醫(yī)用機器人，特別是手術機器人被稱為機器人領域的“高富帥”。作為高度技術密集型機器系統(tǒng)，其研發(fā)需要工程、器械、醫(yī)學、信息等領域跨界合作，投資大、研發(fā)周期長。伴隨著硬件產品和人工智能技術的快速迭代，醫(yī)用機器人研發(fā)與應用呈并進之勢。外科手術機器人、康復服務機器人正在從實驗室走向臨床診治和公眾生活。

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手術機器人花開臨床

精準定位腦血腫位置，抽吸快速清除;對不適合藥物治療的帕金森患者實施微創(chuàng)治療;對功能性顱腦疾患如三叉神經痛進行治療。目前，一款應用于神經外科的手術機器人在北京天壇醫(yī)院、海軍總醫(yī)院等已使用一年多，輔助實施手術超過百例。

“它的核心優(yōu)勢在于，微創(chuàng)手術創(chuàng)口僅兩毫米，系統(tǒng)定位誤差小于1毫米，手術平均30分鐘，且在局部麻醉情況下完成。患者術后觀察1天~2天就可以出院。”北京航空航天大學機器人研究所王田苗教授介紹，這款手術機器人由虛擬手術規(guī)劃軟件系統(tǒng)、實時攝像頭標定算法和自動機械臂三部分組成，可以分別比做醫(yī)生的腦、眼、手。借助機械臂末端的操作平臺，醫(yī)生可以實施活檢、抽吸、毀損、植入、放療等12類操作，用于腦出血、腦腫瘤、帕金森、癲癇等近百種疾病的手術治療。北京積水潭醫(yī)院與天智航合作開發(fā)的骨科機器人在全國20多家醫(yī)療機構安裝30多臺骨科手術機器人系統(tǒng)，截至2017年12月，已累計完成3700多例手術。

據了解，以中科院深圳先進技術研究院、哈爾濱工業(yè)大學、北京航空航天大學、上海交通大學等為代表的研發(fā)團隊，聯(lián)合北京、深圳、重慶、蘇州等地醫(yī)院研發(fā)的多型手術機器人，諸如腹腔微創(chuàng)手術機器人、經皮穿刺介入系統(tǒng)等已進入臨床試驗。

機器人手術在臨床上正遍地開花。解放軍總醫(yī)院肝膽外二科劉榮團隊走得比較靠前。今年3月18日，他們迎來了機器人肝膽胰手術突破2000例。

康復機器人發(fā)展空間大

醫(yī)用機器人包括微創(chuàng)手術、智能康復、醫(yī)用送藥、臟物處置、物流配送服務機器人等。有數據顯示，目前醫(yī)用機器人中，手術機器人占比達60%，急救機器人、外骨骼機器人、輔助康復機器人等占比較小。

“康復機器人發(fā)展空間巨大，目前全球該領域正以每年超過20%的增長率發(fā)展。”中科院自動化所復雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室侯增廣介紹，該團隊已完成腕關節(jié)康復機器人的研制，可用于輔助中風等導致的手部運動功能障礙。

侯增廣分析，傳統(tǒng)康復訓練方法勞動強度大、費用高，且設備功能單一、效果一般，而這正是康復機器人的優(yōu)勢領域。國際經驗顯示，外骨骼和腦機交互等技術是發(fā)展方向。“我國有2472萬肢體殘疾人群，其中僅有36.7萬人得到康復訓練機構的服務，且心腦血管、腫瘤、肢體骨折等住院患者一半以上需要康復治療。預計中國的康復機器人市場可達100億元。”

國產化需醫(yī)工深度融合

價格貴是醫(yī)用機器人的“槽點”。德國漢堡科學院院士張建偉認為，加快國內自主產品開發(fā)，該問題將得到改善。與國際相比，我國的優(yōu)勢在于智能硬件制造速度快、迭代周期短，同時我國需求大，更為重要的是，醫(yī)生配合度高，這些都是醫(yī)工深度融合的有利條件。應制定鼓勵交叉合作的政策，形成醫(yī)生、康復師、工程師深度融合的工作機制。

“目前，全球醫(yī)用機器人市場美國占主導。在全球排名前十的公司中，美國占8家。”蘇州大學機電工程學院院長孫立寧指出，醫(yī)用機器人與智能裝備是中國制造2025的重點方向，我國已在醫(yī)用機器人方面具有很好的人才、技術基礎。“需要政府引導、資本支持、企業(yè)努力、研發(fā)團隊爭氣、醫(yī)生敢想敢試，多方共同努力，打通研發(fā)、注冊、生產、銷售的全鏈條。”

醫(yī)生從執(zhí)行者變?yōu)闆Q策者

劉榮指出，隨著人工智能和互聯(lián)網技術的飛速發(fā)展，醫(yī)生在現有能力的基礎上要完成角色轉變。智能時代的醫(yī)生需要從操作者變成監(jiān)督者，從實施者變成決策者。這需要在大量技術積累的前提下，提高創(chuàng)新能力。

王田苗則指出，生物傳感器、可穿戴感知設備、便攜式基因檢測設備、生物組織3D打印、不同醫(yī)療專科智能機器人系統(tǒng)、智能假肢等研發(fā)，這些遠景實現的基礎就是醫(yī)工深度融合并且工程科學技術先行。

天津大學副校長王樹新描繪了一幅手術機器人未來發(fā)展的“鉆石圖”：在醫(yī)生和患者之間，借助人機交互和生命科學、智能硬件的結合，在智能、準確、精密、柔軟、微小、感知、靈巧、穩(wěn)定、遠程9個方向實現突破。

“目前的人工智能以代碼形式存在于虛擬世界或固定數據之上，將來會擴展到軀體并延伸至物理世界，有望發(fā)展出能夠改變生命本身的技術。當然，有科學家認為這一過程至少需要一個世紀。”張建偉同時強調，“任何新技術都存在風險與挑戰(zhàn)，相關科研必須以人為本，未來的人工智能系統(tǒng)不能是黑匣子，必須透明可解釋。人類要了解機器決策的來源和過程，從而使之成為幫助人類解決復雜重復工作的助手，而不是取代人類的超強機器。