早在1959年，物理学诺贝尔奖得主费曼先生就曾经说，他有一个幻想，如果我们能够吞下一个外科医生，那么很多复杂的手术可以变得很有趣、很简单。当时对他来说，只是一个想法，希望把它留给我们来实现。十年后的1966年，美国人把它拍成了一个电影。故事的内容是一名苏联科学家逃到美国，因为他的脑血管遭到间谍破坏而命在旦夕。
然后大家想到了一个办法，把5名医生缩小到只有百万分之一那么大，再把他们注射到苏联科学家的血管里。这5名外科医生在他的体内经过了一系列的冒险，打怪升级，最终找到出血点，成功挽救了科学家的生命。
其实，我们不能真正把一个外科医生变小，只能考虑，是不是可以做一些小的机器人，让它代替缩小的外科医生在我们体内做手术。做这种微小的机器人，会面临着很多挑战，首先就是怎么让它在体内动起来，怎么能让它在体内按照我想要的路径行动，怎么适应体内复杂的环境。这个概念一直沉静到21世纪初，才有科学家完成了一些微型机器人的制作。也许微型机器人和我们常见的人形机器人是有非常大的区别。
微型机器人不过是几个颗粒，一个螺旋管，一条尾巴，怎么能叫机器人呢？其实机器人有最重要的三要素：感知、运动和决策。它可以感知周围的环境，可以执行一些运动和做出一些决策，只要满足这个三要素，就可以被叫作机器人。比如说我们熟悉的机器人通常有两个摄像头作为眼睛感知环境，胳膊和腿执行一些运动，还有一个中央处理器作为它的大脑进行决策。
那么我们来看看微型机器人是否具备这三个要素。首先，我们就从最重要的，怎么能让微型机器人动起来讨论。其实，这并不容易，因为在微观世界里，很多物理定律与在宏观世界里不一样。诺贝尔物理学家Purcell在1976年提出了所谓“扇贝定律”，即像扇贝一样的往复运动，在微观世界里无法造成有效位移的。
根据这个原理我们制造出来第一种仿生机制人——螺旋型机器人，让它想办法转起来高效地走。第二种方式就是精子柔性振动，它有一条很长的尾巴，然后通过拍打自己的尾巴，形成柔性振动。这种方式让我们制造出了第二种仿生微型机器人，就是想办法让它振荡起来，带动它的尾巴，形成一个高效的运动。
我们可以给微型机器人附上磁。所有带磁的物体在梯度磁场的作用下，都会形成拉力。所有带磁性的物体在匀强的磁场下，都会受到转动力，让它向着的磁场方向和它磁场方向同向。那么如何产生匀强磁场？我们一般用亥姆赫兹线圈，就是说有一对同样的线圈，它们的扎数相同，电流方向相同，然后它的距离和它的半径是相等的，这样它就可以在它的轴向产生匀强磁场。
之后，我们不满足于软体薄膜只做一个螺旋型的运动，我们想让它有多种多样的运动。比如把柔性振动加上，那么在振动场可以让它在地面上爬行；然后给它添加一个横着的振动场，就可以让它像水蛇一样游动；然后给它一个旋转场，就可以让它像轮子一样，在地面上翻滚起来；然后就是螺旋型运动。
其实人体内的环境很复杂，各种运动可以适合不同样的“地形”。比如说有一个很窄、很扁的缝隙，需要爬过去；若是很窄的通道，就需要摆着游过去；如果有一个斜坡需要上台阶，就需要让它变成像轮子一样，滚上去；如果有一个很高的障碍，就可以使用螺旋型，像放风筝一样飞起来。
回到医学应用里，微型机器人可以作为药物的载体，直接载着药在人体内把药物送到它需要的地方，即靶向治疗；它可以作为手术的携带者，到人体器械去不到的地方进行探寻和采样，采集医生想要的样本；也可以直接作为一个手术实施者，比如说在血管里，把血栓溶碎，然后带出来，可以直接解决血栓的问题。
有了微型机器人，我们就可以把微型机器人注射到堵塞部位的附近。它可以自动找到血管栓塞的部位，使用携带溶栓的药把栓塞化掉，然后把栓塞带出来，这样的话疾病就可以从根本上完全治愈了。我们就一起期待这一天可以早一点到来。