2024年，iCANX推出X-Doctor专栏，聚焦iCANX上独辟蹊径用科技创新改变世界的科学家和他们的科学发现，每期揭秘一位科学家和他/她的探索之路，独家报道、干货满满。欢迎大家一同感受科学的魅力，见证这些创新的力量。
第31期，X-Doctor将带你走近麻省理工学院赵选贺教授，感受一下他在软体机器人方向的探索。
在麻省理工学院（MIT）的机械工程系，有这样一位科学家，他以非凡的创新力和深厚的学术功底，在人机交互、软体机器人、生物医学工程以及新型材料的设计与应用等领域取得了举世瞩目的成就。他，就是赵选贺教授，一位在国际学术界和工业界都享有盛誉的顶尖学者。
在刚刚过去的在iCANX达沃斯科学峰会上，赵选贺团队SanaHeal,Inc.获得创业组一等奖的殊荣。
SanaHeal,Inc. 是一家成立于2021年的公司，总部位于波士顿地区。该公司主要运营在医疗保健、医疗器械和营养领域，该公司主要是提供生物粘合带产品，这种产品能够快速且牢固地粘附于湿润和具有挑战性的表面，其技术灵感来源于自然界的粘附能力。作为该公司幕后的掌舵者，赵选贺教授主要有哪些成果呢？
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师出名门，哈佛博士的学术之旅
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赵选贺的学术之旅始于国际著名力学家锁志刚院士的悉心指导。在恩师的引领下，他逐渐对力学和材料科学产生了浓厚的兴趣，并最终在哈佛大学攻下了博士学位。这段求学经历不仅为他打下了坚实的学术基础，更培养了他勇于探索、敢于创新的精神。
随后，2010年，他加入杜克大学机械工程与材料科学系担任助理教授，2014 年加入麻省理工学院机械工程系担任副教授，2020 年任教授。他的研究目标是推动人机交互领域的科学技术进步，以应对健康和可持续发展方面的重大社会挑战。
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软体机器人的探索者
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赵选贺教授带领团队在软体机器人这一领域取得了一系列令人瞩目的成就，为医学、工业等多个领域带来了革命性的变革。
磁控软体导丝机器人：微创手术的未来
赵选贺团队首创的磁控软体导丝机器人，无疑是他们在软体机器人领域最耀眼的明珠之一。这款机器人利用磁场控制技术，能够在复杂血管网络中灵活导航，为医生提供精准、微创的手术解决方案。它的出现，不仅为缺血性中风等难治性疾病的治疗带来了新的希望，也预示着未来微创手术将迈向更加智能化、精细化的新阶段。
赵选贺团队在《Nature》上以封面文章形式发表了关于纳米磁控微型软体机器人的研究，研究成果题为“Printing ferromagnetic domains for untethered fast-transforming soft materials”，该研究将软体机器人的应用范围拓展到了微观世界。通过对纳米磁体施加特殊的磁场序列，他们实现了微型机器人的形状变化和多功能应用。
磁控软体导丝机器人结合了MIT赵选贺团队在打印磁性智能软机器和医疗仪器水凝胶皮肤两个原创领域的成果
打印磁性智能软机器：速度与功能的双重飞跃
除了磁控软体导丝机器人，赵选贺团队在3D打印技术方面的突破同样令人瞩目。他们开发了一种新技术，能够在一秒内打印出具有多种功能的磁性智能软机器人。这些机器人不仅能够爬行、滚动，还能输送药物、捕获并释放物体，展现了极高的灵活性和实用性。这一技术的突破，不仅提高了软体机器人的生产效率，更为其在实际应用中的广泛推广铺平了道路。
穿戴超声波贴纸：实现48小时不间断成像
赵选贺团队成功地将B超探头转化成了小巧如贴纸般的设备，能够紧贴肌肤连续48小时不间断地进行超声波成像。这一创新不仅颠覆了传统超声波检查的方式，更让医疗监测技术迈入了可穿戴、便捷化的新时代。这一成果在2022年发表在《Science》上。
