清華新聞網(wǎng)5月24日電 5月18日至21日，第十二屆亞太醫(yī)學(xué)和生物工程大會(huì)&2023中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程大會(huì)暨創(chuàng)新醫(yī)療峰會(huì)在蘇州召開(kāi)。此次大會(huì)共收到2108份投稿，其中有十位青年學(xué)者入圍了國(guó)際醫(yī)學(xué)與生物工程聯(lián)合會(huì)（International Federation for Medical and Biological Engineering，IFMBE）青年學(xué)者競(jìng)賽（IFBME Young Investigator Competition）復(fù)賽。經(jīng)過(guò)激烈競(jìng)爭(zhēng)，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系廖洪恩教授團(tuán)隊(duì)2016博士生廖筑秀憑借論文《用于非結(jié)構(gòu)環(huán)境的磁氣混合驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人》（A Soft Robot Using Magnetic-pneumatic Hybrid Actuation that Functions in Unstructured Environments）斬獲青年學(xué)者競(jìng)賽唯一的一等獎(jiǎng)（The First Award），并現(xiàn)場(chǎng)接受IFMBE秘書(shū)長(zhǎng)林康平（Kang-Ping Lin）教授以及國(guó)際醫(yī)學(xué)物理與工程科學(xué)聯(lián)盟（International Union of Physical and Engineering Sciences in Medicine，IUPESM）秘書(shū)長(zhǎng)馬格達(dá)萊納·斯托瓦（Magdalena Stoeva）頒獎(jiǎng)。
廖筑秀（中）獲獎(jiǎng)
與傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人相比，軟體機(jī)器人憑借其良好的柔順性、適應(yīng)性和小型化潛力，顯示出巨大的醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。廖筑秀的論文針對(duì)微創(chuàng)手術(shù)及經(jīng)自然腔道手術(shù)中手術(shù)空間狹窄、傳統(tǒng)手術(shù)器械靈活性不足等問(wèn)題，在磁氣混合驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人的新領(lǐng)域中取得了突破。該研究首次提出了磁氣混合驅(qū)動(dòng)的軟體機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，創(chuàng)新性地將磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)和氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人在多種非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的快速、可控運(yùn)動(dòng)。
論文建立了基于磁氣混合驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人的仿生運(yùn)動(dòng)步態(tài)理論模型、驅(qū)動(dòng)與控制方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁氣混合驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的快速精確控制。同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、充磁方案、驅(qū)動(dòng)控制時(shí)序等方面進(jìn)行了研究，大大提升了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人在不同復(fù)雜場(chǎng)景的應(yīng)用。在臨床應(yīng)用方面，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人術(shù)中影像采集、自主運(yùn)動(dòng)及藥物輸送等功能，展現(xiàn)出了極大的臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用潛力。該技術(shù)有望應(yīng)用于微創(chuàng)手術(shù)及經(jīng)自然腔道手術(shù)，并輔助醫(yī)生完成快速、高效、精準(zhǔn)的術(shù)中診斷及治療操作。
磁氣混合驅(qū)動(dòng)的醫(yī)用軟體機(jī)器人的臨床應(yīng)用示意圖
廖洪恩研究團(tuán)隊(duì)致力于開(kāi)拓微創(chuàng)高精度診斷治療一體化領(lǐng)域，推進(jìn)醫(yī)工交叉應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)影像和醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域取得一系列國(guó)際矚目的重要成果。該團(tuán)隊(duì)自開(kāi)展醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域研究以來(lái)開(kāi)發(fā)了多種軟體機(jī)器人及微創(chuàng)診療器械，與其提出的“微創(chuàng)診療一體化”未來(lái)新型醫(yī)療模式緊密結(jié)合。本論文提出的磁氣混合驅(qū)動(dòng)的軟體機(jī)器人方案，提升了機(jī)器人在自然腔道等非結(jié)構(gòu)化場(chǎng)景中的檢查和操作能力，揭示了未來(lái)微創(chuàng)診療器械柔性化、診療一體化的趨勢(shì)，并對(duì)減少病人痛苦和提高手術(shù)效率具有重要意義。上述研究得到了包括國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目、北京市自然科學(xué)基金等的支持。
磁氣混合驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人在胃仿體模型中的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)圖
亞太醫(yī)學(xué)和生物工程大會(huì)由國(guó)際醫(yī)學(xué)與生物工程聯(lián)合會(huì)主辦，為亞太地區(qū)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域三年一度的重要學(xué)術(shù)會(huì)議。今年還聯(lián)合了中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程大會(huì)暨創(chuàng)新醫(yī)療峰會(huì)（2023 China Biomedical Engineering Conference and Medical Innovation Summit，BME 2023）共同舉辦。會(huì)議秉承“醫(yī)工整合發(fā)展 創(chuàng)新引領(lǐng)未來(lái)”的主題，聚集生物醫(yī)學(xué)工程重點(diǎn)領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)，致力于推進(jìn)學(xué)科發(fā)展與醫(yī)、企、研、教的融合。
供稿：醫(yī)學(xué)院
編輯：李華山
審核：郭玲
