■張立（右）和博士研究生俞江帆（左）展示人腦模型和磁性納米粒子。 中大供圖中大研製識合體變身可運藥機械人 僅髮絲直徑千分一大小
香港文匯報訊（記者 高鈺）一群螞蟻可以互相支撐身體，「搭橋」形成鏈狀後便可穿越複雜地形。香港中文大學的研究團隊受此啟發，成功將動物集體行動的特性引入磁性操控技術，研發出全球首個「變形納米機械人」，讓數百萬個只得人類髮絲直徑千分之一大小的粒子，組裝、分裂及變化成不同的微型機械人群體形態。這種具環境適應性、可重組的微型機械人群體，在生物醫學應用具有很大潛力，例如在腦部特定位置運送藥物為中風患者清除腦血栓，中大團隊希望5年內研究可進入臨床實驗。
超級微型、能進入人體發揮不同效用的納米機械人，一直是科幻電影的熱門題材，中大機械與自動化工程學系副教授張立領導的研究團隊，最近更將之結合大自然「團結、多變」的智慧，使它們可以相互協作變形組裝，進一步突破創新技術範疇。
在自然界，動物集體行動十分常見，大大小小的群體例如鳥群、魚群、螞蟻群等，每個個體之間會互相溝通，根據其所在的環境改變群體形態，這樣可以防止被殺又或穿越障礙。張立的團隊近日成功將這個特性賦予納米機械人，讓其完成單一納米機械人無法完成的任務。
據介紹，每個納米機械人只有100納米至500納米大小，相等於頭髮直徑的千分之一，研究人員利用動態自組裝技術，透過調節磁場的振幅和頻率，成功將數百萬個分散的磁性納米粒子，組裝成可控的人工微型群體。透過調節磁場的振幅和頻率，這一種條狀微型群體可以進行多種可逆的形態變化，包括伸長和縮短，還有可控的分裂和融合。
標靶治療應用潛力大
張立表示，這種納米機械人群體，除了為微加工和精密控制等工業技術提供有效解決方案外，在標靶治療方面亦有很大的應用潛力，研究人員可透過對納米機械人群體進行編程，在微創手術中協助醫生進行複雜的任務，例如穿過人體內的狹小通道。
同時，納米機械人群體也可在人體血管送藥到指定「目的地」，較目前單一的納米機械人具有更強行動力。
盼5年可入臨床實驗階段
團隊正與中大醫學院合作，進一步研究如何將納米機械人的群體特性應用於臨床體內檢測及治療。其中一個應用方案是治療中風。
張立指出，治療急性中風的黃金時間只有數小時，但開顱清除血栓手術風險很高，注射溶血栓藥則有體內出血風險。不過，若納米機械人技術發展成熟，注射的藥物可準確到達腦部指定目標以溶解血栓，副作用會較少，團隊希望5年後研究可進入臨床實驗。
該研究由香港研究資助局、創新科技署及中大天石機器人研究所（CURI）資助，成果近日並獲國際科學期刊《Nature Communications》刊登。