“智慧医疗希望建立安全、有效的现代医疗，微尺度平台可以通过让手术更微创、治疗更精准、康复更顺利、技术更颠覆，来实现智慧医疗的理念。”

——俞江帆

香港中文大学（深圳）俞江帆教授团队正通过赋予微型机器人以高度智能化，引领精准医疗的革新。通过融入自适应控制算法与人工智能方法，团队成功开发了一种可应用于人体内的微型机器人群体系统，让微型机器人医生能够在复杂的人体环境中协同工作，灵活移动和重组，自主做出最佳决策，完成精准微创手术，使得无创精准诊疗成为可能，有望在未来帮助医生更精准、更有效地制定治疗重大疾病的方案。

香港中文大学（深圳）俞江帆教授团队正推动由智能驱动的微型机器人技术向精准医疗应用发展，现已在微型机器人领域的多场景应用取得多项突破性成果，成功解决了一些关键技术的挑战。

利用人工智能技术与智能方法，俞江帆教授团队的研究聚焦于如何让微型机器人具备高度自主性和智能决策能力，实现动态规划最佳的活体通路及智能驱动的实时影像导航，完成精准微创手术及智能诊断等任务，并将科研成果应用于微型机器人的结构设计、驱动控制及诊疗效果验证中。团队致力于发展微型机器人的全路径研究，即功能生物材料设计、优化驱动方法、自适应智能控制策略、颠覆性新医疗平台开发等部分，为精准医疗提供高效、智能、稳定的技术支持。例如应用在肺部疾病治疗中的水凝胶新型机器人平台，可以实现药物在支气管末端的三维定位递送；借助磁场控制集群运动来实现主动探索策略，可通过重构血管造影为脑卒中治疗提供新方案；具备多靶点治疗功能的多层结构磁控机器人，开辟了多发性胃溃疡微创治疗的新路径。

动态避障技术：赋能自主决策能力

要完成精准、高效的微创医疗，微型机器人集群的自主避障能力至关重要。想象一群“使命必达”的微型机器人，在复杂的人体动态环境中具备像蜂群一般的自动躲避功能，在可见的未来为重大疾病的靶向治疗和脑血管患者提供治疗。

受雷达概念的启发，俞江帆团队提出了基于分层雷达的动态避障控制策略，能够决策出微型机器人集群任一时刻的最优运动方向，同步保障避障稳定性与递送高效性。基于这一技术，集群能够在多个动态障碍物中无碰撞穿梭，以及在具有多种动态障碍物的迷宫中自主避障，最终到达目标位置。该成果发表于《IEEE Transactions on Robotics》2023年第4期。

微型机器人集群动态避障算法与实验结果

水凝胶微型机器人集群：助力肺气管靶向递送

想象一群可以在患者的支气管内如变形金刚一样可以随时解体并自由组合的“快递员”，既能为医生提供医学影像数据和三维定位及导航，还能快速精准地将药物输送到指定病灶，让呼吸道疾病治疗实现“指哪打哪”的精准打击，这就是俞江帆团队开发的水凝胶微型机器人集群。

呼吸系统疾病的精准治疗依赖于高效的靶向递送技术，而传统递送方式因精准度不足和支气管镜操作的局限性，导致治疗效果受限。为突破这一瓶颈，俞江帆团队开发的水凝胶微型机器人集群能够在充满空气的复杂支气管环境中高效运动与自适应重构，并结合医学影像数据引导的路径规划方法，实现活体中的三维精准定位与导航，实现药物的精准递送与释放。通过结合AI算法，机器人集群在复杂生理环境下的自主决策能力将进一步提升，从而加速肺部智能化精准治疗的临床转化。该成果发表于《Science Advances》2025年第11期。

活体猪支气管内的集群递送

基于CT成像的肺部深处集群递送

主动探索策略：助力疾病关键区域血管造影

当血管发生“交通拥堵”时，一群微型机器人将奉命化身为“前方记者”及“交通疏导员”，为医生提供实时的血管三维地图，突破传统血管造影技术的局限，这就是利用磁场控制集群运动的主动探索策略在微创医疗的其中一种应用方式。

血管造影是介入治疗中的关键技术，但传统造影方式依赖造影剂被动扩散，在血流缓慢或逆流受限的血管区域，成像质量常受严重影响。针对这一挑战，俞江帆团队提出了一种基于微型机器人集群的主动探索与腔道结构重建策略，利用磁场控制集群运动，定义全局探索优先策略，并确立局部探索方向判定的多维逻辑，实现复杂三维血管网络的精准造影与结构重建。该策略可辅助医生精准定位血栓、狭窄部位及渗漏点，在缺血性脑卒中、门静脉栓塞、淋巴管瘘等疾病中将发挥巨大作用。该成果发表于2025年《Nature Machine Intelligence》。

淋巴管网络模型内的集群主动探索验证

磁控软体机器人智能化设计：推动胃部多靶点贴附

想象一下胃部也有了想贴哪里就贴哪里的“创可贴”，医生的手术时间将大大缩短。通过体外磁场遥控，既能牢牢吸附在溃疡表面，又能逐层多点贴敷的医疗“创可贴”，便是俞江帆团队开发的磁控软体机器人。

针对多发性胃溃疡的治疗，俞江帆团队开发了一种有磁性相互作用力弱耦合的多层结构软体机器人。结合材料界面设计、层间磁相互作用调控与智能磁力调控策略，可实现组织按需粘附及逐层剥离，最终对胃部多个病灶的按需粘附，该机器人的功能已在活体猪实验中成功验证，为多发性胃溃疡的微创精准治疗提供了全新方案。该成果发表于《Nature Communications》2024年第1期。

多靶点贴附策略的体外验证

俞江帆教授科研团队的核心力量来自于港中大（深圳）培养的博士生们，他们的成长也见证了大学在人才培养上的成功探索。博士生陈辉、王一斌、刘岳臻、方凯文是其中的典型代表，在微纳机器人集群自动控制、功能化微机器人集群靶向递送、驱控影像一体化装置设计等领域不断开拓创新，潜心钻研。

在人工智能加速创新的背景下，港中大（深圳）正凭借其科研团队的研究成果和优质的师资力量，继续在人工智能领域深耕细作，也为科学研究、教育模式变革以及技术产业化贡献更多智慧。

青年教授简介

俞江帆

校长青年学者

香港中文大学（深圳）理工学院助理教授

教育背景：

学士：哈尔滨工业大学

博士：香港中文大学

研究领域：

微型机器人、新一代医疗机器人

俞江帆是香港中文大学（深圳）理工学院助理教授、校长青年学者、深圳市人工智能与机器人研究院（AIRS）微型机器人中心主任。他是国家高层次青年人才，主持国家重点研发计划青年科学家、国家自然科学基金、广东省面上、深圳市重点等项目。他是AIRS-招商局医疗机器人未来产业联合实验室学术带头人，担任CCF智能机器人专委会执行委员、IEEE高级会员。他的研究主要集中在医用微型机器人领域，至今发表了70余篇顶级期刊及会议文章、2本专著，发表文章包括Nature Machine Intelligence、Science Advances、Nature Communications、IJRR、TRO、Advanced Materials等。他获得了多个有影响力的奖项，包括IEEE RAS Early Academic Career Award、IROS 最佳学生会议论文奖，国际基础科学大会前沿科学奖、吴文俊人工智能科技奖自然科学奖二等奖、中国电子学会自然科学二等奖、百度全球华人AI青年学者、IEEE 3M-NANO Rising Star Award。他担任Science Robotics, Science Advances, Nature Communications, PNAS等多个顶级期刊和会议的审稿人。