巴斯大学工程与设计博士奖助：用于微创内窥镜干预的灵巧微机器人末端执行器

项目概览

巴斯大学机械工程系拟开发安装在内窥镜尖端的多指、多自由度微机器人末端执行器，用于微创干预研究。课题结合微型结构设计、光热驱动、光场控制和实验验证，目标是在小于1毫米的尺寸内实现复杂操控。非正式咨询联系人为Belal Ahmad博士；正式申请机械工程博士。

项目详情

项目以微创操作减少患者创伤和恢复时间的背景为出发点。机器人可提高操作精度、稳定性和灵巧性，器械也逐渐向更小、更柔软的方向发展，以到达人体中狭窄、难以触及的位置。但小型化往往牺牲功能和灵巧度：在亚毫米尺度，常规驱动和传动机构难以集成，现有工具能完成的动作较简单。因此，本题关注在微小尺度实现多自由度操作的末端结构。

研究将承接团队的光热微关节及多自由度光热微夹持器工作。这里的光热驱动指利用激光加热激活结构，既有工作是本题的研究基础，并非本博士装置已经完成的结果。学生将集成多个光热微关节与微驱动器，设计多指微机器人，在维持小尺寸的同时探索接近人手式的灵巧动作。小于1毫米是本题设计目标，最终表现仍需制造与测试确认。

另一项主要任务是建立基于空间光调制的控制架构，例如使用数字微镜阵列，在时间和空间上精确分配光功率，分别控制复杂三维结构中的多个光热微驱动器。控制研究将协调各关节的偏转，实现抓取、牵拉、手内操纵及精细定位等机器人动作，同时研究开环与闭环方法，着重实时实现。公告没有列出固定控制算法、运行参数或已经达到的精度。

所开发的器件将在人体仿体中测试，评价其进入高度受限空间、完成导航及组织稳定等关键操作的能力。这里计划使用人体仿体，而非已安排患者临床试验，也不能据此认定装置已具有临床疗效或获准使用。研究预期为小尺度医疗机器人及微创诊断、干预提供新的技术思路。

课题将利用学校的先进微制造设施，包括高分辨率双光子聚合设备NanoOne Bio、用于金属沉积的洁净室，以及定制多芯光纤制造方面的专长。这些资源支持器件制造及光学控制研究；个人培训、具体使用安排和测试条件仍应与团队确认。

申请者应具有机械、电气或生物医学工程、机器人及紧密相关学科背景，并对机器人和实验研究有强烈兴趣。必须已取得或预计取得英国一等／二等一级荣誉学位，或国际等值资格，硕士有利。项目预期申请者具备一定编程经验；控制系统、微制造、光学或微机器人经历会很有帮助，上述领域经验属于加分项。

申请要点

须通过巴斯大学在线表格正式申请机械工程博士（PhD in Mechanical Engineering）。同一培养项目最多申请两个课题。在“Funding Your Studies”下拉菜单选择“University of Bath URSA”。在“Your PhD project”部分，将第一志愿的完整题名填入“PhD project title”，主导师姓名填入“Name of intended supervisor at University of Bath”。申请第二志愿时，题名填入“Project 2 Title”，导师姓名填入“Name of intended supervisor for 2nd choice project at University of Bath”。请按上述要求准确填写；填错可能造成自动处理错误，使申请无法纳入相应课题的考虑范围。

非英国申请者若目前不在英国就读，必须在申请截止前满足该培养项目的英语要求，不考虑例外。公告未列具体考试分数，应提前确认所需证明；上述申请者须遵守截止前满足英语要求的规定。

资助与时间

本题与工程与设计学院其他课题共同竞争博士奖助，面向英国本地及海外学生。海外奖助名额依UKRI政策设上限，但公告未列比例。支持包括学费、每年£1,000训练经费和生活津贴；£21,805是2026／27学年标准，不是已确定的2027／28个人金额。训练经费不应算作个人生活现金。国际学生须自行承担学生签证（Student visa）及移民健康附加费（Immigration Health Surcharge）。工程URSA一般最长支持3.5年，机械工程博士通常四年；个人总资助月数和剩余学程费用须以奖助通知确认，是否获奖取决于竞争结果。

项目公告给出的截止日期为2026年11月29日；2026年10月的工程URSA规则补充为当日23:59 GMT。如获奖助，预计2027年10月4日开始；其他开始日期须与拟任导师及Doctoral College商定，改期后的奖助安排需确认。

学校重视包容的研究环境，鼓励代表性不足群体申请。若特殊情况影响学业成绩，可在申请表说明，建议置于个人陈述末尾的一小段。申报残障后，Disability Service将联系申请者讨论所需支持。

需要进一步确认

应确认首阶段器件与控制任务、实际微制造及光纤培训安排、人体仿体测试条件和日常指导。患者研究、临床许可或个人设备使用权限未在公告中确定。还需确认完整附件、英语证明、个人2027／28金额及资助月数。

公告列出的参考文献

[1] Peters, Brian S., et al. "Review of emerging surgical robotic technology." Surgical endoscopy 32.4 (2018): 1636-1655.

