人物专访 | 俞江帆教授荣获吴文俊人工智能自然科学奖，希望推动领域迈向生物医疗应用

近日，被誉为“中国智能科学技术最高奖”的吴文俊人工智能科学技术奖公示了今年的66项拟授奖项目，其中自然科学奖8项。AIRS 俞江帆教授所在团队的项目“面向靶向治疗的磁驱动微型机器人智能控制”荣获人工智能自然科学奖二等奖。

俞江帆教授联合深圳先进院和厦门大学，提出了基于人工智能的微纳机器人优化控制方法。通过控制磁场输入，模仿细菌鞭毛的螺旋形微型机器人可以完成路径规划与跟踪等复杂任务。进一步地，受大自然集群现象启发，大量微型机器人可以形成形态可控的仿生集群；通过调控个体间的相互作用力，集群能够可逆地改变自身形态以应对生物体内复杂的环境，最终到达体内目标，实现高效定点药物递送。

俞江帆教授多年来一直从事微纳米机器人的结构设计、工作机理、驱动模式、控制系统搭建等相关的研究。他是 AIRS 项目负责人、香港中文大学（深圳）助理教授。今年，他凭借在科学和医疗健康领域的影响力和技术创新，入选福布斯中国2021年度30岁以下精英榜。今天我们对话俞教授，听听他的科研故事和心中所感。

· 对于微纳米领域的发展趋势，俞教授怎么看？

· 都说科研难，难在哪里？其中又有什么快乐吸引着他？

· 作为项目PI，俞教授希望成员具备什么品质？

……

Q

微纳米现在是一个非常热门、前沿的研究领域，能否请您介绍一下目前这个领域的研究进展和发展趋势？

俞江帆：由于微纳米机器人非常小，乍一眼看，似乎和大家熟悉的机器人不太一样，但其实两个领域是密切联系、异曲同工的。拿无人机做个例子，无人机上的驱动部件、控制部件和传感部件，我们可以通过遥控器去操控它们。微纳米机器人因为体积很小（远比单根头发丝细得多），无法集成上述部件。因此我们借助外部物理场，例如光场、磁场、声场、电场等方式，对微纳米机器人进行驱动；通过显微镜、超声和其他适合的成像方式去观察，并最终实现对微小机器人的可控操纵。

“小”是微纳米机器人的优势，它们可以通过血管、食道、或是注射的方式进入体内，进行靶向治疗。它们的发展是让人兴奋的，但同时也充满了挑战性。当前，微纳米机器人的有效足量载药还是一个问题，因此要考虑开发集群控制方法，同时有效操控上千万个微纳米机器人载体同步运动，实现高于九成的运送效率；集群控制技术同时也可以解决由于微纳米机器人小体积带来的深层组织成像困难的问题，可以有效增大视觉反馈信号强度。同时，由于很多微纳米机器人（包括微纳米机器人集群）模型较为复杂，建立精准的模型极具挑战，而结合人工智能技术，微纳米机器人驱动控制精度可以大幅提高，为其在生物体内的有效驱动和药物递送开辟一条全新的道路。微纳米机器人的材料设计是另一个重要课题，如何有效可控载药、释药，以及完成药物释放以后的体内可控降解均是这个领域的重要发展方向。

Q

可否请您简单介绍一下目前项目组在做的研究，以及最终想达成的研究目标？

俞江帆：我在 AIRS 的项目组和香港中文大学（深圳）的智能微纳机器人实验室也是从上述几大微纳机器人的发展方向入手研究，包括新型驱动和控制方式、新型材料开发、以及新型生物应用场景。

大自然为我们提供了很好的学习对象，我们通过研究昆虫群，鱼群，候鸟等得到了灵感，并赋予微机器人集群智能。我们正在联合生物学、材料学、人工智能专家，合力研发具有更高智能的微纳米机器人集群和个体。

我们希望最终开发具有创新材料、不同结构、优化组装模式、新型集群行为和多样功能性的微纳米机器人，推进其在药物递送、癌症治疗、细胞测量、疾病诊断和微纳尺度物理学领域的应用。

Q

科研生涯中让您觉得最快乐和最难的事分别是什么？

俞江帆：在我的学生生涯中，我最快乐的事是发现一种新型微纳米机器人、开发一种非常新颖的驱动控制方式、发表顶级文章。带领团队以后，基础科研的魅力依然非常吸引我，但同时，我也开始思考领域中课题的应用价值和意义。我仍会为发现了新现象、新技术兴奋良久，也更希望为真正推动这个领域迈向生物医疗应用助一份力。

至于最难的事，除去获得成果的那几瞬间会爆发短暂的快乐，科研生涯的其余时间我大多都是在默默思考、踏实实验中度过的，因此说读博并非易事，首要条件就是要有坚定的信念和强大的内驱力。

Q

作为PI，您带领团队的理念是什么？

俞江帆：志不强者智不达，坚定决心，拥有自信。我希望可以让每个成员在愉快、兴奋的状态下发挥自己所长，充分激发自我驱动力，认清自己的目标，最终找到科研中深藏的快乐。

图片来源：“中国人工智能学会”公众号、香港中文大学（深圳）、俞江帆教授本人提供