未来的医疗监测不再受限于笨重的设备或复杂的操作，只需轻轻贴上这些“智能贴纸”，患者就能随时随地获得心脏、肺部、血管等深层器官的高分辨率实时图像。这一变化不仅减轻了患者的检查负担，更为医生提供了持续、精准的病情监测手段。
未来这些超声波贴纸或许能像创可贴一样普及，成为人们健康管理的好帮手。无论是日常监测还是紧急医疗情况，都能迅速提供关键信息，为患者争取到宝贵的治疗时间。
更令人兴奋的是，研究团队还在积极探索这种贴纸的无线版本，期待未来能够开发出可穿戴的成像产品，让患者能轻松带回家中，甚至在药店就能购买到。这样的愿景不仅让医疗监测更加便捷，也预示着医疗健康领域的又一次重大变革。
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水凝胶材料的创新者
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除了在软体机器人领域的杰出贡献外，赵选贺教授在水凝胶材料的研究方面也取得了重要突破。团队开发的水凝胶材料在生理环境中展现出了卓越的性能和应用潜力。
微创组织密封与防纤维化疤痕
赵选贺团队开发的一种基于多层生物粘附贴剂的微创组织密封新策略，为手术后的组织修复提供了新的解决方案。该贴剂旨在排斥体液，与湿组织形成快速压力触发的粘附力，并抵抗生物积垢和炎症。该成果发表在了《Advanced Materials》上。
水凝胶黏合剂
而他们在《Nature》上发表的关于水凝胶作为心外膜起搏器涂层的研究，更是为防止设备植入后产生纤维化疤痕提供了有效手段。
2024年5月22日，赵选贺教授团队在 Nature 期刊发表了题为：Adhesive anti-fibrotic interfaces on diverse organs 的研究论文。
他们研发了一种神奇的水凝胶黏合剂，就像是为植入的医疗设备穿上了一层隐形的保护衣。心脏起搏器或其他医疗设备在植入体内后，通常会引起免疫反应，导致周围形成疤痕组织，这不仅影响设备功能，还可能迫使设备提前移除。但赵教授团队的水凝胶涂层却巧妙地解决了这一问题。
这种水凝胶不仅黏合力强，能与周围组织紧密结合，更重要的是，它能有效防止免疫系统对植入设备的攻击，从而避免纤维化疤痕的形成。实验证明，无论是植入大鼠的腹壁、结肠、胃、肺还是心脏，只要涂上了这种水凝胶的设备，都能在长期内保持功能，且没有纤维化现象。这一发现不仅延长了医疗设备的使用寿命，也为患者带来了更好的治疗体验和更长的健康保障。
石墨烯复合水凝胶导电生物胶带与医用双面胶
赵选贺教授还带领团队研发了石墨烯复合水凝胶导电生物胶带和新型医用双面胶。这些材料不仅解决了组织-设备集成中的长期挑战，还为未来在潮湿的生理环境下开发功能和功效提供了新的解决方案。它们的出现，不仅拓宽了水凝胶材料的应用范围，更为生物医学工程领域的发展注入了新的活力。
电子生物粘附界面的设计和机理
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荣誉与认可：实至名归的学术成就
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赵选贺教授在科学研究中的杰出表现得到了广泛认可。他成为2022年度Soft Matter讲座奖的首位华人得主，这一殊荣不仅是对他个人学术成就的肯定，更是对他团队在软体机器人和水凝胶材料领域所取得成果的认可。Google Scholar显示他发表的文章总被引次数超过了46000余次，这一数据背后是他对科学研究的执着追求和不懈努力。
赵选贺教授在MIT的工作和研究不仅在学术界引起了广泛关注，更为工业界提供了许多创新解决方案。赵选贺教授的故事是科技创新精神的生动写照。他用自己的实际行动诠释了什么是科研人的担当与使命。
2020年4月24日，iCANX Talks第二期，赵选贺教授在ICANX上为我们带来了：《Merging Human-Machine Intelligence withSoft Materials Technology软材料科技融合人机智能》的学术演讲，点击可回放。
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