人们常说科技在进步，一切都在变得越来越小（电视除外）。自问世以来，手机、电脑、电器等都在缩小，这得益于更好的设计和制造技术，实现了更微小的组件。
但一些科学家正将这一理念推向极致，最终目标是将技术带入一个全新的前沿：我们身体的内部。虽然心脏起搏器、动脉支架等已司空见惯，但医学研究人员 long 以来一直梦想着制造出微小到可以在血液中游动的设备，从而为治疗和诊断开辟全新的可能性。这类机器人尺寸将小于一毫米，甚至常常小得多。例如，纳米机器人领域的产品尺寸在十亿分之一米量级。
上了年纪的人可能还记得 1966 年的电影《神奇旅程》，其中一艘潜艇上的船员被缩小到微观尺寸，进入一位患病科学家的体内。年轻一代可能会想到动画儿童系列《神奇校车》，其中弗里泽尔老师将校车缩小到针尖大小，潜入一位不幸学生的血管。
虽然医学微型机器人领域不太可能出现真人，但这些科幻概念在一定程度上很好地说明了基本想法。微型或纳米级的微型机器人可以进入我们身体的内部结构，精准地执行医疗任务。小型机器人可以游过血管清除危险的堵塞物，或将抗癌药物直接输送到肿瘤。未来，就医可能不再需要手术，而只需服用药物并进行一些观察。
医生已进入……你的血液循环
纳米机器人领域的起源可以追溯到物理学家理查德·费曼 (Richard Feynman) 于 1959 年的一次演讲，他在演讲中设想了一个先进技术允许科学家物理操控构成物质的原子（构成物质的基本单位）的世界。这场题为“底部有的是空间：邀请进入一门新学科”的开创性演讲，探讨了人类可以制造出甚至看不见的机器的可能性。
尽管技术花了数十年才跟上，科学家们最终开始探索在机器人领域能够达到的最小尺寸。结果发现，确实可以做得非常小。如今，研究人员已经创造出了以纳米为单位的机器人，比红细胞还要小。
该领域的 first 篇论文发表于 1998 年，提出了一种人造红细胞的设计，该红细胞由钻石制成，据称能够向组织输送的氧气量是人类红细胞的 236 倍。
此后，科学家们开始着手解决医学微型机器人带来的独特挑战，例如如何为其供电以及如何防止身体将其摧毁。尽管我们尚未达到微型机器参与临床试验的阶段，但该领域可能已接近此目标。研究人员如今表示，他们能够在模拟条件下注入、供电和控制微型机器人。这些机器人看起来不像我们通常见到的机器——事实上，许多机器人几乎完全由微小的金属珠组成。但其潜在应用数量可能非常巨大。
机器人的新前沿
制造一个能在人体内移动的机器人意味着要应对普通机器人工程师所面临的挑战。首先，传统的电池和电机无法缩小到如此小的尺寸，因此工程师必须设计全新的供电和移动机器人方法。而在体内如此小的尺度下，重力不再重要；相反，微型机器人必须对抗血液的湍流，并应对静电力作用。对于一些非常小的机器人来说，布朗运动（由热能引起的随机运动）就足以干扰它们的运动。
许多研究人员从自然界寻求灵感。一些微型机器人使用基于细菌鞭毛的设计进行移动。另一些则完全借鉴了生物学，将机器与活细胞集成，创造出能在体内移动的赛博格式混合体。例如，一篇论文描述了通过将细菌附着在塑料珠上，将其用作微型马达。不同的微型机器人设计利用体内的酶或葡萄糖和氧气来获取动力。其优势在于，这类机器人基本上是在“自给自足”的燃料中航行。
在体内移动机器人的另一种方法是使用外部力量。一些科学家正在探索如何使用磁场来移动体内的金属珠。一个团队报告说，他们可以通过这种方式控制一整群微小球体，以各种配置移动，有可能操纵它们通过身体的内部管道到达目标。另一组研究人员将微小的金属珠与干细胞结合，然后能够将它们通过狭窄的通道（充当血管）移动。
逼近医学微型机器人
随着研究人员朝着在人体内实际使用他们的微型机器人的方向迈进，他们已经测试了一系列潜在的应用。微型医疗机器人可以靶向输送药物，从而提高有效浓度，同时减少其他部位的副作用。医学微型机器人还可以将抗癌药物，如放射性物质，直接输送到肿瘤，选择性地杀死癌细胞。它们可以清除动脉壁上的危险斑块，预防心脏病发作，或作为支架帮助神经或血管再生。
在又一步进展中，中国的一组研究人员报告说，他们能够制造出能够穿过血脑屏障的微型机器人。他们用一种磁性纳米凝胶携带药物，并用大肠杆菌的膜对其进行包覆。当他们将隐藏的纳米凝胶注入小鼠体内时，小鼠免疫系统中的一种名为中性粒细胞的细胞吞噬了纳米机器人，误将其视为入侵的细菌。然后，研究人员能够利用磁场在小鼠体内移动携带纳米机器人的中性粒细胞，最终穿过血脑屏障进入大脑。该团队认为，这项技术有一天可用于治疗脑肿瘤。
迄今为止最小的医疗机器人来自德克萨斯大学圣安东尼奥分校的研究人员。这些纳米复合颗粒尺寸仅为 120 纳米，可以通过磁场控制，而且尺寸足够小，研究人员表示它们可以用于推动单个细胞。尽管这一用例尚未实现，但它可能很快就会到来。但它包含着费曼最初操纵我们世界基本构成单元的愿景的曙光。正如当时一样，底部仍然有的是空间。
