3月22日，2025浦江創(chuàng)新論壇-前沿與交叉創(chuàng)新專題論壇生物混合機(jī)器人專場(chǎng)在華東師范大學(xué)舉行。這是浦江創(chuàng)新論壇首次聚焦“多學(xué)科交叉驅(qū)動(dòng)生物混合機(jī)器人技術(shù)突破--從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的跨越”主題。

在會(huì)議主題報(bào)告環(huán)節(jié)，與會(huì)專家學(xué)者圍繞細(xì)胞機(jī)器人、動(dòng)物機(jī)器人、羽翼式飛行機(jī)器人、類彈簧游泳機(jī)器人等生物混合機(jī)器人范式，以及人工肌肉、微納米機(jī)器人控制、片上腦機(jī)接口、感驅(qū)一體化設(shè)計(jì)等相關(guān)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)展開介紹，并從驅(qū)動(dòng)技術(shù)、感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)、微生物控制、新材料等方向展望發(fā)展趨勢(shì)。

圓桌討論中，專家討論認(rèn)為，作為典型的前沿交叉領(lǐng)域，生物混合機(jī)器人突破傳統(tǒng)仿生學(xué)框架，通過有機(jī)整合生物組織、柔性材料與智能算法，在環(huán)境適應(yīng)性、能量轉(zhuǎn)化效率及類生命行為表達(dá)等方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)副主任屈煒

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)副主任屈煒在會(huì)議上表示，上海正加快開展未來產(chǎn)業(yè)全鏈條布局，圍繞細(xì)分賽道出臺(tái)相關(guān)培育方案。多學(xué)科跨界交叉研究為科技與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新不斷帶來變革性突破和全新發(fā)展機(jī)遇。生物混合機(jī)器人是生命科學(xué)、工程學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科深度交叉的前沿領(lǐng)域典型代表，可以充分發(fā)揮生物系統(tǒng)和軟硬件的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)。

華東師范大學(xué)副校長施國躍表示，華東師大將持續(xù)關(guān)注生物混合機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，為這一領(lǐng)域的前沿探索和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用貢獻(xiàn)力量。

生物混合機(jī)器人（biohybrid robots）是生物與非生物的融合，其中生物材料組件和非生物材料組件分別承擔(dān)結(jié)構(gòu)、執(zhí)行器、傳感器和控制器等功能，有望在腫瘤治療、搜索救援以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。

“哪些場(chǎng)景是必須使用（Must have）生物混合機(jī)器人，而非nice to have（現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)優(yōu)化或替代）？”復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系青年研究員崔繼齋在圓桌討論中提問。

天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授王漢杰。周澤洋 圖

天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授王漢杰舉例稱，腸道中大量生物標(biāo)志物的半衰期都非常短，很快就消失掉了，所以必須原位檢測(cè)。利用生物混合機(jī)器的理念，把整個(gè)核酸檢測(cè)儀器（PCR儀）做成智能化細(xì)胞傳感器，可以實(shí)現(xiàn)在腸道內(nèi)進(jìn)行原位檢測(cè)。

上海交通大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究院/癌基因與相關(guān)基因國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉盡堯表示，目前，治療性納米顆粒的利用度極低，到達(dá)靶向位置的量非常少。但是活細(xì)胞機(jī)器人可以到達(dá)靶向位置，并且能夠持續(xù)不斷地原位合成。

在會(huì)議上，華東師范大學(xué)教授葉海峰介紹，他所在的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一系列光控基因表達(dá)系統(tǒng)工具，比如通過特定波長的紅光可以控制胰島素的釋放。通過與信息工程技術(shù)交叉，可以實(shí)現(xiàn)通過手機(jī)APP超遠(yuǎn)程控制移植在小鼠體內(nèi)的光響應(yīng)的工程化細(xì)胞去釋放胰島素，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程控制降血糖。該實(shí)驗(yàn)室目前正在研發(fā)以微生物為底盤的益生菌藥物，以及基因治療載體藥物，希望推動(dòng)活體藥物向更智能方向發(fā)展。

崔繼齋青年研究員分享了“微納機(jī)器人的變形控制”。他的研究興趣起源于1966年的科幻電影——《奇異的旅程》：一群科學(xué)家乘坐潛水艇，經(jīng)過射線的照射后變得非常小，可以在人體血管和組織中穿行。這群科學(xué)家乘坐潛水艇進(jìn)入人體大腦，經(jīng)歷了一場(chǎng)冒險(xiǎn)。

崔繼齋所在的實(shí)驗(yàn)室利用微納折紙技術(shù)和剪紙技術(shù)，構(gòu)建出微納機(jī)器人，并基于光波、磁力或溫度變化來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

上海交通大學(xué)微納電子學(xué)系副教授劉清坤所在的實(shí)驗(yàn)室基于集成電路賦能的智能微納米機(jī)器人技術(shù)，制成只有半毫米大小的機(jī)械臂，可以對(duì)微米尺度的細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行抓取，有望應(yīng)用于病理采樣等領(lǐng)域。

浙江大學(xué)教授鄭能干介紹了利用感知運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)機(jī)制來調(diào)控昆蟲、大鼠和果蠅幼蟲運(yùn)動(dòng)行為的研究進(jìn)展。

天津大學(xué)教授李曉紅介紹了片上腦機(jī)接口系統(tǒng)。她表示，美國哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家與計(jì)算機(jī)科學(xué)家希拉里·懷特哈爾·普特南（Hilary Whitehall Putnam）1981年在一本書里面提出設(shè)想，將人的大腦取出來，放在一個(gè)充滿營養(yǎng)液的缸中，用電極和大腦的神經(jīng)末梢連接，再與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。那么，計(jì)算機(jī)可以向這個(gè)“缸中之腦”輸入視覺、聽覺、嗅覺等感覺信息，讓“缸中之腦”覺得還活在這個(gè)世界上，還能夠在陽光下進(jìn)行散步等。而片上腦機(jī)接口就是將體外培養(yǎng)的大腦和電極芯片耦合，形成一個(gè)片上腦，然后通過編解碼技術(shù)和刺激、反饋系統(tǒng)，與外界進(jìn)行信息交互。李曉紅教授表示，片上腦系統(tǒng)的核心是干細(xì)胞形成的類腦器官，可以開發(fā)片上腦的再生潛力，也為腦損傷修復(fù)提供了新研究策略。此外，它形成了成熟的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，有智能的基石，可以開發(fā)它的智能。