读2025世界前沿技术发展报告12机器人技术(下)

1. 服务机器人

1.1. 一种半自主或全自主工作的机器人，能够完成有益于人类的服务工作

2. 医用机器人

2.1. 用人类细胞制造微型生物机器人帮助神经元伤口痊愈

• 2.1.1. 塔夫茨大学（Tufts University）和哈佛大学组成的研究团队创造出微型生物机器人，可自行移动并促进神经元损伤区域的生长

• 2.1.2. 利用人类气管细胞制造出机器人Anthrobots，可以不同的方式在实验室培养皿中生长的人类神经元表面自行移动，并促进有划伤的细胞层的神经元再次生长，且不会引发免疫反应，可在几周后自行分解

• 2.1.3. 有助于未来促进伤口愈合和再生，且不涉及免疫抑制

2.2. 可自我复制的DNA折叠纳米机器人

• 2.2.1. 纽约大学与中国宁波大学的研究团队开发出一种由DNA构建的、可自我复制的纳米机器人

• 2.2.2. 尺寸微小，每个机器人的宽度相当于一张纸的千分之一

• 2.2.3. 用于搜索和摧毁人体血液中的癌细胞，无需进行手术

• 2.2.4. 突破了过去对于二维结构的限制，为未来纳米制造的更复杂和实用的器件打开了新的可能性

2.3. 开发可改进医疗聊天机器人准确性和安全性的技术

• 2.3.1. “聊天机器人准确性和可靠性评估”​（Chatbot Accuracy and Reliability Evaluation，CARE）探索主题（Exploration Topic）​，开发更好地评估面向患者的医疗聊天机器人准确性、高效性和安全性的工具和技术，为开发医疗保健大语言模型应用程序的人员提供重要资源，降低ARPA-H未来大语言模型组合的安全风险，从而助力未来临床诊断、生物医学研究等更广泛的健康相关领域

• 2.3.2. 改进提示生成技术，以有效检查大语言模型响应和标准的全部范围，这些响应和标准为评估大语言模型输出的可信度提供信息

• 2.3.3. 开发新颖的聊天机器人评估技术，这些技术具有专业人工审查的准确性

2.4. 全自动纤维注射机器人，提升基因研究效率

• 2.4.1. 明尼苏达大学双城分校（University of Minnesota，Twin Cities）的研究人员构建出一种全自动纤维注射机器人

• 2.4.2. 通过机器学习培训，该机器人能够检测出大小仅为米粒的百分之一的胚胎，然后机器可计算路径并自动执行复杂的显微注射，使进行大规模基因实验更加轻松

• 2.4.3. 可用于通过冷冻保存技术保护濒危物种（机器人将纳米颗粒注射到细胞和组织中，有助于冷冻保存和之后的复温过程）​

• 2.4.4. 还在探索将该技术用于体外受精，以在微观水平上检测卵子

2.5. 微型手术机器人，实现超精密手术操作

• 2.5.1. 索尼公司在2024年机器人与自动化国际会议（International Conference on Robotics and Automation 2024）上展示了新型外科手术机器人

• 2.5.2. 通过搭配显微镜配合使用，可在直径小于1毫米的极小血管和神经上进行手术，如在玉米粒上缝合小裂口

• 2.5.3. 系统采用高灵敏度的控制装置负责跟踪医生手和手指的动作，将运动轨迹复制到小型手术器械上，从而实现微型手术机器人的精准操控

• 2.5.4. 是同类产品中首台能够自动切换不同手术工具的设备，并且已经成功进行了动物手术测试

2.6. 可杀死癌细胞的纳米机器人

• 2.6.1. 开发出一种刺激响应的DNA纳米设备，可以用于靶向癌症治疗

• 2.6.2. 能精准杀死小鼠癌细胞，机器人的“武器”隐藏在纳米结构中，其头部有一个空腔，其中包含着六种以六边形图案排列的细胞毒性配体（六种肽）​，这些肽能够很好地与癌细胞上的“死亡受体”结合并激活它们，从而导致细胞死亡

• 2.6.3. DNA折纸技术（用DNA作为建筑材料建造纳米级结构）可以精确控制配体的空间排列，确保“死亡受体”的最佳聚集，这对于诱导有效的细胞死亡至关重要

• 2.6.4. 对携带了人类乳腺癌异种移植瘤的小鼠进行了实验，注射纳米设备后，结果与注射非活性纳米机器人的小鼠相比，肿瘤生长有效减少了70%

2.7. 全球首例全机器人双肺移植手术

• 2.7.1. 纽约大学朗格尼医学中心（NYU Langone Medical Center）的外科团队完成了全球首例全机器人双肺移植手术

• 2.7.2. 使用达芬奇Xi手术系统（da Vinci Xi）为一名患有慢性阻塞性肺病并因新冠肺炎感染而病情恶化的患者进行双肺移植手术

• 2.7.3. 可以减少这项大型手术对患者的影响，减轻术后疼痛，并提供最佳治疗效果

• 2.7.4. 达芬奇Xi手术系统提供了先进的仪器和视觉系统，该系统还包括Firefly荧光成像和集成式手术台运动等功能

• 2.7.5. 标志着机器人手术和微创患者护理潜力的突破

3. 其他服务机器人

3.1. 教育用触摸式机器人，为视障儿童提供平等教育机会

• 3.1.1. 康奈尔大学与葡萄牙里斯本大学（University of Lisbon）组成的研究团队合作推出一款名为Touchibo的触摸式机器人，目的是通过触觉为儿童创造多感官的讲故事环境，改善有视觉障碍和无视觉障碍的儿童之间的群体互动，促进教育的包容性

3.2. 协助家长做家务的四足机器人

• 3.2.1. 卡耐基梅隆大学、美国华盛顿大学、谷歌DeepMind公司合作，开发出家务四足机器人LocoMan

• 3.2.2. 旨在帮助父母节省下300小时照顾孩子的时间

3.3. “六条腿”导盲机器人，助力视障人士自主出行

• 3.3.1. 上海交通大学的研究人员开发出一款六足导盲机器人

• 3.3.2. 采用了多感官感知系统

• 3.3.2.1. 在“看”方面，该机器人配备了激光雷达等多种传感器，并使用了先进的机器学习算法，具备视觉环境感知能力，可以自主导航到目的地、识别交通信号灯、自动避开静态和动态障碍物，并能够对不同地形进行自适应动态敏捷柔顺行走与无网络环境室内外导盲，稳定性和安全性较高

• 3.3.2.2. 在“听”方面，该机器人能够准确识别盲人的言语，并在不到1秒的时间内作出反应

• 3.3.2.3. 在“触”方面，该机器人可通过力反馈手杖及时对盲人的需求进行回应

• 3.3.3. 在互联网的支持下，该机器人还可以成为盲人的家庭伴侣和紧急救援工具

3.4. 清洁机器人智能化趋势显著

• 3.4.1. 街区清扫机器人已在中国多地投入使用，这种机器人通过高精度激光雷达与人工智能视觉识别系统，实现自主规划清扫路线、智能避障，并精准识别垃圾类型

• 3.4.2. 机器人通过精准的视觉识别系统，能够自主导航并避开障碍物，高效完成复杂电器柜的清洁任务，相比传统人工清洁显著降低安全风险

• 3.4.3. 多家家电公司推出结合了人工智能技术的智能家居，如结合了人工智能技术加强环境适应、语音交互、识别脏污、避障的扫地机器人等