封面新闻记者马晓玉车家竹深圳报道
提及机器人，人们往往想到的是爆火的人形机器人，以及在流水线上辛勤作业的工业机器人。越过肉眼可及的视力范围，还有一种尺寸比头发丝还小百倍的微纳机器人，能帮人类解决一系列“微小”的大事情。
试想一下，未来的某天你生病了，但医生既没有给你开药打针，也没有做手术，而是往血液里植入一种微小的机器人。这种机器人探测到病灶，游过动脉和静脉，运行到适当的系统，直接对病灶进行治疗。这种科技，颠覆了人类的思维，承载了无限的期待。
前景：帮人类解决一系列“微小”的大事情
对于微纳机器人的定义，目前最广泛的解释是：一种可以执行微米或者纳米尺度任务的机器人。
理想中的微纳机器人运用在军事领域，它就是“蚂蚁士兵”，能引爆特种炸药、破坏电子设备与电脑网络、施放化学制剂等；运用在建筑领域，它可以检测建筑物的裂缝、腐蚀和损坏情况，并进行及时修复……而其中最重要的，最有前景的领域，是医学。
当前，许多复杂的手术依然依赖医生的精湛技艺和丰富经验，且受限于现有医疗器械的可达范围。而微纳机器人则能够轻松进入肺部末端支气管、细小血管分支等传统医疗器械难以触及的区域，实现精准治疗。这就像送快递一样，送什么货，送去哪里，微纳机器人都能“指哪打哪”。
在最新的研究中，微纳机器人甚至能够在磁场的引导下精准搏杀肿瘤细胞，被称为“肿瘤克星”。
万众瞩目下，关于微纳机器人的一些冷思考也必不可少。例如，这么小的物体是否能称得上是一种机器人？又能否承担得起外界的诸般期待？
哈尔滨工业大学（深圳）教授马星接受记者采访
哈尔滨工业大学（深圳）教授马星表示，完整的机器人一定有三个特征：运动、感知和反馈，而目前的微纳机器人只是有第一个特征——运动特征。从这个维度上看，微纳机器人目前还处于婴儿期，有很多不成熟，不全面的地方。
虽然自 20 世纪 60 年代，诺贝尔物理学奖获得者理查德·费曼及团队就提出了“纳米技术”“吞噬外科医生”等构想，但微纳机器人真正实现发展，其实也就是近十几年的时间。与已经发展了半个多世纪，乃至经常在科幻电影中担任主角的人形机器人相比，微纳机器人诚然还有很长的路要走。
难题：让它动起来，还要动得可控
人形机器人“拟人”的路程尚且举步维艰，要让一个比头发丝还小千倍的机器人在人体中“婉若游龙”，其难度可想而知。
“以血液运输为例，我们动脉血速度是非常快的，微纳机器人怎么控制？怎么停？这就好比在一个湍急的河流里边，一个小船怎么样才能锚定、停泊，怎么实现逆流而上？怎么负载物品？这是目前的第一个科学挑战。”马星谈到。
马星团队的管状微纳机器人在尿素溶液中运动。图源受访者
微纳机器人的主流运动方式包括化学驱动、磁场驱动、生物驱动。化学驱动虽然响应速度快，但是寿命短，若使用催化剂，化学反应的燃料不可避免地会对人体产生有害影响；物理驱动包括磁场、光场、声场和电场驱动，但它们或是受限于磁场强度，或是无法穿透人体组织，又或是控制精度较低；生物驱动利用生物体（如细菌、精子）的自主运动能力，生物兼容性更好，但是控制精度较低……每一种驱动方式都有各自的优缺点。
再者，如何找到既有驱动功能，又符合生物材料安全性和生物兼容性基本要求的材料？
“我们最基础的问题就是材料，并且耗费了最多的时间。”中国科学院深圳先进院副研究员徐海峰表示，在刚开始研发时，他们掌握了制作微纳机器人的技术，但关键就在于缺少减震性能强、可塑性好，又抗疲劳的材料——低模量的弹性光刻胶。这让他们的研究一度停滞不前，可谓是巧妇难为无米之炊。
中国科学院深圳先进院副研究员徐海峰接受记者采访。
“当时问遍了各大光刻胶厂商，都没有找到。一方面，材料的缺失肯定会严重拖延研究进程。但换个角度看，这也恰巧说明大家都没有研究过，我们的光刻胶材料算是完全独立自主开发。”
当然，上述问题只是微纳机器人荆棘载途的一角，仍有许多问题科研找不到理想的答案。
徐海峰团队的多模态软体微型机器人穿越输卵管。图源受访者
解困：合力建造一辆“足够结实的车”
“我们的任务就是设计一辆‘足够结实的车’，配备一个合格的司机，可以克服一路上非常复杂、动态多变的环境，最终保障货物的高效送达。”深圳市人工智能与机器人研究院微纳机器人中心主任俞江帆如是说。
这辆“足够结实的车”如何建造？在俞江帆看来，未来十年可以落脚在这三个方面：首先通过改进控制算法和材料，并集成人工智能和机器学习技术，实现更高的定位精度和自主操控能力；其次，依托于群体智能技术的发展，提升微纳机器人集群的协同能力；同时，还要开发和使用更加生物相容且可降解的材料，明确并减少对生物体的免疫反应和毒性。
这些合格的司机由谁担任？这离不开不断优化的控制算法、人工智能和机器学习技术。这些技术将使微纳机器人能够在复杂、多变的环境中自主调整、精确定位，并根据实时情况作出智能决策。
此外，作为一门涵盖物理、化学、生物、力学、材料学、微纳制造等各个领域的综合性学科，微纳机器人要想突出重围，自然离不开学科的融合交叉发展。
回顾近年来的科研进展，为了实现高效的细胞运输，南开大学赵新团队设计了一种自动化方法批处理干细胞核移植操作系统，代替了人工处理；为了更精准的操控微物体，加拿大多伦多大学 Zhang 等开发了一种高精度、高稳定性的微夹具机器人系统......在各个细分领域，随处可见微纳机器人研究者们破题的身影。
或许在未来的十年里，这些敢于创新的“探路者”们会朝着各自的方向不断前行，但他们的共同愿景却是始终如一的：让微纳机器人成为人类探索微观世界的得力助手。
