微纳米机器人，微型机器人，微纳米操作。

焦念东博士承担了国家自然科学基金联合基金重点项目、面上项目、国家重点研发计划、稳定支持青年团队计划等项目，发表论文60余篇，申请专利10余项。围绕小尺寸机器人从毫米级、微米级到纳米级机器人开展了一系列研究，在磁驱动毫米机器人、光驱动毫米机器人、热驱动毫米机器人、气泡微米机器人、细胞微米机器人、混合驱动纳米机器人等方面取得了具有重要科学意义和医疗应用前景的研究成果。相关成果发表在Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano, IEEE Transactions on Robotics, IEEE-ASME Transactions on Mechatronics等国际知名期刊。

   

081102-检测技术与自动化装置
081104-模式识别与智能系统

微纳米机器人
微型机器人

2002-09--2008-07   中科院沈阳自动化研究所   硕博连读/博士学位

研究生

博士

自博士毕业后一直留在中科院沈阳自动化研究所工作。在机器人学国家重点实验室 微纳米机器人课题组开展微纳米机器人的相关研究工作。

课题组网址：http://www.sia.cas.cn/nanolab/

研究方向：http://www.sia.cas.cn/nanolab/yjfx/wxjqr/202109/t20210928_6216236.html

2021-01~现在, 中科院沈阳自动化研究所, 研究员
2010-01~2020-12,中科院沈阳自动化研究所, 副研究员
2007-06~2009-12,中科院沈阳自动化研究所, 助理研究员

微纳米技术及微纳米机器人
纳米技术基础（理论及实验）

   

（1） 沈阳市领军人才, 一等奖, 市地级, 2024
（2） 基础研究奖, 一等奖, 研究所（学校）, 2023
（3） 中国科学院朱李月华优秀教师奖, 一等奖, 院级, 2023
（4） IEEE ROBIO 2022 最佳学生论文奖, 一等奖, 其他, 2022
（5） 2022年度中国科学院院长优秀奖（指导的博士生）, 二等奖, 院级, 2022
（6） 人才培养奖, 一等奖, 研究所（学校）, 2021
（7） 2021年度中国科学院院长特别奖（指导的博士生）, 一等奖, 院级, 2021

   

