生病了？别怕，南开机器人医生们来啦！| 科技引航看高校

政务 2024-12-24 16:07 天津

肠道是人体的“加油站”

90%的营养需要肠道吸收

肠道也是“排污厂”

人体80%的代谢废物靠肠道排出

肠道疾病如不及时干预治疗

就会给身体埋下“健康隐患”

为让肠道疾病尽早得到精准诊疗

南开大学智能医疗机器人团队开发了一款

磁控式靶向施药胶囊机器人

帮助人们抵御早期肠道疾病侵袭

该项目在今年的

中国国际高新技术成果交易会上

精彩“亮相”

并摘得“优秀科研成果创新奖”

吸引了众多医药企业和媒体关注

能在肠道自由活动的“小医生”

“我自己本身肠胃就不好，所以就想从实际问题出发来做一些研究。”人工智能学院2023级博士生蔡卓丛是团队的主要成员，他笑着介绍自己的“入行”初衷。

在指导教师、人工智能学院教授秦岩丁的带领下，蔡卓丛基于磁控技术，重点开展磁控式胶囊机器人靶向施药研究。他们在机器人内部仅嵌入了一块径向磁化的O型永磁体，使机器人同时拥有运动模式和靶向施药模式。通过外部磁场控制，既可以实现机器人在不断蠕动的肠道内灵活运动，又可以控制机器人精准锚定在肠道内病变区域，将内部储存的1.2 mL药物释放，对病变区域进行靶向施药治疗。

逆向流速下灵活运动

锚定后靶向施药治疗

“这种治疗方式可以克服口服药物治疗效果差、侵入治疗不适感强等治疗方式的弊端。因其小巧轻便，用药结束后可以随着身体的新陈代谢排出体外。”蔡卓丛介绍道。

二代胶囊机器人和一元硬币对比图

一代胶囊机器人于2023年“诞生”。团队不断优化体积及锚定距离，最终于2024年推出二代胶囊机器人，体积仅为13.5×17 mm，重量1.8 g，略大于普通药片的大小。目前，磁控式靶向施药胶囊机器人已授权一项中国发明专利，相关研究成果刊发于工程技术领域中科院一区TOP期刊IEEE TIE上。

蔡卓丛说，目前团队正在进一步优化结构设计，提高性能参数，努力研发第三代靶向施药胶囊机器人，争取让这项成果早日应用于临床，造福人民。

“千变万化”的智能医疗机器人

在南开大学人工智能学院，胶囊机器人只是众多成果的“冰山一角”。一支朝气蓬勃、团结合作的高水平研究创新团队正通过医工融合的方式重塑健康应用新模式，带领“千变万化”的智能医疗机器人走进大众视野。

秦岩丁指导学生开展研究

蔡卓丛在比赛现场介绍胶囊机器人

南开大学智能医疗机器人团队由我国机器人领域权威学者韩建达教授于2017年牵头创立，吸纳了于宁波、王鸿鹏、秦岩丁、霍卫光等12名人工智能领域优秀人才。团队医工密切合作，在理论方法研究、关键技术突破、机器人系统研发等方面取得了一系列原创性和系统性成果，2023年2月获批教育部中央高校优秀青年团队。

“医疗机器人的研发通过提升治疗精度、安全性与创新性，不仅推动了医疗技术发展，而且改善了患者体验。”秦岩丁说。

面向世界科技前沿和人民生命健康，秉持人工智能算法与机器人系统“软硬结合”、科技创新与转化应用“两翼齐飞”的理念，智能医疗机器人团队建立了“术像一体手术机器人”和“脑肢融合康复机器人”两个特色研究方向。

新一代全场景多术式智能骨科手术机器人系统

面向脑神经疾病的软体医疗机器人（吞咽功能障碍辅助）

面向脑神经康复的可穿戴机器人

智能手术虚拟操作平台

左右滑动查看团队部分研究成果

大到穿戴在身上帮助患者恢复正常行动，小到吞咽到体内靶向治疗疾病，甚至协助医生完成手术，“南开牌”机器人们正在以精确和高效的方式介入医疗流程。团队在多年的研究中收获硕果，承担国家重点研发计划项目2项、课题6项，国家自然科学基金重点项目2项、面上和青年项目10余项，中国工程院战略研究与咨询重点项目、深圳市高层次人才团队项目（孔雀团队）、省部级和企业合作项目等20余项。多项技术已应用于临床诊疗，并获得中央电视台等权威媒体报道，引领和推动了临床诊疗的智能化发展。

全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验

除了让机器人在医疗领域“大展身手”，南开大学也努力探索医工融合的新路径，突破医学“卡脖子”技术。人工智能学院段峰教授团队成功完成全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验，并在此基础上实现了无线传输技术的安全使用，不仅为脑卒中、脑损伤、截瘫等运动功能障碍患者带来福音，并且带领我国脑机接口技术跻身国际领先行列，推动了脑科学领域研究再攀高峰。

信息综合自南开大学

文字编辑：陈喆

美术编辑：周彤彤

图文审校：李亚男

内容审核：胡洪韩瑞新

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