[2] Gutiérrez, Carlos E. Díaz, Víctor Eduardo Quiroz Velázquez, and Roemi Fernández. "Distal mechanisms in robotic surgical instruments: a structured review of surgical access, miniaturisation constraints and procedure-specific performance trade-offs." Journal of Robotic Surgery 20.1 (2026): 972.

[3] Ahmad, Belal, et al. "Remotely actuated optothermal robotic microjoints based on spiral bimaterial design." IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 27.5 (2022): 4090-4100.

[4] Chen, Kaiwen, Alex J. Thompson, and Belal Ahmad. "Multi-DoF Optothermal Microgripper for Micromanipulation Applications." IEEE Robotics and Automation Letters 10.4 (2025): 4061-4068.

以上课题及资助信息对应2026年10月的申请资料；提交前应向联系人确认课题仍可申请及条款有无变化。

巴斯大学内镜微型机器人博士研究报告

以下课题与政策信息对应2026年10月的申请资料，提交前应确认当前可申请性。论文依据分别限于摘要或接受稿选段，范围见下文。

项目判断

值得重点了解，需核实研究与训练安排。 本题研究如何让内镜末端的多个微型手指独立运动，并完成抓取、牵拉和精细定位。课题结合微加工、光学寻址与反馈控制，主要面向实验机器人研究。Belal Ahmad 已有相关微夹爪成果，但小于1毫米的完整末端工具和人体仿体演示仍是本博士的目标。2026年10月的 URSA 条款提供包含海外学费与生活津贴的竞争渠道，个人奖助期限和2027年金额尚未确定。首次联系应先问清第一年的任务、加工条件和测量系统。

研究问题与博士工作

器件越小，关节、连线和传感器的空间就越紧张。单个夹爪能够动作，也不代表多个执行器共用一套光传输系统后仍能独立控制。本项目拟开发多指、多自由度末端工具，目标尺寸小于1毫米，研究协调抓取、牵拉及手内精细定位。独立三维驱动、开环和闭环控制，以及最终的实时运行，都是拟开展的工作，不能当成现有完整手术器械的性能。

公告提出把光热微关节与空间光调制结合，包括数字微镜器件，并采用适合微型结构的加工方式。现有论文提示，需要研究光学寻址、热响应与机械耦合如何共同影响定位精度。这是基于证据的研究判断；最终结构、传感方式和初始任务还没有确定。评价时需要区分执行器能移动多远、末端具备多少操作能力，以及改变照明或负载后能否保持可靠表现，不能用一次物体抓取代替完整的系统验证。

Ahmad 参与的2022年研究展示了螺旋双材料光热关节，在空气和水中测试选择性运动，并以微珠演示操作。文中超过100次的重复运行支持实验室重复性，尚不等于临床使用寿命。2023年研究把液体中的磁驱定位与光热夹持分开，降低了两类动作的控制耦合；其器件长约1.5毫米，也说明它没有直接实现本题的小于1毫米目标。这两篇的现有依据限于完整原始摘要与书目信息，不包括完整方法和补充数据。2022年光热微关节原研、2023年混合驱动微夹爪原研。

2025年 Chen、Thompson 与 Ahmad 的论文更直接涉及多执行器集成。现有依据为接受稿的实验、结果、讨论和结论选段，文中展示三自由度夹爪及微珠操作，也明确讨论人工校准与光纤之间的光串扰：照明可能引起非目标执行器动作，限制独立控制。论文将内镜应用列为未来潜力。上述实验和本题计划的人体仿体测试，都没有证明患者获益、组织安全、灭菌兼容性或临床获批。英国 MHRA 同样区分非人体台架或临床前研究与人体临床调查。申请时应了解后续转化需要哪些证据，同时避免把博士直接理解为一项已确定的临床试验。2025年多自由度微夹爪研究、MHRA临床调查适用说明。

学校、学科与培养

正式注册路径是巴斯大学机械工程博士，课程代码 REME-AFM02。现行课程介绍的全日制正常学制为四年，最短两年，包含进展要求及博士论文考核，由巴斯大学授予学位。Ahmad 的帝国理工学院名誉研究职位和此前的海外经历，不代表联合注册、联合学位或个人访学资格。招聘链接中的申请路由标识与课程目录代码用途不同，应按机械工程课程和招生方指引填报。机械工程博士课程。

