具有无线传感与控制才能的智能微型体系，被认为是推进生物医学使用的重要方向。但在毫米甚至更小标准上，传感与驱动往往相互“打架”，使体系难以一起做到小型化、安稳和高功能。近期发表于《科学•机器人学》期刊的一项研讨提出了新的解决计划。
华中科大臧剑锋、唐翰川团队联合港中文张立团队提出微机器人传感器“Robotic Sensor”计划：将嵌入式超声软传感器（EUSS）与磁驱微型机器深度一体化，并在机体上规划机载换能单元（onboard transducers）。体系依托无源超声通讯合作外部磁场，完结对力、振荡、黏度、温度等要害参量的无线检测与调控；在兔/猪模型中进一步展现了闭环控制、精准给药、在体监测的可行性。论文以“Miniature magneto‑ultrasonic machines for wireless robotic sensing and manipulation”为题，发表于Science Robotics。论文通讯作者为华中科技大学臧剑锋教授、唐翰川副教授及香港中文大学张立教授，榜首作者为香港中文大学博士生刘旭睿与华中科技大学唐翰川副教授。
在毫米或许更小标准，要把磁驱、安稳的通讯和高活络的传感装进同一台微机器，会呈现多重控制：
把超声软传感器直接做成微机器结构的一部分，让它既是环境接口也是读出端口。
在水槽模仿软安排展开视点与频谱表征：试验设备见图2A。法向入射回波峰≈6.13 MHz；θ=0°时随φ改动根本不变（图2B）；θ增至15°呈现十分显着视点依靠，法向幅值最大（图2C），±θ谱形对称（图2D）。结合成像与频率映射，EUSS在不同模量资料中坚持≈6 MHz选择性反射（图2E–G），10 cm及猪离体安排内可安稳通讯。循环加载显现频移随应变2–20%单调改动（图2H、2I）；在5%预载下，0.1%/0.2%应变亦能引起频偏（图2J）。
临床夹持器广用于取样与操作，但缺少力反应，夹持过大易致并发症；而在毫米标准，将无线力传感与磁驱一体化又很困难。作者构建集成双EUSS的磁软夹持器（图3A）：铁磁软聚合物完结无线磁驱，触摸时EUSS适应形变并以超声频移读出受力，标定活络度6100 Hz/mN、分辩率61.3 μN（图3D）。在超声引导下完结对3 mm鲑鱼卵的抓取—提高—开释，力一直受控（图3B–C）。进一步面向脑安排等场景，提出带EUSS的螺旋型磁机器人用于搏动振荡感知与反应导航（图3E）。在软安排仿体中，远离血管频移Δf10.005 MHz，接近时Δf20.04 MHz，供给安全间隔指示并辅导改动途径（图3F–G）。
精准控释与剂量监测是药物投递的中心难题，尤其在无线的小标准场景。作者提出机械呼应型胶囊机器人：储液腔（≤150 μL、双50 μm微孔）+磁嵌活塞+EUSS软条（图4A）。外磁场推进活塞紧缩腔体，使近不可压液体被定量推出，一起拉伸EUSS并发生回波频移Δf，完结“边开释、边计量”（图4B）。在猪胃离体模型中完结翻滚导航与定点开释（图4C），频移呈阶梯信号，可反演单次开释体积V1–V5≈2.98、1.86、0.735、0.655、0.618 μL（图4D）。在兔胃体内，X线+超声双模引导定位（图4E–G），三次剂量简直共同（4.49、4.91、4.53 μL），并可扩展至更大剂量调控（图4H，图S29）。依据成果得出该渠道兼具无线控制与精准剂量感知，适用于在体靶向投递。
体液黏度与多种疾病严密相关，但现有监测多侵入、难以长时间原位。作者提出黏度计微机器人：由振荡片-EUSS-支撑/底座组成（图5A），在旋转磁场下振荡，流体黏滞阻尼使EUSS发生周期拉伸并引起超声频移Δf（图5B–C）。标定标明在1–8 mPa·s规模，目标Δf1-Δf2随黏度升高单调减小（图5D）。在猪模型中，经导管将机器人置入胃部，透视、内镜与超声联合定位（图5E–H），注入PBS/7 mPa·s模仿胃液与血液后，体系可在数秒内实时读出黏度改动（图5I）。
热疗与炎症监测亟需实时温度读数，缺少反应易致穿孔等并发症。作者提出“磁温度计机器人”，由EUSS、螺旋双金属片与磁驱加热端组成（图6A）。气温改动致双金属各向异性胀大，牵引EUSS发生超声频移Δf，无线测温；同一结构亦可受RF加热用来治疗（图6B–D）。体系在30–60°C安稳作业，55°C时Δf≈0.451 MHz，活络度≈1200 Hz/°C、分辩率≈0.31°C（图6C）。在猪肝离体融化中，频移随加热/冷却呈可逆曲线E–G）。在猪体内，机器人经定位进入胃部，三次10 s RF加热，超声持续读出36–38°C动摇（图6H–J）。渠道完结“感知+加热”一体化，为安全热融化供给闭环支撑。
微型机器要“能感能控”，长时间受制于小型化、时空分辩率、通讯间隔与传感-驱动互扰等难题。本研讨将嵌入式超声软传感器（EUSS）与磁驱微型机器深度耦合，构建无线传感渠道，可检测并调控力、振荡、黏度、温度等信号，在体外/在体完结微操作、靶向给药与生理监测验证。EUSS稳健小型、应变分辩高、通讯深化，一器多用（传感/处理/天线），与执行器同体集成且不降功能；经过调整振荡片、双金属尺度等结构参数可扩展量程与活络度，并可持续缩小传感/换能单元。该渠道为微型机器引进“本体感知+外界感知”为微型机器在医学使用的开展供给新的思路。
