<div data-page-id="doxcnlLQoVkcvTmbjWD4K4q1mnj" data-docx-has-block-data="true"> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn2W0gkku2ygKiI7TTz0f1Wd" style="text-align: justify;"><span class="p"><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1657867699350/1657867699350.png" width="807" height="526" /></span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn2W0gkku2ygKiI7TTz0f1Wd" style="text-align: justify;">&nbsp;</div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn2W0gkku2ygKiI7TTz0f1Wd" style="text-align: justify;"><span class="p">在自然界，不難看見動物結(jié)隊躲避天敵或捕食獵物的集群行為，猶如有指揮官在背后發(fā)放指令。 香港中文大學機械與自動化工程學系<strong>張立教授</strong>的團隊多年來一直致力研發(fā)醫(yī)療微型機械人，受此啟發(fā)，他聯(lián)同計算機科學與工程學系<strong>竇琪教授</strong>合作研發(fā)了一套微型機械人集群自動導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合人工智能，讓機械人擁有自主導(dǎo)航能力。 它更會如蜜蜂般成群結(jié)隊工作，并因應(yīng)體內(nèi)環(huán)境自動改變隊形，于人體內(nèi)游走進行針對性的治療。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn4OkaoGQW2egkqiwfJWl3wh" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnEcKMs2Ki0WqWcTa5acf4Sf" style="text-align: justify;"><span class="p">現(xiàn)時微型機械人大多以個體模式行動，優(yōu)點是體積細小，但容量有限，每次只能輸送有限藥物，要運載更多的份量，只有增加機械人的數(shù)量。 但另一問題是人體內(nèi)盡是蜿蜒曲折的腔道、流動的液體，很難實時控制成千上萬個機械人同步執(zhí)行任務(wù)。 縱使可以利用外部磁場引領(lǐng)機械人，或以硬件作實時導(dǎo)航及定位配合來控制機械人的行動，但都難免出現(xiàn)機械人失誤或不受控的情況。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnEEg84c2YoaeE0OlK69mgEh" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <h2 class="heading-2 ace-line old-record-id-doxcn0kyGcCEo0Yg2QrCS4ZI5tf" style="text-align: justify;"><span class="p"><strong>人工智能系統(tǒng)發(fā)號施令</strong></span></h2> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnAIiWQSsQyu0y4U9MfROlWe" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnWCykU8OQiqEEGeky19fB5c" style="text-align: justify;"><span class="p">為了增加微型機械人集群的智力穩(wěn)定地執(zhí)行任務(wù)，研究團隊結(jié)合過去多年研究微型機械人的經(jīng)驗，利用深度學習技術(shù)，建立一套人工智能微型機械人操控系統(tǒng)，增加機械人的自主運算及決策能力。 張教授表示：「我們集結(jié)了專業(yè)人員操作機械人的經(jīng)驗及知識去訓練智能系統(tǒng)，賦予微型機械人集群的自主巡航能力，以助減少任務(wù)失誤的機會?！?lt;/span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnWCykU8OQiqEEGeky19fB5c" style="text-align: justify;">&nbsp;</div> <div class="image-uploaded gallery old-record-id-doxcnSS2ymSSmg6yMC6yzvtbP8d" style="text-align: justify;" data-type="image" data-ace-gallery-json="{&quot;items&quot;:[{&quot;uuid&quot;:&quot;e1e3d88c-39eb-4b74-8439-8dac961a0e8e&quot;,&quot;height&quot;:736,&quot;width&quot;:719,&quot;currHeight&quot;:736,&quot;currWidth&quot;:719,&quot;natrualHeight&quot;:736,&quot;natrualWidth&quot;:719,&quot;pluginName&quot;:&quot;imageUpload&quot;,&quot;scale&quot;:1,&quot;src&quot;:&quot;https%3A%2F%2Finternal-api-drive-stream.feishu.cn%2Fspace%2Fapi%2Fbox%2Fstream%2Fdownload%2Fall%2FboxcnLrJaeRVfriQ11wJ34whSId%2F%3Fmount_node_token%3DdoxcnSS2ymSSmg6yMC6yzvtbP8d%26mount_point%3Ddocx_image&quot;,&quot;file_token&quot;:&quot;boxcnLrJaeRVfriQ11wJ34whSId&quot;,&quot;image_type&quot;:&quot;image/png&quot;,&quot;size&quot;:359971,&quot;comments&quot;:[]}]}"><span class="p"><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1657867709911/1657867709911.png" width="719" height="736" /></span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnmEMWge0umi2W4S2sBcGDld" style="text-align: justify;">&nbsp;</div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnmEMWge0umi2W4S2sBcGDld" style="text-align: justify;"><span class="p">微型機械人集群有五個級別的自主程度，由0級至4級; 0代表手動控制、4代表完全自主。 