克日，，，，，，，，我院俞江帆教授团队在IEEE Transactions on Robotics揭晓以“Image-integrated magnetic actuation systems for localization and remote actuation of medical miniature robots: A survey”为题的综述文章。。。。 。杜星洲博士为文章第一作者，，，，，，，，俞江帆教授为文章自力通讯作者。。。。 。
原文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10214070
期刊先容
IEEE Transactions on Robotics（IEEE T-RO）是电气电子工程师学会（IEEE）开办的机械人领域学术期刊，，，，，，，，该期刊揭晓的研究论文代表了机械人学各领域最先进的重大希望，，，，，，，，先容智能机械人系统在工业、效劳业、外科手术、太空及水下探索、娱乐、救援、军事、农业及智能车辆等领域的手艺前进及研究偏向，，，，，，，，内容涵盖理论、设计、实验研究、剖析、算法、集成及应用案例研究等多方眼前沿内容。。。。 。IEEE T-RO最新影响因子为7.8，，，，，，，，JCR分区Q1。。。。 。
综述配景
磁驱动微型机械人以其精准操控的能力及微创治疗的潜力在医疗场景中显示出重大的远景。。。。 。在实现清静、适用和自动化操作的历程中，，，，，，，，微型机械人的跟踪和控制是毗连实验室基础研究和临床应用的桥梁，，，，，，，，然而机械人的小尺寸使得集成传感器、执行器和控制器变得难题，，，，，，，，需要外部装备来提供机械人的状态反响并爆发驱动所需的磁场。。。。 。因此，，，，，，，，磁场驱动系统、微型机械人和体内跟踪装备之间的整合是包管机械人完成诊断和治疗历程中至关主要的一步。。。。 。文章总结了小标准机械人体内成像定位系统及磁场驱动系统的特征和手艺蹊径，，，，，，，，并讨论了系统间的整合战略，，，，，，，，提出了驱动-感知集成战略的评价标准。。。。 。别的，，，，，，，，文章还讨论了机械人与人类医生在手术中的相助模式，，，，，，，，探讨了该领域的主要挑战以及潜在远景。。。。 。
综述重点内容
作者在文章中讨论整合医疗影像及追踪装备的磁场驱动系统设计计划、手艺蹊径、性能特征及应用案例，，，，，，，，面向特征尺寸小于20 mm的磁驱动微型智能装备（如磁驱动胶囊内窥镜、磁指导导丝导管、磁驱动微纳米机械人及集群等）在医疗应用场景下的驱动及控制（图1）。。。。 。其中，，，，，，，，机械人的实时状态和情形信息通过成像和定位装备举行监控。。。。 。磁驱动系统爆发所需的磁场来控制机械人执行种种使命的运动。。。。 。系统集成战略将机械人状态反响与驱动磁场相团结，，，，，，，，形成控制闭环，，，，，，，，配合外科医生完成手术操作。。。。 。
图1 磁驱动微型机械人系统的要害要素，，，，，，，，包括微型机械人、成像和定位要领、磁驱动系统和系统集成战略。。。。 。
作者对系统内各模？？？？？？？榛志傩辛俗芙峒捌饰觥。。。 。在成像及定位装备方面，，，，，，，，作者对多种成像及定位要领依据装备形式举行分类，，，，，，，，并对其性能参数及特征举行了总结。。。。 。在磁驱动系统方面，，，，，，，，作者总结了目今已针对微型机械人的驱动控制完成可行性验证的多种磁驱动系统，，，，，，，，剖析其设计计划、系统建模及手艺特征，，，，，，，，将其分为牢靠式系统及可移动式系统举行了讨论。。。。 。唬唬 ；；谝陨献芙幔，，，，作者提出了驱动-感知整合的总体手艺框架（图2），，，，，，，，详细讨论了多种种别成像系统与磁驱动系统的整合战略。。。。 。
图2 系统驱动-感知链路整合总体框架。。。。 。
作者扑面向临床场景的成像追踪与磁驱动系统集成战略举行了案例剖析（图3(a)-(f)），，，，，，，，提供了X光成像、光学成像、超声成像及传感器追踪等成像追踪方法与多种磁驱动装备的整合案例，，，，，，，，并完成了微型机械人磁驱动的体内、体外可行性验证。。。。 。同时，，，，，，，，作者总结了针对操作自动化水平、人机操作优先级、事情空间内协同避障等问题举行研究的相关事情，，，，，，，，敌手术历程中的人机协同举行了探讨。。。。 。