（1） Deep learning-based automatic control of magnetic diatom biohybrid microrobots for targeted delivery, IEEE Transactions on Robotics, 2025, 第 5 作者  通讯作者
（2） Catheter-Assisted Bioinspired Adhesive Magnetic Soft Millirobot for Drug Delivery, SMALL, 2024, 第 6 作者  通讯作者
（3） Kinematic Analysis of Multi-Section Opposite Magnetic Catheter Robots With Solution Multiplicity, IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING, 2024, 第 3 作者  通讯作者
（4） Cross-Scale Drug Delivery of Diatom Microrobots Based on A Magnetic Continuum Robot for Combined Chemical and Photodynamic Therapy of Glioblastoma, ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, 2024, 第 8 作者  通讯作者
（5） Dual-Responsive Nanorobot-Based Marsupial Robotic System for Intracranial Cross-Scale Targeting Drug Delivery, ADVANCED MATERIALS, 2024, 第 2 作者  通讯作者
（6） Novel Operation Mechanism and Multifunctional Applications of Bubble Microrobots, ADVANCED HEALTHCARE MATERIALS, 2024, 第 9 作者  通讯作者
（7） Position and orientation control of multisection magnetic soft microcatheters, IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, 2023, 
（8） Catheter-Assisted Bioinspired Adhesive Magnetic Soft Millirobot for Drug Delivery, SMALL, 2023, 第 6 作者  通讯作者
（9） Dual-Responsive Nanorobot-Based Marsupial Robotic System for Intracranial Cross-Scale Targeting Drug Delivery, ADVANCED MATERIALS, 2023, 第 2 作者  通讯作者
（10） Novel Concentric Magnetic Continuum Robot with Multiple Stiffness Modes for Potential Delivery of Nanomedicine, MAGNETOCHEMISTRY, 2023, 第 6 作者  通讯作者
（11） Multifunctional thermo-magnetically actuated hybrid soft millirobot based on 4D printing, COMPOSITES PART B-ENGINEERING, 2022, 第 4 作者  通讯作者
（12） Multistimuli-Responsive Hydroplaning Superhydrophobic Microrobots with Programmable Motion and Multifunctional Applications, ACS NANO, 2022, 第 4 作者  通讯作者
（13） Bubble-based microrobots enable digital assembly of heterogeneous microtissue modules, BIOFABRICATION, 2022, 第 8 作者
（14） A diatom-based biohybrid microrobot with a high drug-loading capacity and pH-sensitive drug release for target therapy, ACTA BIOMATERIALIA, 2022, 第 5 作者  通讯作者
（15） Review of Bubble Applications in Microrobotics: Propulsion, Manipulation, and Assembly, MICROMACHINES, 2022, 第 3 作者  通讯作者
（16） Kinematic Analysis of Multi-Section Opposite Magnetic Catheter Robots With Solution Multiplicity, IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING, 2022, 第 3 作者  通讯作者
（17） 微纳米机器人的最新研究进展综述, Review on the Latest Research Progress of Micro-Nano Robots, 机器人, 2022, 第 3 作者  通讯作者
（18） Detachable electromagnetic actuation system for inverted microscope and its function in motion control of microrobots, JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, 2022, 第 4 作者  通讯作者
（19） Superhydrophobic photothermal graphene composites and their functional applications in microrobots swimming at the air/water interface, CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, 2021, 第 3 作者  通讯作者
（20） Robotized algal cells and their multiple functions, SOFT MATTER, 2021, 第 4 作者  通讯作者
（21） A Magnetic Continuum Robot with Multi-Mode Control Using Opposite-Magnetized Magnets, IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS, 2021, 第 2 作者  通讯作者
（22） Superhydrophobic photothermal graphene composites and their functional applications in microrobots swimming at the air/water interface, CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, 2021, 第 3 作者  通讯作者
（23） Enzymatic/Magnetic Hybrid Micromotors for Synergistic Anticancer Therapy, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 2021, 第 5 作者  通讯作者
（24） A Flexible Magnetically Controlled Continuum Robot Steering in the Enlarged Effective Workspace with Constraints for Retrograde Intrarenal Surgery, ADVANCED INTELLIGENT SYSTEMS, 2021, 第 3 作者  通讯作者
（25） 毫米级潜艇形机器人在低雷诺数液体中的3D运动及微操作方法研究, On 3D Motion and Micro-manipulation of a Millimeter-scale Submarine-shaped Robot in Low Reynolds Number Liquid, 机器人, 2020, 第 4 作者  通讯作者
（26） Integrated Assembly and Flexible Movement of Microparts Using Multifunctional Bubble Microrobots, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 2020, 第 4 作者  通讯作者
（27） Photoresponsive Graphene Composite Bilayer Actuator for Soft Robots, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 2019, 第 2 作者  通讯作者
（28） Optimization of Protein-Protein Interaction Measurements for Drug Discovery Using AFM Force Spectroscopy, IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY, 2019, 第 6 作者