圖中紅色標志為需要人手輸入設(shè)定的參數(shù)項目; 綠色代表參數(shù)項目已達到自動化，由人工智能電腦運算控制。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnUsCGywmcssKUaiY58sut0f" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnyUGCqgWUWqEMOiNg9v5RKK" style="text-align: justify;"><span class="p">團隊設(shè)計的自動導(dǎo)航系統(tǒng)/深度學習系統(tǒng)Deep Neural Networks （DNN）可以按體內(nèi)環(huán)境實時運算出機械人的分布、移動軌跡、磁場、機械人群體的中心點及目標位置等參數(shù)，讓微機械人懂得因應(yīng)不同環(huán)境而適時調(diào)整集群行動，按照精準的計劃路線完成任務(wù)。 團隊亦按照人體內(nèi)不同情境設(shè)定，如靜態(tài)或動態(tài)環(huán)境，將微機械人的自主程度分成五個級別; 級別愈高，要求手動控制的部分愈少。 操作人員可按需要及實際情境選擇機械人的自主模式。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnIOway0WO0QqEs1EatnMpOe" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnuEsyGYAYGMQCgbLz2DKuqf" style="text-align: justify;"><span class="p">級別0類近現(xiàn)時大多數(shù)微型機械人的操作方式，機械人集群全以人手導(dǎo)航，操作人員必須接受充足的訓練，了解機械人的物理狀態(tài)，以及熟悉系統(tǒng)的操作。 硬件上，亦需全程以光學顯微鏡等成像工具實時監(jiān)察機械人的行動，同步計劃及控制它們的集群形態(tài)、路線與目標位置等，避免機械人碰上障礙物。 不過，人手操作容易存在誤差，控制不良或會令微機械人集群偏離航道或分裂。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnWKMYEIo0sS88iuctzohSLh" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcneU60oyCIuYUGeSxDx8St9C" style="text-align: justify;"><span class="p">級別4的機械人集群可以做到全自主狀態(tài)，能在復(fù)雜多變的動態(tài)環(huán)境中執(zhí)行醫(yī)療任務(wù)。 例如任務(wù)是將標靶藥物輸送到病灶，系統(tǒng)會自動及實時搜尋目標位置、規(guī)劃航道及機械人的集群形態(tài)，直至完成任務(wù)。 如感應(yīng)到前方有障礙物，也能迅速重新規(guī)劃航道，過程中無須人手介入，能減省訓練專業(yè)操作員的成本。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcneU60oyCIuYUGeSxDx8St9C" style="text-align: justify;">&nbsp;</div> <div class="image-uploaded gallery old-record-id-doxcn4GMISaa6kUksqI18HFVYUh" style="text-align: justify;" data-type="image" data-ace-gallery-json="{&quot;items&quot;:[{&quot;uuid&quot;:&quot;469edbe1-3f73-4553-88a6-e8136870b7dd&quot;,&quot;height&quot;:768,&quot;width&quot;:1024,&quot;currHeight&quot;:768,&quot;currWidth&quot;:1024,&quot;natrualHeight&quot;:768,&quot;natrualWidth&quot;:1024,&quot;pluginName&quot;:&quot;imageUpload&quot;,&quot;scale&quot;:1,&quot;src&quot;:&quot;https%3A%2F%2Finternal-api-drive-stream.feishu.cn%2Fspace%2Fapi%2Fbox%2Fstream%2Fdownload%2Fall%2Fboxcnhw9JjdKkk5owD5xkZK5zIL%2F%3Fmount_node_token%3Ddoxcn4GMISaa6kUksqI18HFVYUh%26mount_point%3Ddocx_image&quot;,&quot;file_token&quot;:&quot;boxcnhw9JjdKkk5owD5xkZK5zIL&quot;,&quot;image_type&quot;:&quot;image/jpeg&quot;,&quot;size&quot;:118993,&quot;comments&quot;:[]}]}"><span class="p"><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1657867717398/1657867717398.png" width="807" height="605" /></span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcneeAmME6YsEuecOYPpAJoEQ" style="text-align: justify;">&nbsp;</div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcneeAmME6YsEuecOYPpAJoEQ" style="text-align: justify;"><span class="p">人類胎盤實驗于InnoHK（創(chuàng)新香港研發(fā)平臺），位于香港科學園的醫(yī)療機械人創(chuàng)新技術(shù)中心進行。 實驗平臺設(shè)有C-arm X光螢光鏡等成像工具作為機械人的「眼睛」，以偵測障礙物，作實時方向調(diào)整及導(dǎo)航。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnyM8AggGu8yS68FgrXqSkxh" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnGKcikEU4GC6OO04GfZCGNf" style="text-align: justify;"><span class="p">為了測試微型機械人集群在人工智能導(dǎo)航系統(tǒng)下的運作情況，研究團隊與韋爾斯親王醫(yī)院合作在人類胎盤樣本進行體外實驗，結(jié)果顯示導(dǎo)航系統(tǒng)能有效在血管這類復(fù)雜的體內(nèi)動態(tài)環(huán)境和微小且曲折的渠道內(nèi)為機械人集群導(dǎo)航。