深圳特区报讯（记者 李丽）未来治病，或许不再需要开刀，而是往血管里打一针比米粒还小的“机器人”。它们仅靠体外磁场远程驱动，实现精准送药、显微操作。然而，这类微型机器人长期面临一道尴尬的“选择题”：做得太“刚”，好控制但容易在血管里转不过弯；做得太“软”，能变形却很难听指令、力气也小得可怜。
这个难题怎么破？近日，清华大学深圳国际研究生院先进制造领域生物制造工程实验室弥胜利教授团队给出一套答案：像“搭积木”一样，把微型机器人拼装出来。该团队先后在毫米级和亚毫米级两个尺度上取得突破，让这些“小不点”既身段灵活又听话有力，甚至还能一边干活一边“自我体检”。两项研究成果分别发表于国际期刊《类生命系统》和《先进材料》上。
针对上述难题，该团队提出由旋转关节连接离散刚性模块的铰接式磁性驱动器设计范式。其以模块化结构为基础，通过在刚性单元之间引入可控关节，使驱动器在保持稳定机械性能的同时获得按需重构能力。而且，驱动器的运动与模式切换均可由单一、均匀的外部磁场完成，无需依赖复杂的空间变化磁场，可有效降低控制系统复杂度。
基于该设计，团队开发的磁性螳螂、磁性鹈鹕、磁性镊子和磁性夹子等代表性原型，可完成爬行、滚动、抓取、储存、搅拌、释放和货物运输等多种操作，同时，既可在微观尺度的弯曲血管模型中灵活导航，也可在离体猪胃模型中克服复杂生理阻碍，实现靶向货物递送。该相关成果发表于《类生命系统》。
在此基础上，团队还进一步将研究拓展至亚毫米尺度。利用高精度3D打印微结构构成驱动器的功能模块和连接界面，并将嵌有钕铁硼颗粒的磁性像素作为“无线动力单元”。微结构内壁的单向固定特征能够通过机械互锁稳固锚定磁性像素，使不同构型的亚毫米驱动器得以快速、可靠组装。研究发现，驱动器可在运动和执行任务的同时，通过自身运动状态对局部液体黏度进行半定量感知，实现促进模型染料扩散和定向运输、原位黏度测量、软质模型障碍物机械碎解，以及刚柔协同夹爪抓取、运输与释放货物等功能。该相关成果发表于《先进材料》。
弥胜利表示，未来，团队将结合医学成像、闭环控制和智能算法，推动无约束式磁驱执行器与机器人在复杂生物流体、动态流场及非均一组织环境中的自主导航、实时感知与精准操作研究，为微创诊疗和智能医疗器械发展提供新的技术支撑。