巴斯大学 REF2021 结果显示，其提交的工程联合评估单元中，96%的研究获世界领先或国际优秀评价。这个单元涵盖多个工程学科，不能当成 Ahmad 小组或微型机器人方向的单独排名。QS2027 总榜列巴斯大学第125位，2026年为第132位；学校排名也不能证明某台仪器已向本项目开放。巴斯大学REF2021结果、QS巴斯大学总榜信息。

与本题直接相关的校内环境是生物工程与生物医学技术中心 CBio，官网列明 Ahmad 为成员，中心连接工程与生物医学研究。学校另有博士职业与研究能力训练。个人课程清单、临床合作方、仪器配额和技术支持尚未公开确定。培养价值取决于学生能否获得足够指导，学会微加工、光学和控制；中心的研究范围本身不足以证明个人资源已有保障。CBio中心与成员、博士专业能力发展。

导师、团队与近期成果

Belal Ahmad 现任机械工程系 Lecturer，属于讲师职级，为 CBio 成员，官方档案显示接受博士生，邮箱为 ba2009@bath.ac.uk，ORCID 为0000-0003-0170-7860。他研究灵巧微型机器人、驱动、控制与传感，包括光学和磁学方法。2026年8月起的帝国理工学院名誉研究员身份，衔接此前在该校的研究员经历；本题当前培养单位是巴斯大学。招聘只列 Ahmad 一位导师。论文共同作者 Thompson、Barbot、Ulliac 和 Bolopion，均不能自动列为本题正式共同导师。Ahmad现任职位与研究档案。

三篇原研体现了从紧凑关节驱动到液体定位、再到多执行器集成的研究延续：2022年发表于 IEEE/ASME Transactions on Mechatronics，2023及2025年发表于 IEEE Robotics and Automation Letters。前两篇依据限于摘要，完整应力测试、材料兼容性和原始数据稳健性仍未评估；微珠也只是干预任务的有限替代物。微关节原研的贡献、混合驱动原研的贡献。

2025年接受稿选段提供更具体的多执行器协调证据，包括操作结果、人工校准和串扰，可据此追问新项目如何改进寻址与反馈、处理耦合驱动。它尚未证明自主手术或体内可靠运行。三篇均为 Ahmad 共著的期刊原创研究，依据深度不同，不能表述为三篇全文均已评估或临床器械已验证。多自由度研究的贡献与局限。

招聘列出 NanoOne Bio 双光子加工、金属沉积洁净室条件和定制多芯光纤专长，说明技术方向契合。但学生的使用优先级、耗材经费、专业指导和设备能否满足具体设计，仍需问清。小组规模、会议频率和日常指导分工也未公布。训练可形成精密驱动、光学仪器、测量与控制能力，面向机器人或仪器研发；若希望进入手术器械转化，还需补充本题没有保证的临床和监管经验。它首先是一项工程研究训练，临床产品仍有后续验证距离。

资金、申请与生活成本

本题明确关联 URSA。2026年10月的条款列出2027年工程与设计学院竞争奖助，截止2026年11月29日23:59 GMT；项目公告本身只写11月29日，没有钟点。预计2027年10月4日开始，其他日期须导师及博士学院同意。现行官方条款包含本地或海外学费与生活津贴，因此符合入学要求的中国申请者具有积极、明确的国际竞争路径，申请者可通过该渠道参加奖助竞争。不过，奖项需要竞争，公告提到的海外名额上限没有公开比例。当前URSA申请与资助条款。

工程学院奖助的一般最长支持期为3.5年，机械工程博士正常学制为四年。个人实际资助月数、续期、写作阶段支持和2027年生活津贴尚未确定。21,805英镑是2026/27参考金额，不是本人的2027年获奖金额；每年最高1,000英镑培训支持也不是可支配生活收入。应问清学费上涨和剩余学程如何处理。学校2027/28海外工程博士学费为每年31,350英镑，这是获奖前公布的费用，并有年度上涨条款。奖助覆盖与年限、工程研究学费表。

巴斯大学2025/26研究生样本预算合计每周405英镑，按52周为21,060英镑。其中校管住宿参考为每周230英镑、合同51周。用21,805减21,060仅剩745英镑，但这是跨参考年份的简单比较，不能当成2027年个人结余预测。住房选择及暑期覆盖都会影响预算；样本不含学费、机票和移民费用。官方研究生预算。