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnoaGyw6QAy8eQsZDe7KRyRf" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnC2wqoK6S4AoqCss9LJTeMd" style="text-align: justify;"><span class="p">張教授期望：「隨著自動導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展愈趨成熟，我們希望此人工智能控制系統(tǒng)可讓醫(yī)生在無需接受特別操作培訓下，利用微型機械人集群為病人進行無創(chuàng)或微創(chuàng)治療，特別是在深入體內(nèi)的曲折狹小腔體內(nèi)。」</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnkGe0oWK6y0A6amCpKfXgUc" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <h2 class="heading-2 ace-line old-record-id-doxcnGSWMOgmkgAgycFx0bYkmIe" style="text-align: justify;"><span class="p"><strong>自主組成不同隊形</strong></span></h2> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnoOsemYeWMsY4Yfaddpcvjg" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="image-uploaded gallery old-record-id-doxcnG2eW6OE8cUECeSvS51DACg" style="text-align: justify;" data-type="image" 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class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnYKkqwmsm8AUISiXaHsWplf" style="text-align: justify;"><span class="p">系統(tǒng)會控制微型機械人轉(zhuǎn)換不同集群形態(tài)，以便在不規(guī)則的環(huán)境中游走。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn0yiyiewqmSmqKsmN94ZKtf" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnmgAgGwSwkUWCYBJheoVezb" style="text-align: justify;"><span class="p">微型機械人由磁性納米粒子組成，直徑只有400納米，相等于約千分之五條頭發(fā)直徑的尺度。 系統(tǒng)可以利用指定磁場引導(dǎo)一大群機械人轉(zhuǎn)換成三種不同的集群形態(tài)，包括擴散群（spreading swarm，SS）、帶狀群（ribbon-like swarm，RS）及渦狀群（vortex-like swarm，VS），以執(zhí)行不同任務(wù)，包括于目標位置進行靶向治療、藥物輸送等。 團隊期望這種結(jié)合人工智能的導(dǎo)航技術(shù)，日后能應(yīng)用于治療大腦缺血性中風等血管性系統(tǒng)疾病，并且比現(xiàn)有標靶藥更精準地運送藥物到癌細胞。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnskKIsU2kSEYUIX4XeDqPNb" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="image-uploaded gallery old-record-id-doxcnQqIA6EKiYAk2EhqfL2gTKd" style="text-align: justify;" data-type="image" data-ace-gallery-json="{&quot;items&quot;:[{&quot;uuid&quot;:&quot;f6a7f480-8d71-4f19-b8d6-78fb7c2bc737&quot;,&quot;height&quot;:767,&quot;width&quot;:1024,&quot;currHeight&quot;:767,&quot;currWidth&quot;:1024,&quot;natrualHeight&quot;:767,&quot;natrualWidth&quot;:1024,&quot;pluginName&quot;:&quot;imageUpload&quot;,&quot;scale&quot;:1,&quot;src&quot;:&quot;https%3A%2F%2Finternal-api-drive-stream.feishu.cn%2Fspace%2Fapi%2Fbox%2Fstream%2Fdownload%2Fall%2FboxcnTxpr7Dl0pnfMKDcuvEaGid%2F%3Fmount_node_token%3DdoxcnQqIA6EKiYAk2EhqfL2gTKd%26mount_point%3Ddocx_image&quot;,&quot;file_token&quot;:&quot;boxcnTxpr7Dl0pnfMKDcuvEaGid&quot;,&quot;image_type&quot;:&quot;image/jpeg&quot;,&quot;size&quot;:100681,&quot;comments&quot;:[]}]}"><span class="p"><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1657867730937/1657867730937.png" width="807" height="604" /></span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn6cQckgMCEiYeSOCnUOSgEc" style="text-align: justify;"><span class="h6">中大機械與自動化工程學系張立教授（中）的研究小組與中大計算機科學與工程學系竇琪教授（右二）合作。</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnIOOOYuO2WqgosxHyaMRLvd" style="text-align: justify;"><span class="p">&nbsp;</span></div> <div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcne8Gy2aicYaAe45wMn4gqMg" style="text-align: justify;"><span class="p">研究結(jié)果已刊登于國際學術(shù)期刊《Nature Machine Intelligence》，全文請參閱：<a href="https://www.nature.com/articles/s42256-022-00482-8" target="_blank" rel="noopener">https://www.nature.com/articles/s42256-022-00482-8</a>。</span></div> </div>