5、从个性化护理到疾病诊断：机器人助手与深度学习在医疗和气象领域的应用

从个性化护理到疾病诊断：机器人助手与深度学习在医疗和气象领域的应用

1. 机器人助手在癌症治疗中的应用与挑战

在癌症治疗领域，由于癌症具有高度异质性，仅从少量样本收集的信息对癌症患者的治疗效果不佳。而且在实际治疗中，除了靶向药物，还会向患者注射其他化疗药物，但如何用其他药物处理癌细胞仍是自主药物注射检测中的重大研究问题。

近年来，研究人员正在设计用于自主生物医学应用的微型或纳米机器人。在微观层面，利用人工智能技术构建机器人，执行诸如微电机、超声推进系统、磁推进系统和电泳系统等应用；在纳米层面，则利用分子设计生物机器人，例如利用细胞的 DNA 设计传感器，利用肌动蛋白 - 肌球蛋白分子作为执行器。

然而，目前仍存在一些研究差距：
- 纳米操纵器诊断的单细胞无标记物理信息与临床中发现的细胞功能的无控制变化之间存在差距。为解决这个问题，需要规范临床中机器人测量样本制备的标准程序，并确定正常细胞和癌细胞的阈值。
- 肿瘤是由与癌细胞相关的微环境共同进化形成的，微环境在决定癌细胞行为方面起着重要作用，但确定这种癌细胞微环境对临床药物有效性的影响仍是一个巨大挑战。
- 虽然细胞形成癌症的机械行为已很明显，但涉及癌症形成的分子的潜在基本机制仍未知，这也为确定癌症生长的细胞行为带来了另一个重大研究挑战。

为应对上述挑战，在个性化药物治疗中使用微型或纳米自动化技术显得尤为重要。目前，人工智能和机器人自动化在医疗行业有了显著发展，各种虚拟机器人在患者中变得流行，不同的专科医院开始利用计算智能技术构建自己的个性化药物治疗方案。引入微型或纳米机器人来捕获和处理单个癌细胞是生物应用中的热门研究领域，但开发用于单个癌细胞治疗的完全自主机器人仍然是一个巨大挑战