近日，美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在生物機(jī)器人領(lǐng)域取得了一項(xiàng)具有里程碑意義的突破——他們開(kāi)發(fā)出了一款名為“AggreBots”的微型生物機(jī)器人。這款機(jī)器人以人類(lèi)肺細(xì)胞為核心材料，憑借其獨(dú)特的纖毛驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式和模塊化組裝設(shè)計(jì)，為人體復(fù)雜環(huán)境下的精準(zhǔn)醫(yī)療任務(wù)開(kāi)辟了全新的可能性，未來(lái)有望在藥物輸送、病灶修復(fù)等治療場(chǎng)景中發(fā)揮關(guān)鍵作用，相關(guān)研究成果已在全球生物醫(yī)學(xué)與機(jī)器人領(lǐng)域引發(fā)高度關(guān)注。

AggreBots的核心創(chuàng)新在于其“源于人體、用于人體”的材料選擇。研究團(tuán)隊(duì)摒棄了傳統(tǒng)微型機(jī)器人常用的金屬、塑料等人工材質(zhì)，轉(zhuǎn)而采用人類(lèi)肺上皮細(xì)胞作為主要構(gòu)建單元。這類(lèi)細(xì)胞天然具備表面纖毛結(jié)構(gòu)，這些微米級(jí)的“毛發(fā)”成為了機(jī)器人自主運(yùn)動(dòng)的“天然引擎”。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，研究人員通過(guò)特殊的細(xì)胞培養(yǎng)與誘導(dǎo)技術(shù)，讓肺細(xì)胞在保持活性的同時(shí)，維持纖毛的節(jié)律性擺動(dòng)能力。當(dāng)這些細(xì)胞被組裝成特定結(jié)構(gòu)后，纖毛的同步擺動(dòng)可產(chǎn)生微弱但持續(xù)的推進(jìn)力，推動(dòng)AggreBots在液體環(huán)境中自主移動(dòng)。

這一特性使得AggreBots能夠完美適配人體內(nèi)部的體液環(huán)境，無(wú)論是血液、淋巴液還是組織間隙液，都可能成為其“行進(jìn)通道”。更重要的是，由于核心材料來(lái)自人體自身細(xì)胞，AggreBots能夠最大程度降低人體免疫系統(tǒng)的排斥反應(yīng)，解決了傳統(tǒng)人工微型機(jī)器人在體內(nèi)應(yīng)用時(shí)“排異風(fēng)險(xiǎn)高、生物相容性差”的關(guān)鍵難題。

除了生物材料的突破，AggreBots的模塊化組裝策略同樣顛覆了傳統(tǒng)微型機(jī)器人的設(shè)計(jì)思路。研究團(tuán)隊(duì)將機(jī)器人的功能拆解為多個(gè)獨(dú)立的“模塊單元”，每個(gè)單元承擔(dān)不同任務(wù)。例如，“運(yùn)動(dòng)模塊”由帶纖毛的肺細(xì)胞構(gòu)成，負(fù)責(zé)提供移動(dòng)動(dòng)力；“負(fù)載模塊”可搭載藥物、基因片段或微型傳感器；“靶向模塊”則通過(guò)修飾細(xì)胞表面的特異性受體，實(shí)現(xiàn)對(duì)病灶區(qū)域的精準(zhǔn)定位。

這種“搭積木”式的組裝方式，賦予了AggreBots極強(qiáng)的靈活性與可定制性。在面對(duì)不同疾病時(shí)，研究人員無(wú)需重新設(shè)計(jì)整個(gè)機(jī)器人，只需根據(jù)治療需求選擇合適的模塊進(jìn)行組合即可。例如，針對(duì)肺癌治療，可將“靶向模塊（識(shí)別肺癌細(xì)胞表面抗原）+運(yùn)動(dòng)模塊+負(fù)載模塊（搭載化療藥物）”組合，讓機(jī)器人自主抵達(dá)肺部病灶，精準(zhǔn)釋放藥物，減少對(duì)正常細(xì)胞的損傷；而針對(duì)體內(nèi)炎癥監(jiān)測(cè)，則可組合“運(yùn)動(dòng)模塊+負(fù)載模塊（搭載炎癥因子傳感器）”，實(shí)時(shí)收集病灶區(qū)域的生化信息，為診療提供數(shù)據(jù)支持。

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示，模塊化設(shè)計(jì)不僅降低了研發(fā)成本與周期，還為未來(lái)的“多任務(wù)協(xié)同治療”奠定了基礎(chǔ)。理論上，多個(gè)不同功能的AggreBots模塊可在體內(nèi)協(xié)同工作，例如一部分模塊負(fù)責(zé)清除病灶，另一部分模塊負(fù)責(zé)修復(fù)受損組織，形成“診療一體化”的微型醫(yī)療系統(tǒng)。這一創(chuàng)新為精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域帶來(lái)了全新的想象空間，也為未來(lái)生物機(jī)器人的發(fā)展指明了方向。