心血管疾病是全球头号死因，占年度死亡人数的30%以上。斑马鱼因基因组与人类同源性超过74%，且心脏搏动机制相似、胚胎透明，成为研究人类心血管疾病的理想模型。然而，传统的人工微注射效率低、成本高，且人工计数心率易受疲劳和主观因素影响，难以满足高通量药物筛选的需求。
为此，研究团队开发了一套多功能机器人微操作系统，实现了斑马鱼幼虫的自动化微注射与心脏节律监测。该系统集成了立体显微镜、多轴机械臂及专用微注射器，并配有友好的用户界面。通过视觉算法，系统能精准定位斑马鱼心房和心室，首次实现了对同一批幼虫从孵化到发育全程的心脏节律监测及药物注射。
在性能测试中，该机器人系统的注射成功率高达93.3%，优于人工操作的86.6%。更关键的是，单次注射平均耗时仅11.57秒，效率是人工操作的3倍。系统利用基于模运算的视觉算法，通过识别斑马鱼眼睛与卵黄/鱼鳔的相对位置间接定位心脏，有效解决了不同发育阶段心脏定位难的问题。
在药物筛选实验中，系统成功验证了不同浓度麻醉剂（Tricaine）对幼虫心率的影响，并评估了阿司匹林对心血管毒性的缓解作用。结果显示，相比传统的水浴给药方式，机器人微注射给药可将阿司匹林的治疗剂量降低超过60%，显著提高了药物筛选的精准度与效率。
对于中国生物医药企业而言，这一技术突破意味着药物筛选流程正从“人力密集型”向“自动化、智能化”转型，未来在心血管新药研发中，利用此类机器人系统可大幅缩短实验周期并降低研发成本。