自然聚焦-機器人學：醫療，武器和機器人

2017年的那些傍晚，Sylvain Martel走進磁共振實驗室時，已習慣于看到MRI機器里有頭活豬。Martel是加拿大蒙特利爾理工學院的納米機器人研究員。那時，他和同事們已經花了十多年改進能夠在動物體內利用磁共振儀磁場進行操控的微型機器人群。他們希望，有一天這種納米機器人能作為載體，將抗癌藥物精準輸送至體內病灶。那晚，研究團隊正在探索重力的影響——通過改變豬在機器中的體位，測試能否幫助這些納米機器人穿過動脈的眾多分支，抵達肝臟。

團隊注視著屏幕，看到納米機器人逐漸向肝臟移動，并在那兒聚集成一團明亮而閃爍的云。與此前讓豬平躺的實驗相比，這次將它們以略微向下的角度放置在MRI機器中，抵達目標部位的機器人數量增加了近三倍。Martel表示，盡管這次實驗成功只是預示著更多后續工作，感覺仍然是多年反復試驗與探索的一個小高潮。

“這些年來，我們一直在兢兢業業地闡明這種方法的各個步驟。我們改進了這項技術、證明這些機器人能夠攜帶并輸送藥物，現在我們又展示了它們可以在接近人體尺度的距離上高效移動。”他說，“走到這一步花了很長時間，但感覺接下來的進展應該會快得多?！?/p>

Martel和同事的研究，讓科學家們距離納米機器人技術真正應用于人體又近了一步——這個門檻一旦跨越，未來或將革新癌癥的診斷、監測和治療方式。目前，動物模型的后期研究已經展示出納米機器人的多種潛力：幫助醫生進行活檢和手術、篩查難以檢測癌癥的手段、使腫瘤缺氧以抑制其生長，并將殺癌藥物或疫苗精準輸送至病灶。癌癥領域尤其適合納米機器人技術的創新運用。

蒙特利爾理工學院的Sylvain Martel利用磁共振成像（MRI）掃描儀在豬體內操控載藥納米機器人。圖片來源：Dumitru Loghin

這篇（點擊閱讀完整文章）收錄在近期發布的《自然》增刊《自然聚焦-機器人學》中。本期自然聚焦深入探討了機器人技術在現實應用中的兩個前沿領域：利用納米機器人對抗癌癥，以及自主武器在戰爭中的風險與未來發展方向。此外，您還可以了解到：

• 來自河南理工學院的科研團隊研發了一款能夠改造豬肉加工產業的AI機器人，通過深度學習識別骨骼邊界、實時調整切割力度與角度，實現精準分割和定制包裝。與現有加工生產線相比，該技術使生產效率提高了35%以上，將加工損耗率降低了20%，目前已在30余家企業得到應用，并有望推廣至農業和物流行業，推動更高效、可持續的智能制造。

• 同濟大學的團隊研發了可在空中與水下自由切換的“飛魚”無人機用于水質監測和水電設施檢查；設計了低能耗快速響應的機械抓手和可自主棲息的簡易空中平臺，用于野生動物長期觀察；提出節能的無線傳感網絡算法，提升災害監測與隧道巡檢效率；并開發了具備多維感知的“觸覺皮膚”TacSuit，使協作機器人能更安全地與人類共處，推動機器人走向更廣泛應用。

• 外科機器人在“超顯微外科”中的突破：昂泰微精（KouTech）公司研發的Kai系統能在亞微米尺度下穩定操作，過濾人手顫動，完成高難度重建手術。未來，Kai或可自動識別血管路徑，降低培訓門檻，使先進顯微外科更普及。

自然聚焦 - 機器人學

閱讀完整增刊：nature.com/collections/diacgecjdd

2026年自然聚焦將把目光轉向以下8個正在快速發展或是匯集了社會高度關注的熱門主題，揭示其行業現狀并分享一些突破性進展。我們接受相關領域的研究機構與企業以合作形式參與探討，為我們的讀者展現多角度的新鮮科研動態，也為國內機構與企業走向國際，傳播科學發現、提高學術聲譽、促進國際合作創造獨特機會。

2.5

自然聚焦 傳感技術

傳感技術是一個發展迅猛且多元化的領域，其應用范圍橫跨人工智能、機器人技術、氣候建模以及醫療保健等多個領域。本期自然聚焦將報道該領域的前沿進展，涵蓋醫療保健領域的傳感技術應用（如植入物中的電化學傳感器、神經傳感器）以及傳感器技術在智慧城市中的應用（如提升應急響應能力或優化城市管理）等。

3.12

自然聚焦 營養學

本期自然聚焦關注營養學及相關領域的新發現，涵蓋食物與補充劑在抗衰老（生物黑客技術）中的應用、營養基因組學的興起（飲食如何影響基因表達）以及/或利用數字營養學模擬新陳代謝等研究方向。

4.23

自然聚焦 慈善、獎項與榮譽

本期自然聚焦將關注私人資助者與獲獎者的故事與貢獻，探討其工作如何產生全球影響。例如美國私人資助者如何彌補聯邦資助減少所造成的缺口。

5.7

自然聚焦 合成生物學

本期自然聚焦將探討合成生物學的一些突破性進展，包括其在醫學中的應用（如活體藥物——即用于智能益生菌的工程菌、合成細胞的創建、基因組編輯）以及/或工程產品生物安全性的重要性。

6.11

自然聚焦 藥物發現

本期自然聚焦將關注藥物發現相關領域的新動態，包括人工智能設計藥物及其后續試驗、通過分子編輯操縱現有藥物分子，以及/或迷幻輔助療法中的新進展等。

9.17

自然聚焦 數字健康與可穿戴設備

本期自然聚焦將探討該領域的一些前沿創新成果，涵蓋人工智能患者監測、可穿戴生物傳感器等議題，并可能設置專題聚焦未來技術發展。

10.1

自然聚焦 能源

本期自然聚焦將探討能源領域的突破性進展與挑戰，涵蓋核聚變研究、電網系統的網絡安全與網絡攻擊防范，以及滿足人工智能未來能源需求等關鍵議題。

10.8

自然聚焦 傳染病研究

本期自然聚焦將關注傳染病研究領域的前沿科研成果，可能包括對奮戰在一線的科研人員的專題報道、針對馬爾堡病毒等傳染病復現的調查研究，以及/或一篇關于人工智能在疾病檢測領域應用進展的專題文章。

自然合作｜自然聚焦

自然聚焦是圍繞職業生涯規劃、科學學科和地理區域等特定主題而獨立編輯的《自然》增刊，向全球科研工作者、高科技產業從業者展示相關領域的科研成果和動態，并為高校、科研院所和企業提供科學傳播與人才招聘等信息發布的平臺。

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