2026年10月的学生签证申请费参考为558英镑，学生 IHS 为每签证年776英镑，总额受签证长度及不足整年计费规则影响。URSA 明确签证与 IHS 由学生承担，未确认本项目报销。即使学费获得覆盖，仍可能需要提前准备搬迁资金；也不宜直接把年度费率乘四，当成最终签证账单。英国学生签证、医疗附加费。

申请背景与准备

本题要求一等或2:1荣誉学士学位，或国际等值学历，即将取得学位者也可申请；硕士为优势。相关背景包括机械、电气、生物医学工程、机器人及相邻学科。公告期待一定编程经验，控制、微加工、光学和微型机器人经验属于明显优势，并非四项必须同时具备。准备材料时，宜说明自己在实验或定量项目中的具体工作，包括怎样测量、看到了什么局限，以及哪些实现由本人完成。

对中国申请者，课程的国际等值学历路径与 URSA 明确覆盖海外学费共同提供原则可行性。当前国家资格信息没有给出统一的中国博士百分制门槛或院校名单；其中授课型研究生分数区间不能移作博士标准。应结合成绩单核实课程一般替代资格与本题学位要求，不能假设有硕士就自动免除全部本科或专业条件。课程入学要求、国际学历资格指引。

机械工程要求 IELTS 总分6.5、各项至少6。TOEFL iBT 含 Home Edition，2026年1月21日前考试采用总分90、各项21；此日起的新量表为总分4.5、各项4。考试通常须在开学前24个月内。符合条件的近期英语授课学位可能获得个案豁免，中国院校英语授课证明并不自动获免。尤其要注意，非英国申请者若当前不在英国学习，必须在资助申请截止前满足英语要求，公告明确没有例外；普通课程的有条件录取或语言班安排不能覆盖这条要求。机械工程语言门槛、博士英语政策。

最多申请两个项目，须选择 URSA 资金选项，并填对应题目与导师字段。准备最新简历、学位与成绩记录、获认可的英文译件、适用的英语证据和个人陈述。需要两位推荐人，至少一位是近期学术推荐人，拟任导师不能担任推荐人。自拟课题通常1,000词研究计划的规则，不能自动变成已公布项目的额外硬要求；其他项目材料须向招生方确认。巴斯大学禁止用 AI 生成申请文本，本报告用于了解机会，不能直接作申请陈述提交。机械工程属于 ATAS 覆盖专业，中国不在国籍豁免名单中；应按录取通知中的专业代码办理个案审批，这不等于中国申请者被整体禁止。博士申请材料指南、ATAS专业与国籍规则。

下一步与待核问题

申请前先联系 Ahmad，确认最先开展哪项操作任务，小于1毫米具体指哪一部分，以及学生将负责哪些加工和光学工作。再核机械工程申请路径及项目字段，有学历疑问者提前确认等值要求，并在资助截止前备好英语证据。2026年10月的招聘正文说明了课题安排，不能据此确认今天仍可申请。现有依据没有单独的校方课题页；官方课程与资金页分别支持各自政策，不能扩大为全部课题承诺的证明。

面试时重点问怎样测量非目标光热驱动、如何区分光串扰与机械耦合、反馈信号是否可得，以及仿体测试怎样算成功。还应问谁负责培训微加工和光学，哪些设备使用已确定，是否实际有临床合作方。博士可以通过控制或执行器研究形成扎实贡献，无须预先承诺患者疗效，双方应把范围说清。

接受录取前，取得个人资助月数、2027年津贴、学费覆盖、研究收费及超过一般3.5年奖助期限后的书面安排。另核指导频率、其他导师的角色、知识产权和海外访问预期，并与招生部门讨论 ATAS、CAS 及搬迁时间。这些问题影响研究可行性和培养体验，需要在当前国际竞争资助路径下进一步确认。

证据与来源

项目、导师与原始研究

• Belal Ahmad现任职位与研究档案
• 2022年螺旋光热微关节原研
• 2023年液体混合驱动微夹爪原研
• 2025年多自由度光热微夹爪原研与接受稿
• 巴斯大学CBio中心与成员

学校与博士培养

• 巴斯大学机械工程博士课程
• 巴斯大学REF2021研究结果
• 博士专业能力发展
• QS巴斯大学总榜信息

资金、申请与转化背景

• MHRA临床调查适用说明
• 2027年URSA竞争奖助条款
• 巴斯大学博士申请指南
• 巴斯大学博士英语要求
• 巴斯大学国际学历资格指引
• 2027/28工程研究学费
• 2025/26研究生样本预算
• 英国学生签证要求与费用
• 英国医疗附加费
• ATAS专业与国籍规则