香港中文大學機械與自動化工程學系團隊公布AI磁追蹤技術,目標是在磁場驅動下,為毫米級無線磁性機械人提供實時定位與閉環導航。
這項研究已刊於2026年《Science Robotics》第11卷第118期;校方則於2026年9月24日對外介紹成果,兩者並非同一時間點。
它回應的不是「機械人做得多小」的展示問題,而是微型醫療機械人要走向臨床前,最難跨過的導航瓶頸之一:進入血管、膽管等狹窄通道後,操作者如何持續知道它的位置。
沒有電線,也沒有GPS,毫米級醫療機械人在人體內移動時,要知道它在哪裡,靠的不是衛星訊號,而是體外磁場、磁訊號感測與演算法的結合。香港中文大學機械與自動化工程學系團隊最新公布的做法,是在驅動微型機械人的同時同步追蹤其磁訊號,再交由AI模型即時估算位置,並把定位結果回送至控制系統,形成所謂的閉環導航。
這個回答看似技術性,實際上卻直指微型醫療機械人離臨床最現實的障礙。把機械人做小、做得能動,固然重要;但若一進入體內就只能「大概知道方向」,醫師便難以在血管分支、膽道彎曲處或脊髓蛛網膜下腔這類狹窄空間中安全操作。對臨床來說,不能可靠定位,就談不上精準導航,更談不上把診斷、給藥或局部治療交給這類裝置。
問題不在能不能動,而在動的時候看不看得見
中大於2026年9月24日發出的介紹指出,團隊開發的是一套AI驅動的磁追蹤平台,可在磁場驅動毫米級無線磁性機械人的過程中進行實時定位。按校方公開資料,研究目標鎖定的是血管、膽管與脊髓蛛網膜下腔等難以到達、空間狹窄且容錯率低的解剖區域。相關論文則已刊於《Science Robotics》2026年第11卷第118期。
這裡要分清兩層意思。第一,研究所解決的是「導航」中的關鍵一環,也就是讓操作者在驅動過程中不至於失去目標位置;第二,這不等於微型機械人已進入常規臨床手術。學術論文發表、動物模型驗證、工程系統成熟度、醫療器械審批與醫院實際部署,屬於不同層次的進展,不能混為一談。
校方資料提到,系統在生物組織內可達毫米級定位精度,穿透深度可至10厘米,並已在大型動物模型中驗證,讓微型磁性機械人在山羊的膽管與脊髓蛛網膜下腔內導航。這些訊息的重要性,不在於替未來人體治療背書,而在於顯示研究已從單純桌面環境、透明流道或理想化模型,往更接近臨床場景的條件推進,包括在有磁干擾的非屏蔽環境中運作。
為何定位這麼難:磁場既是引擎,也是干擾源
無線磁驅微型機械人的吸引力,在於不必把電源、馬達或長導線直接放進人體深處,而是由體外磁場遙控推動。問題也正出在這裡:同一個磁場既負責讓機械人前進、轉向或變形,也會讓外界更難乾淨地讀出它本身的磁訊號。再加上人體組織遮蔽、體內通道彎曲,以及臨床環境原本就存在的磁干擾,定位難度遠高於實驗室裡看著顯微鏡操作。
如果把這件事想像成室內定位,微型機械人在人體內就像進入了一座沒有衛星訊號、牆壁厚重且路徑複雜的大樓。醫師不能只知道它「大概還在這一層」,而是要知道它離分支口多遠、是否偏離路徑、會不會頂到管壁。所謂閉環導航,正是把「我以為它在那裡」變成「系統持續回報它現在就在那裡」,讓控制能夠根據實際位置而不是單靠預設路徑來修正。
這也是為何這項研究值得關注的焦點,不是尺寸本身,而是把定位和驅動同時放進同一個系統裡。過去不少微型醫療機械人研究已證明,外部磁場可以讓裝置前進、滾動、游動或群聚,但一旦進入不透明、生理條件複雜的環境,真正限制應用的往往不是「動不了」,而是「看不準、跟不上」。
從超聲波到光學成像,中大團隊一路在補導航短板
把這次成果放回中大團隊近年的研究脈絡,會更容易看出它的意義。張立團隊過去曾使用超聲波、多普勒成像、內視鏡輔助與雷射散斑對比成像等方式,嘗試追蹤或引導不同類型的磁性微型機械人與微機械群。這些方法各有場景優勢,例如超聲波具備即時性,內視鏡適合消化道等可達區域,光學訊號則有助於特定條件下的路徑辨識。
但這些路徑也說明了同一件事:微型機械人要真正走向臨床,不是找到單一「萬能影像」,而是持續降低追蹤條件的限制。新的AI磁追蹤方案之所以受到注意,正在於它把焦點從「靠另一套大型影像設備盯著看」部分轉向「能否直接利用磁訊號本身做穩定定位」。若這條路能成立,代表未來在某些深部、狹窄且不易持續依賴傳統影像的環境中,導航系統可能更有機會縮短反應鏈。
不過,這並不表示磁追蹤會取代現有醫學影像。臨床上,導航通常不是單一訊號決勝,而是多種感測與成像互相校正。就目前公開資訊而言,這項研究更像是為微型機械人的「體內定位層」補上一塊缺失已久的拼圖,而不是一次性完成整套臨床工作流程。
離常規醫療還有多遠:研究已前進,但門檻沒有消失
對醫院與產業而言,真正的問題不是一篇論文能否證明概念,而是這套系統能否在不同病灶、不同體型、不同組織條件下穩定工作。血流速度、膽道幾何、呼吸與心跳造成的動態變化、周邊器械帶來的電磁干擾,甚至機械人材質與尺寸差異,都可能影響定位與控制表現。這些變數是否能在更複雜條件下保持一致,仍需要更多驗證。
此外,即使導航能力提升,也不等於治療效果已被證明。微型機械人最終若要承擔送藥、抽樣、打通阻塞或局部操作等任務,還涉及生物相容性、停留時間、回收與降解、誤入分支後的風險處置,以及整個系統的醫療器械監管路徑。換句話說,定位是必要條件,但不是充分條件。
因此,這項研究真正改變的,不是「明天就能用機械人在人體裡做常規手術」,而是把長期困擾這個領域的盲導航問題往前推了一步。它讓外界看到,微型醫療機械人的競爭核心,正從早期的形狀設計與運動展示,轉向更接近醫療現場的系統能力:能否被看見、能否被持續追蹤、能否在偏差出現時立即修正。對香港乃至整個微創醫療機械領域來說,這比單純展示一個更小的機械人,更接近臨床轉化真正需要回答的問題。
