一般機器人利用複雜組件，包括了感應器、鏡頭、伺服馬達、控制晶片等，執行不同的任務，機器人亦開始應用在醫療和手術上，但如果微縮機械人，仍有不少考驗。
研究人員受自然界的集群現象（Swarm）啟發，一直在開發超小型的機械人，以互相協調完成工作，優點可在狹小的空間，甚至人體內工作，以集群改變形態，然後到指定目的地執行任務。
集群現象在自然界，並不罕見；例如螞蟻的生態，就是最常見的集群現象，互相支撐以身體形成鏈狀，穿越複雜地形，到達目的地，甚至搬動龐大食物回到蟻巢；鳥類則以集群現象結隊飛行，大規模遷徙時，避免中途受攻擊；魚類、昆蟲亦以集群現象，作為掩護或者覓食。
上述的想法，仿如科幻小說或電影橋段。不過各地大學和研究機構，已出現不少集群研究，期望從自然界的啟發，找出應用的途徑。
哈佛大學的Wyss Institute發展出機械人集群（Kilobot swarm），以紅外線向機器人發出指令，控制過千個機器人同時協調操作，懂得自我集合，甚至向光源聚集和排列，自動進行組織。Wyss Institute利用細小如斗零的機械人，模仿自然界昆蟲，造成不同的集群現象，經常用於教育用途。
集群用途有待發掘
不少國家也研究無人飛行器建立集群（Drone Swarm），甚至作為軍事用途，美國國防部就正研究多種飛行器集群，穿越複雜地形執行攻擊，甚至研製反集群武器。中國則由於不少城市，禁止了煙花表演，科技公司想出了飛行器集群，配合變色的LED，取代煙花表演，
不過， 機械人集群的最實際用途，就是類似電影「變形金剛」，機械人改變形態，穿越複雜地形，然後重組完成任務。這種「變形金剛」，如果穿越人體組織進行無創手術或標靶治療，才有實際的應用價值。
問題在於，目前研究的機械人微縮化前景有限。微縮化機械人，最實際用途，頂多是取代內窺鏡檢查的「大腸/小腸膠囊內視鏡」（Capsule Endoscopy），作結腸鏡檢查。但也只止於檢查，不能執行手術或治療。
中文大學機械與自動化工程學系副教授張立，就研究出磁性納米粒子組裝成的機械人，可望進入人體以往機械人難以到達的部分，可望具備醫學治療用途。
張教授舉例，一般設計機械人，微縮化受到一定局限；電池造得再細，控制器和感應器等電子元件，微縮化程度始終會有極限；限制了機械人進入人體血管和其他器官的能力。故此進一步微縮化，必須另闢蹊徑。
納米粒子穿越人體
張教授的團隊，研究了利用通過線圈產生的「快速振蕩磁場」（Rapidly oscillating magnetic field），影響磁性納米粒子（Magnetic Nanoparticles）所組成帶狀集群，化整為零，甚至穿越迷宮，可直達需要治療的人體部位。
團隊的博士研究生俞江帆，為磁性納米粒子組裝成的機械人進行概念驗證，以改變振蕩磁場，控制磁性納米粒子的形態，甚至可分散和聚合，通過不同管道。有關結果已刊登在多份頂尖國際期刊和機械人研究刊物上。
但是，目前納米粒子機械人，通過外圍線圈發出的磁場控制，仍是二維空間內走動，人體血管卻是三維結構。另外，人體內白血球會吞噬納米粒子，必須避免達目的地前全被消滅；納米粒子機械人進入身體工作，仍有不少難題有待克服。
納米粒子機械人可通過內窺鏡，或者是靜脈注射進入人體，或其他手術方法。張教授表示，團隊希望應用納米粒子機械人在治療腦溢血（Stroke）方面。以往腦血管的病變或栓塞，難以外科手術解決，因為腦部手術風險極大。現時團隊正與中大醫學院，研究中風和放射醫療學系教授合作，以無創方式清除腦部阻塞血塊，以治療腦栓塞。
納米粒子機械人可直達腦部血管栓塞部分，釋出藥物打通血管，以進行針對性治療。但張教授首先決定適當劑量，其次是其可追蹤性，才能達致臨床功能。
納米粒子機械人已開始在動物上作試驗，距離臨床仍有一段距離。張教授期望，五至十年內進入實際用途。今次研究由香港研究資助局、創新科技署、中大天石機器人研究所共同資助。