（29） An electromagnetic anglerfish-shaped millirobot with wireless power generation, BIOMEDICAL MICRODEVICES, 2019, 第 2 作者  通讯作者
（30） Target clamping and cooperative motion control of ant robots, BIOINSPIRATION & BIOMIMETICS, 2019, 第 2 作者  通讯作者
（31） 2D to 3D Manipulation and Assembly of Microstructures Using Optothermally Generated Surface Bubble Microrobots, SMALL, 2019, 第 3 作者  通讯作者
（32） Assembly and movement control of micro-objects in open chips using a single actuator, JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING, 2018, 第 2 作者  通讯作者
（33） Large-scale assembly and mask-free fabrication of graphene transistors via optically induced electrodeposition, CRYSTALS, 2018, 第 6 作者
（34） Locomotion of microstructures driven by algae cells, International Conference on Manipulation, Automation and Robotics at Small Scales (MARSS), 2018, 第 2 作者  通讯作者
（35） Characteristics Analysis for Nanosoldering with Atomic Force Microscope, NANO, 2018, 第 4 作者
（36） 3D-printed peristaltic microfluidic systems fabricated from thermoplastic elastomer, MICROFLUIDICS AND NANOFLUIDICS, 2017, 第 4 作者
（37） 微观世界里的特种兵——藻类细胞机器人, 科技导报, 2017, 第 1 作者
（38） A micromanipulator and transporter based on vibrating bubbles in an open chip environment, MICROMACHINES, 2017, 第 2 作者  通讯作者
（39） Programmable micrometer-sized motor array based on live cells, LAB ON A CHIP, 2017, 第 3 作者  通讯作者
（40） Automatic path tracking and target manipulation of a magnetic microrobot, MICROMACHINES, 2016, 第 2 作者  通讯作者
（41） Controlled regular locomotion of algae cell microrobots, BIOMEDICAL MICRODEVICES, 2016, 第 2 作者  通讯作者
（42） A rapid and automated relocation method of an AFM probe for high-resolution imaging, NANOTECHNOLOGY, 2016, 第 4 作者
（43） Fabrication of SWCNT-Graphene Field-Effect Transistors, MICROMACHINES, 2015, 第 2 作者
（44） Magnetic microrobot and its application in a microfluidic system, ROBOTICS AND BIOMIMETICS, 2014, 第 2 作者
（45） 面向AFM的纳米目标快速重定位方法, 中国科学: 技术科学, 2014, 第 4 作者
（46） Fabrication and characteristic detection of graphene nanoelectrodes, SCIENCE CHINA Technological Sciences, 2014, 第 3 作者  通讯作者
（47） Magnetic microrobot and its applicaton in microfluidic system, Robotics and Biomimetics, 2014, 第 2 作者  通讯作者
（48） Telemedicine Utilizing Integrated Microfluidic System for Insulin Detection, 2013 IEEE 3RD ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE ON CYBER TECHNOLOGY IN AUTOMATION, CONTROL AND INTELLIGENT SYSTEMS (CYBER), 2013, 第 5 作者
（49） Atomic force microscope deposition assisted by electric field, 2013 2nd International Conference on Micro Nano Devices, Structure and Computing Systems, MNDSCS 2013, 2013, 第 2 作者
（50） 机器人化微纳操作研究进展, 科学通报, 2013, 第 5 作者
（51） 基于AFM的纳米线沉积加工方法, 科学通报, 2013, 第 2 作者
（52） Nanodot deposition and its application with atomic force microscope, JOURNAL OF NANOPARTICLE RESEARCH, 2013, 第 2 作者
（53） A Current Assisted Deposition Method Based on Contact Mode Atomic Force Microscope, 2013 IEEE 3RD ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE ON CYBER TECHNOLOGY IN AUTOMATION, CONTROL AND INTELLIGENT SYSTEMS (CYBER), 2013, 第 2 作者
（54） 基于数控雕刻机的微流控芯片制作方法, 微纳电子技术, 2013, 第 3 作者
（55） Modification of zigzag graphene nanoribbons by patterning vacancies, ACTA PHYSICA SINICA, 2012, 第 3 作者
（56） Analysis on 3-dimensional spatial electric field of AFM based anodic oxidation, 7th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, NEMS 2012, 2012, 第 2 作者
（57） 锯齿型石墨烯带缺陷改性方法研究, Modification of zigzag graphene nanoribbons by patterning vacancies, ACTA PHYSICA SINICA, 2012, 第 3 作者
（58） Nanochannel system fabricated by MEMS microfabrication and atomic force microscopy, IET NANOBIOTECHNOLOGY, 2011, 
（59） Atomic force microscopy-based repeated machining theory for nanochannels on silicon oxide surfaces, APPLIED SURFACE SCIENCE, 2011, 
（60） Research on the atomic force microscopy-based fabrication of nanochannels on silicon oxide surfaces, Research on the atomic force microscopy-based fabrication of nanochannels on silicon oxide surfaces, 中国科学通报：英文版, 2010, 第 2 作者
（61） AFM based anodic oxidation and its application to oxidative cutting and welding of CNT, SCIENCE IN CHINA SERIES E-TECHNOLOGICAL SCIENCES, 2009, 第 1 作者  通讯作者
（62） AFM based anodic oxidation and its application to oxidative cutting and welding of CNT, SCIENCE IN CHINA SERIES E-TECHNOLOGICAL SCIENCES, 2009, 第 1 作者  通讯作者
（63） 具有实时视觉／触觉反馈的纳米操作系统, An AFM based nanomanipulation system with real-time visual and force feedback, 高技术通讯, 2006, 第 1 作者

