自然聚焦-机器人学：医疗，武器和机器人

2017年的那些傍晚，Sylvain Martel走进磁共振实验室时，已习惯于看到MRI机器里有头活猪。Martel是加拿大蒙特利尔理工学院的纳米机器人研究员。那时，他和同事们已经花了十多年改进能够在动物体内利用磁共振仪磁场进行操控的微型机器人群。他们希望，有一天这种纳米机器人能作为载体，将抗癌药物精准输送至体内病灶。那晚，研究团队正在探索重力的影响——通过改变猪在机器中的体位，测试能否帮助这些纳米机器人穿过动脉的众多分支，抵达肝脏。

团队注视着屏幕，看到纳米机器人逐渐向肝脏移动，并在那儿聚集成一团明亮而闪烁的云。与此前让猪平躺的实验相比，这次将它们以略微向下的角度放置在MRI机器中，抵达目标部位的机器人数量增加了近三倍。Martel表示，尽管这次实验成功只是预示着更多后续工作，感觉仍然是多年反复试验与探索的一个小高潮。

“这些年来，我们一直在兢兢业业地阐明这种方法的各个步骤。我们改进了这项技术、证明这些机器人能够携带并输送药物，现在我们又展示了它们可以在接近人体尺度的距离上高效移动。”他说，“走到这一步花了很长时间，但感觉接下来的进展应该会快得多。”

Martel和同事的研究，让科学家们距离纳米机器人技术真正应用于人体又近了一步——这个门槛一旦跨越，未来或将革新癌症的诊断、监测和治疗方式。目前，动物模型的后期研究已经展示出纳米机器人的多种潜力：帮助医生进行活检和手术、筛查难以检测癌症的手段、使肿瘤缺氧以抑制其生长，并将杀癌药物或疫苗精准输送至病灶。癌症领域尤其适合纳米机器人技术的创新运用。

蒙特利尔理工学院的Sylvain Martel利用磁共振成像（MRI）扫描仪在猪体内操控载药纳米机器人。图片来源：Dumitru Loghin

这篇（点击阅读完整文章）收录在近期发布的《自然》增刊《自然聚焦-机器人学》中。本期自然聚焦深入探讨了机器人技术在现实应用中的两个前沿领域：利用纳米机器人对抗癌症，以及自主武器在战争中的风险与未来发展方向。此外，您还可以了解到：

• 来自河南理工学院的科研团队研发了一款能够改造猪肉加工产业的AI机器人，通过深度学习识别骨骼边界、实时调整切割力度与角度，实现精准分割和定制包装。与现有加工生产线相比，该技术使生产效率提高了35%以上，将加工损耗率降低了20%，目前已在30余家企业得到应用，并有望推广至农业和物流行业，推动更高效、可持续的智能制造。

• 同济大学的团队研发了可在空中与水下自由切换的“飞鱼”无人机用于水质监测和水电设施检查；设计了低能耗快速响应的机械抓手和可自主栖息的简易空中平台，用于野生动物长期观察；提出节能的无线传感网络算法，提升灾害监测与隧道巡检效率；并开发了具备多维感知的“触觉皮肤”TacSuit，使协作机器人能更安全地与人类共处，推动机器人走向更广泛应用。

• 外科机器人在“超显微外科”中的突破：昂泰微精（KouTech）公司研发的Kai系统能在亚微米尺度下稳定操作，过滤人手颤动，完成高难度重建手术。未来，Kai或可自动识别血管路径，降低培训门槛，使先进显微外科更普及。

自然聚焦 - 机器人学

阅读完整增刊：nature.com/collections/diacgecjdd

2026年自然聚焦将把目光转向以下8个正在快速发展或是汇集了社会高度关注的热门主题，揭示其行业现状并分享一些突破性进展。我们接受相关领域的研究机构与企业以合作形式参与探讨，为我们的读者展现多角度的新鲜科研动态，也为国内机构与企业走向国际，传播科学发现、提高学术声誉、促进国际合作创造独特机会。

2.5

自然聚焦 传感技术

传感技术是一个发展迅猛且多元化的领域，其应用范围横跨人工智能、机器人技术、气候建模以及医疗保健等多个领域。本期自然聚焦将报道该领域的前沿进展，涵盖医疗保健领域的传感技术应用（如植入物中的电化学传感器、神经传感器）以及传感器技术在智慧城市中的应用（如提升应急响应能力或优化城市管理）等。

3.12

自然聚焦 营养学

本期自然聚焦关注营养学及相关领域的新发现，涵盖食物与补充剂在抗衰老（生物黑客技术）中的应用、营养基因组学的兴起（饮食如何影响基因表达）以及/或利用数字营养学模拟新陈代谢等研究方向。

4.23

自然聚焦 慈善、奖项与荣誉

本期自然聚焦将关注私人资助者与获奖者的故事与贡献，探讨其工作如何产生全球影响。例如美国私人资助者如何弥补联邦资助减少所造成的缺口。

5.7

自然聚焦 合成生物学

本期自然聚焦将探讨合成生物学的一些突破性进展，包括其在医学中的应用（如活体药物——即用于智能益生菌的工程菌、合成细胞的创建、基因组编辑）以及/或工程产品生物安全性的重要性。

6.11

自然聚焦 药物发现

本期自然聚焦将关注药物发现相关领域的新动态，包括人工智能设计药物及其后续试验、通过分子编辑操纵现有药物分子，以及/或迷幻辅助疗法中的新进展等。

9.17

自然聚焦 数字健康与可穿戴设备

本期自然聚焦将探讨该领域的一些前沿创新成果，涵盖人工智能患者监测、可穿戴生物传感器等议题，并可能设置专题聚焦未来技术发展。

10.1

自然聚焦 能源

本期自然聚焦将探讨能源领域的突破性进展与挑战，涵盖核聚变研究、电网系统的网络安全与网络攻击防范，以及满足人工智能未来能源需求等关键议题。

10.8

自然聚焦 传染病研究

本期自然聚焦将关注传染病研究领域的前沿科研成果，可能包括对奋战在一线的科研人员的专题报道、针对马尔堡病毒等传染病复现的调查研究，以及/或一篇关于人工智能在疾病检测领域应用进展的专题文章。

自然合作｜自然聚焦

自然聚焦是围绕职业生涯规划、科学学科和地理区域等特定主题而独立编辑的《自然》增刊，向全球科研工作者、高科技产业从业者展示相关领域的科研成果和动态，并为高校、科研院所和企业提供科学传播与人才招聘等信息发布的平台。

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