3月22日，2025浦江創新論壇-前沿與交叉創新專題論壇生物混合機器人專場在華東師范大學舉行。這是浦江創新論壇首次聚焦“多學科交叉驅動生物混合機器人技術突破--從實驗室到產業化的跨越”主題。

在會議主題報告環節，與會專家學者圍繞細胞機器人、動物機器人、羽翼式飛行機器人、類彈簧游泳機器人等生物混合機器人范式，以及人工肌肉、微納米機器人控制、片上腦機接口、感驅一體化設計等相關領域關鍵技術展開介紹，并從驅動技術、感知系統設計、微生物控制、新材料等方向展望發展趨勢。

圓桌討論中，專家討論認為，作為典型的前沿交叉領域，生物混合機器人突破傳統仿生學框架，通過有機整合生物組織、柔性材料與智能算法，在環境適應性、能量轉化效率及類生命行為表達等方面展現出獨特優勢。

上海市科學技術委員會副主任屈煒

上海市科學技術委員會副主任屈煒在會議上表示，上海正加快開展未來產業全鏈條布局，圍繞細分賽道出臺相關培育方案。多學科跨界交叉研究為科技與產業創新不斷帶來變革性突破和全新發展機遇。生物混合機器人是生命科學、工程學、材料科學、計算機科學等多學科深度交叉的前沿領域典型代表，可以充分發揮生物系統和軟硬件的互補優勢。

華東師范大學副校長施國躍表示，華東師大將持續關注生物混合機器人技術的發展，為這一領域的前沿探索和產業化應用貢獻力量。

生物混合機器人（biohybrid robots）是生物與非生物的融合，其中生物材料組件和非生物材料組件分別承擔結構、執行器、傳感器和控制器等功能，有望在腫瘤治療、搜索救援以及環境監測等領域進行應用。

“哪些場景是必須使用（Must have）生物混合機器人，而非nice to have（現有技術的一個優化或替代）？”復旦大學材料科學系青年研究員崔繼齋在圓桌討論中提問。

天津大學生命科學學院教授王漢杰。周澤洋 圖

天津大學生命科學學院教授王漢杰舉例稱，腸道中大量生物標志物的半衰期都非常短，很快就消失掉了，所以必須原位檢測。利用生物混合機器的理念，把整個核酸檢測儀器（PCR儀）做成智能化細胞傳感器，可以實現在腸道內進行原位檢測。

上海交通大學分子醫學研究院/癌基因與相關基因國家重點實驗室研究員劉盡堯表示，目前，治療性納米顆粒的利用度極低，到達靶向位置的量非常少。但是活細胞機器人可以到達靶向位置，并且能夠持續不斷地原位合成。

在會議上，華東師范大學教授葉海峰介紹，他所在的實驗室開發了一系列光控基因表達系統工具，比如通過特定波長的紅光可以控制胰島素的釋放。通過與信息工程技術交叉，可以實現通過手機APP超遠程控制移植在小鼠體內的光響應的工程化細胞去釋放胰島素，實現超遠程控制降血糖。該實驗室目前正在研發以微生物為底盤的益生菌藥物，以及基因治療載體藥物，希望推動活體藥物向更智能方向發展。

崔繼齋青年研究員分享了“微納機器人的變形控制”。他的研究興趣起源于1966年的科幻電影——《奇異的旅程》：一群科學家乘坐潛水艇，經過射線的照射后變得非常小，可以在人體血管和組織中穿行。這群科學家乘坐潛水艇進入人體大腦，經歷了一場冒險。

崔繼齋所在的實驗室利用微納折紙技術和剪紙技術，構建出微納機器人，并基于光波、磁力或溫度變化來驅動機器人，最終實現復雜生物醫學應用。

上海交通大學微納電子學系副教授劉清坤所在的實驗室基于集成電路賦能的智能微納米機器人技術，制成只有半毫米大小的機械臂，可以對微米尺度的細胞團進行抓取，有望應用于病理采樣等領域。

浙江大學教授鄭能干介紹了利用感知運動的神經機制來調控昆蟲、大鼠和果蠅幼蟲運動行為的研究進展。

天津大學教授李曉紅介紹了片上腦機接口系統。她表示，美國哲學家、數學家與計算機科學家希拉里·懷特哈爾·普特南（Hilary Whitehall Putnam）1981年在一本書里面提出設想，將人的大腦取出來，放在一個充滿營養液的缸中，用電極和大腦的神經末梢連接，再與外部計算機進行連接。那么，計算機可以向這個“缸中之腦”輸入視覺、聽覺、嗅覺等感覺信息，讓“缸中之腦”覺得還活在這個世界上，還能夠在陽光下進行散步等。而片上腦機接口就是將體外培養的大腦和電極芯片耦合，形成一個片上腦，然后通過編解碼技術和刺激、反饋系統，與外界進行信息交互。李曉紅教授表示，片上腦系統的核心是干細胞形成的類腦器官，可以開發片上腦的再生潛力，也為腦損傷修復提供了新研究策略。此外，它形成了成熟的神經網絡，有智能的基石，可以開發它的智能。