   

（ 1 ） 纳米管道芯片制作技术研究, 负责人, 国家任务, 2009-04--2011-03
（ 2 ） 面向45nm晶圆3D测量装备AFM开发, 参与, 地方任务, 2010-11--2012-12
（ 3 ） 基于原子力显微镜(AFM)微观电场的纳米焊接方法研究, 负责人, 国家任务, 2012-01--2014-12
（ 4 ） 利用原子力显微镜微观电场进行纳米焊接的方法研究, 负责人, 地方任务, 2011-09--2013-08
（ 5 ） 机器人化病毒三维拾取及动力学分析, 参与, 中国科学院计划, 2013-01--2015-12
（ 6 ） 基于原子力显微镜的可控纳米焊接新功能开发, 负责人, 中国科学院计划, 2013-01--2013-12
（ 7 ） 类生理环境中微型机器人控制机理及细胞操作方法研究, 负责人, 研究所自主部署, 2015-01--2016-12
（ 8 ） 基于系统科学的细胞多维信息实时自动获取与分析方法研究, 参与, 国家任务, 2015-01--2019-12
（ 9 ） 藻类细胞机器人的运动控制方法研究, 负责人, 国家任务, 2016-01--2019-12
（ 10 ） 面向非麻醉肾结石治疗的微型机器人诊断 方法研究, 负责人, 研究所自主部署, 2017-09--2019-09
（ 11 ） 基于生命-机电融合的类生命驱动和感知方法研究, 参与, 国家任务, 2018-01--2021-12
（ 12 ） 类生命机器人基础理论与技术研究, 参与, 中国科学院计划, 2018-01--2021-12
（ 13 ） 柔性微纳米机器人多模态变体关键技术研究, 参与, 国家任务, 2019-01--2022-12
（ 14 ） 基于磁控连续体微型机器人的脑胶质瘤光动力治疗方法研究, 负责人, 国家任务, 2023-01--2026-12
（ 15 ） 可注射的抗病纳米机器人, 参与, 中国科学院计划, 2022-07--2027-07
（ 16 ） 面向脑胶质瘤治疗的子母式微纳米机器人关键技术研究, 负责人, 国家任务, 2024-01--2027-12

（1）毫米到纳米尺度的机器人及其应用   第十五届中国智能机器人大会   2022-12-03
（2）微型机器人及其在生物医学方面的应用   京沈第二届脑疾病与脑科学论坛   2021-12-18
（3）气泡微米机器人研究   中国微米纳米技术学会第十二届会议   2021-12-14
（4）Locomotion of Microstructures Driven by Algae cells   2018-07-04
（5）Trapping and Dynamical Analysis of Swimming Algae Cells based on Optically-Induced Dielectrophoresis   2017-04-09
（6）A nanochannel system fabricated by MEMS microfabrication and atomic force microscopy   Zhiqian Wang, Steve Tung, Niandong   2011-09-15
（7）Electric field assisted fabrication on Si and HOPG surfaces by AFM   Nian-Dong Jiao   2008-06-27

已指导学生

陈嘉星  硕士研究生  081104-模式识别与智能系统  

现指导学生

周宇婷  博士研究生  081102-检测技术与自动化装置  

周桓禺  博士研究生  081102-检测技术与自动化装置  

姜帅  博士研究生  081102-检测技术与自动化装置  

张倍培  博士研究生  081102-检测技术与自动化装置  

罗煜  硕士研究生  085400-电子信息