中大工程學院的團隊成功開發一種微型機械人自動導航技術,透過結合人工智能,全球首次讓微型機械人擁有如蜜蜂般的智慧,可成群結隊在人體內的複雜環境遊走,有望進一步推動微型機械人在醫學上的臨床應用,研究結果已刊登於國際學術期刊《Nature Machine Intelligence》。

微型機械人雖然能攜帶藥物進入人體,但單一機械人的容量和功能有限,要有效輸送藥物,需利用外部磁場同時控制數千至數百萬個微型機械人成群進入人體,不過體內環境複雜多變,大大增加了手動控制的難度和失誤機會,甚或出現部份機械人不受控制的情況。

中大機械與自動化工程學系張立教授與計算機科學與工程學系的竇琪教授合作,利用深度學習技術和竇琪教授團隊的研究經驗和數據,建立了一套人工智能微型機械人操控系統。該系統透過超聲波和X光螢光鏡等成像工具作為微型機械人的「眼睛」,偵測前進路徑上的障礙物,並實時調整移動方向;系統亦會控制磁場,引導磁性納米粒子機械人轉換集群形態。

(中大提供)
(中大提供)

研究團隊按照不同情境,將微型機械人集群的自主程度分為5個級別(由0級至4級),第0級代表手動控制;第1級代表適用於靜止環境;第4級代表可用於動態環境,機械人完全自主,毋須人手介入便能完成任務。

張立說:「雖然微型機械人本體暫時無法裝備『大腦』,但我們可以透過人工智能控制系統,賦予微型機械人集群自主巡航能力,令它們可全自動、自主地在人體內進行任務,減少失誤機會。」他期望該自動導航系統日後可讓醫生在毋須接受特別操作培訓下,亦能利用微型機械人治療病人,例如將標靶藥物直接輸送到病灶。@

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