Science Robotics》。
在我國,2024年11月,上海交通大學團隊提出亞毫米尺寸纖細微小柔性連續體機器人的光纖復用且宏微驅動解耦思路,研究成果以“面向腔內宏微運動的亞毫米尺度纖微機器人”為題發表于《Science Advances》;2024年12月,香港科技大學、香港城市大學、深圳大學、中國科學院深圳先進院合作,提出了一種基于光纖的連續體機器人,該機器人在亞毫米級尺度集成了成像、高精度運動和多功能操作能力,相關成果發表于《Nature Communications》。