港大新兴技术研究所,以“宏纳双核”架构重定义机器人技术
在香港大学的实验室里,机器人的定义正在被重写。传统的刚性、局限于工厂的金属框架已成过去。取而代之的是,由港大工程学院席宁教授领衔的团队,正在其新兴技术研究所构建一套从纳米级微观操纵到宏观人体增强的全尺度技术架构。这种“宏微双核”方法并非纸上谈兵,它已经在医疗、先进制造、生命健康和公共安全领域带来了切实的解决方案。
跨越宏观与微观的界限
基于此前已成功应用于“可穿戴软体机器人”(行动助力)的剪切增稠胶(STG)人造肌肉技术,席宁教授团队正将这一突破进一步延伸至智能假肢与机器手领域。通过柔性“肌丝”捕获并学习人体肢体的运动力学特征,这些“肌肉记忆”可无缝将人类技能迁移至机器人手,使肢体障碍人士能够以极具自然度的动作恢复手部功能。
与此同时,实验室亦将视野拓展至更广阔的老龄化干预与体能训练场景。团队不仅搭建了覆盖老年人“评估-防护-锻炼”的综合测评平台,通过三维力台实时感知足底剪切力与体态微动晃动,提供动态刚度补偿;更联合香港体育学院推出了全新的 I-Exercise 智能体能训练机器人。该系统结合 AI 大模型与数字孪生(Digital Twin)技术,突破了传统重力片抗阻的限制,可提供多向自由度的精准动态阻力控制,目前已正式服务于中国香港奥运代表队运动员的科学化训练。
纳米机器人为芯片与生命“切诊”
在半导体制造中,光刻掩膜版修复是一项关键任务。随着制程推进至数纳米级别,掩膜版上极微小的尘埃杂质或缺陷即可导致整版晶圆报废。传统清洗流程需 1 至 2 小时,而团队开发的纳米机器人通过吸附、推挤或物理刮除的方式,能在 10 分钟内精准清理掩膜表面缺陷,极大降低了晶圆代工与芯片制造的研发成本。
在生物医药领域,研究所正与港大医学院及玛丽医院展开深度合作。在辅助生殖技术中,早期受精卵分泌的标记蛋白质极少(通常仅为皮克级)。研究所的纳米机器人系统将液体中蛋白测量的灵敏度提升至 1 皮克级别,使医生能够准确评估胚胎的发育潜能与着床成功率,实现高精度的健康胚胎筛选。
高危环境下的安全与可达性
研究所的科研成果同样惠及高危工业环境。针对煤矿、建筑高空吊装等场景,团队开发了“基于事件”的网络通信控制协议,并集成至专用路由器中。该系统能自动校验网络延迟与现场环境突变,避免因传输时延造成的误操作风险,使操作员在办公室即可实时安全操纵千公里以外的重型机械。目前该技术已与中国煤科等龙头企业建立联合实验室并推动产业落地。
此外,自适应紫外线消毒机器人与厕所自动化清洁机器人已部署于大围养老院、玛丽医院及香港国际机场等公共场所,为公众提供更安全的空间。
正如席宁教授所指出的,机器人本质上是一种“使能技术”。通过在学术前沿突破机理瓶颈,并同步联通本地医疗机构、国际高新技术企业与传统工业巨头,港大新兴技术研究所正将这些多尺度、跨领域的科研成果转化落地。