图3 面向医疗应用场景的系统集成战略代表性案例剖析。。。。 。
文章总结了面向自动化手术的微型机械人驱动-感知系统集成解决计划，，，，，，，，讨论了在磁驱动系统、成像追踪系统和微型机械人之间的整合框架。。。。 。同时，，，，，，，，文章在人机协同、医疗场景设计优化、体内重大情形感知、体内机械人稳固精准控制、微型机械人功效化方面临该领域的主要挑战及生长远景举行了剖析和展望。。。。 。
作者简介
文章通讯作者俞江帆教授是香港中文大学（深圳）理工学院助理教授、医学院客座助理教授、校长青年学者、优德官网（优德官网）微纳机械人研究中心主任。。。。 。他主持国自然、科技部、广东省、深圳市的多项人才及科研项目，，，，，，，，是国家高条理青年人才、国家重点研发妄想青年首席科学家、中国微纳手艺学会微纳米机械人分会及微纳执行器分会理事。。。。 。
俞教授的研究主要集中在微纳米机械人和医疗机械人领域，，，，，，，，包括其质料设计、基础理论建模、优化驱动控制、及对口生物医学应用。。。。 。俞教授至今揭晓了50余篇顶级期刊及聚会文章，，，，，，，，1本专著、1本编著及多个书目章节。。。。 。揭晓文章包括Science Advances、Nature Communications、IJRR、T-Ro、T-Mech、和ACS Nano等，，，，，，，，数篇期刊论文被ESI收录为高引用论文，，，，，，，，并被Science、Nature、CNN等国际机构报导。。。。 。俞教授获得了多个有影响力的奖项，，，，，，，，包括IEEE 3M-NANO Rising Star Award（2023）、 IEEE RCAR Best Paper Finalist（2023）、吴文俊人工智能科技奖自然科学奖二等奖（2022）、百度全球华人AI青年学者（2022）、福布斯30 under 30（2021）、Nature Communications评选的物理学50强文章（2018）、T-Mech最佳论文奖入围（2019）、香港青年科学家入围奖（2018）等。。。。 。他担当 IEEE RA-L及多个国际聚会的编委，，，，，，，，以及包括Science Robotics，，，，，，，，Science Advances，，，，，，，，TRO，，，，，，，，TMECH在内的多个顶级期刊和聚会的审稿人。。。。 。
文章第一作者杜星洲博士于2021年取得香港中文大学博士学位，，，，，，，，于同年加入优德官网，，，，，，，，任助理研究员，，，，，，，，研究课题包括微型机械人集群的理论剖析及驱动要领、用于微型机械人的磁驱动系统设计建模及优化驱动算法、整合医疗超声成像反响的磁驱动系统基础理论以及医用超声成像指导下的微型机械人血管情形磁导航等。。。。 。杜星洲博士共揭晓国际期刊、聚会文章二十余篇，，，，，，，，包括Nature Communications、Science Advances、IEEE Transactions on Robotics、Advanced Materials、ACS Nano、IEEE/ASME Transactions on Mechatronics等高水平国际期刊。。。。 。以第一作者或配合第一作者揭晓文章8篇，，，，，，，，包括顶级机械人领域期刊IEEE Transactions on Robotics一篇，，，，，，，，顶级机电领域期刊IEEE/ASME Transactions on Mechatronics一篇，，，，，，，，顶级纳米类期刊ACS Nano两篇，，，，，，，，着名机械人领域期刊IEEE Robotics and Automation Letters一篇，，，，，，，，获授权美国专利两项，，，，，，，，以第一作者身份在国际聚会IEEE International Conference on Advanced Robotics and Mechatronics (ICARM) 2020中获得Toshio Fukuda Best Paper Award in Mechatronics奖项。。。。 。杜星洲博士担当多个顶级期刊和聚会的审稿人，，，，，，，，包括ACS Nano、IEEE Robotics and Automation Letters、Scientific Reports、ICRA、IROS和ICARM等。。。。 。
