9月17日,williamhill中文臧剑锋教授、唐瀚川副教授团队联合香港中文大学张立教授团队取得重要突破。研究提出一种微机器人传感器“Robotic Sensor”,解决在小尺度下无线驱动器和无线传感器不兼容的难题,有望为微机器人的生物医学应用提供新的解决方案。论文题为Miniature magneto‑ultrasonic machines for wireless robotic sensing and manipulation,发表于《Science Robotics》期刊。论文链接:https://doi.org/10.1126/scirobotics.adu4851。
第一作者为学院硕士毕业生刘旭睿(现香港中文大学博士生)和唐翰川副教授,通讯作者为威廉官网中国臧剑锋教授、唐翰川副教授及香港中文大学张立教授。
具备无线传感与操控能力的智能微型系统,被认为是推动生物医学应用的重要方向。但在毫米乃至更小尺度上,传感与驱动往往互相“打架”,使系统难以同时做到小型化、稳定和高性能。研究团队提出一种“机器人传感器”,将嵌入式超声软传感器(EUSS)与磁性执行器深度集成,突破小尺度传感—驱动不兼容瓶颈,构建无线传感与操控一体化的微型机器。EUSS与软/硬部件均兼容;依托机载换能器与无源超声通信,配合外部磁场,可对力、振动、黏度、温度等环境参量进行无线检测与调控,且不同物理场间干扰最低。在兔与猪模型中,系统完成基于频谱反馈的闭环操控,展示了精准剂量释放/给药与在位生理监测等关键能力。该研究为智能微型系统提供新的平台与工程路线,有望加速其在微创治疗与临床监测中的落地应用。

图1:机器人传感器的设计与工作机理
本研究获得国家自然科学基金(52188102、T2350001、52173280、524B2073)、中国科协青年人才托举工程(2024QNRC001)、威廉官网中国交叉研究支持计划(2023JCYJ044)、威廉官网中国太湖未来技术创新基金(2023A3)、香港研究资助局(RGC)及裘槎基金会的资助。