華中科技大學(xué)集成電路學(xué)院臧劍鋒唐瀚川團(tuán)隊(duì)微型機(jī)器人傳感器取得重要突破

2025-09-28 11:44:29華中科技大學(xué)閱讀量：16274      我要評論

　　華中科技大學(xué)集成電路學(xué)院臧劍鋒教授、唐瀚川副教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合香港中文大學(xué)張立教授團(tuán)隊(duì)取得重要突破。團(tuán)隊(duì)研究提出一種微機(jī)器人傳感器“Robotic Sensor”，解決在小尺度下無線驅(qū)動器和無線傳感器不兼容的難題，有望為微機(jī)器人的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供新的解決方案。論文題為“用于無線機(jī)器人傳感與操作的微型磁聲驅(qū)動機(jī)器人(Miniature magneto?ultrasonic machines for wireless robotic sensing and manipulation)”，發(fā)表于《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)(Science Robotics)》期刊。

　　具備無線傳感與操控能力的智能微型系統(tǒng)，被認(rèn)為是推動生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的重要方向。但在毫米乃至更小尺度上，傳感與驅(qū)動往往互相“打架”，使系統(tǒng)難以同時(shí)做到小型化、穩(wěn)定和高性能。研究團(tuán)隊(duì)提出一種“機(jī)器人傳感器”，將嵌入式超聲軟傳感器(EUSS)與磁性執(zhí)行器深度集成，突破小尺度傳感——驅(qū)動不兼容瓶頸，構(gòu)建無線傳感與操控一體化的微型機(jī)器。EUSS與軟/硬部件均兼容；依托機(jī)載換能器與無源超聲通信，配合外部磁場，可對力、振動、黏度、溫度等環(huán)境參量進(jìn)行無線檢測與調(diào)控，且不同物理場間干擾最低。在兔與豬模型中，系統(tǒng)完成基于頻譜反饋的閉環(huán)操控，展示了精準(zhǔn)劑量釋放/給藥與在位生理監(jiān)測等關(guān)鍵能力。該研究為智能微型系統(tǒng)提供新的平臺與工程路線，有望加速其在微創(chuàng)治療與臨床監(jiān)測中的落地應(yīng)用。

圖為機(jī)器人傳感器的設(shè)計(jì)與工作機(jī)理。

　　研究獲得國家自然科學(xué)基金、中國科協(xié)青年人才托舉工程、華中科技大學(xué)交叉研究支持計(jì)劃、華中科技大學(xué)太湖未來技術(shù)創(chuàng)新基金、香港研究資助局及裘槎基金會的資助。

　　論文第一作者為學(xué)院碩士畢業(yè)生劉旭睿(現(xiàn)香港中文大學(xué)博士生)和唐瀚川，通訊作者為臧劍鋒、唐瀚川及香港中文大學(xué)張立教授。

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