远程操控人形机器人完成手术,或为解决医疗资源短缺带来新思路
加利福尼亚大学圣迭戈分校的研究人员通过远程操控两台人形机器人,成功完成了两台手术。根据7月8日发表在《自然》杂志上的一项研究,这是通用型人形机器人首次被用于活体手术实验。
这一成果对全球许多无法及时获得外科医生服务的患者具有重要意义。医生可以远程操控的小型机器人,有望应用于那些专业手术系统无法覆盖的地区。
在第一台手术中,一台机器人配合一名真人外科医生共同完成操作。医生借助机器人辅助,切除了胆囊。第二台手术则更进一步:手术台旁没有真人医生,由两台人形机器人协作完成。研究人员表示,这两台手术的对象均为大型非灵长类哺乳动物。
参与研究的工程师和外科医生将这两台机器人命名为“Surgie”。它们身高约1.5米,体重约27公斤。轻巧的体型是设计的关键——医院目前使用的标准手术机器人重量约为816公斤,不仅需要专业团队进行安装,操作人员还常常需要改造手术室以适应其尺寸。
“Surgie的成本和占用手术室空间都只是传统机器人的一小部分,因此很容易部署到任何地方——从偏远地区到战场,甚至太空。”该研究的资深作者、加州大学圣迭戈分校医学院外科学助理教授刘尚磊(Shanglei Liu)表示,他在试验中远程操控了机器人。
为什么是人形机器人,而不是专用机械臂?
研究团队的核心诉求是“可及性”。论文的资深作者之一、电气与计算机工程教授迈克尔·伊普(Michael Yip)指出,外科医生短缺导致患者等待时间延长,许多患者无法获得及时的医疗服务。
专用机器人擅长单一任务,而研究团队认为,人形机器人配备与人类相同的工具,并能像人一样移动,因此可以完成多种任务。研究人员确实需要制作适配器,让Surgie能够握持标准手术器械,但他们表示,机器人对现有流程的适应性超出了预期。
“我们惊讶地发现,Surgie与我们的工作空间和工作流程融合得如此之好。”该研究的合著者、加州大学圣迭戈分校医学院普通外科住院医师尼基塔·塔雷贾(Nikita Thareja)说。
伊普解释道,短期目标是辅助而非取代。团队设想Surgie能在手术中递送器械,并在术后进行清理,因为它可以行走并完成人类能做的绝大多数体力工作。在他看来,一个自主手术助手可以帮助填补人员缺口,使更多患者能够接受治疗。
延迟问题与竞争激烈的市场
研究人员明确表示,这只是一项概念验证,存在局限性。手术过程中,机器人需要多次重新校准,这比传统手术系统耗时更长。刘尚磊认为,这就像如今广泛应用的某项技术在其早期阶段一样——最初的机器人腹腔镜手术耗时六小时,而现在同样的手术只需三十分钟。
另一个悬而未决的问题是延迟,即从医生移动控制器到机器人响应的时间。操作者距离患者越远,延迟越严重。团队正在努力消除这一延迟,以便能够在更远距离和更偏远地区开展工作。
加州大学圣迭戈分校的这项研究,正值手术机器人市场竞争日益激烈之际。过去二十多年,直觉外科公司的达芬奇系统在美国市场一直占据领先地位,但今年格局发生了变化。美敦力公司的Hugo机器人已在美国完成首批商业手术案例,并正在申请更多适应症。有媒体报道称,强生公司已向FDA提交了其Ottava系统用于普通外科手术的新申请。
这些竞争对手,以及CMR Surgical、Distalmotion和史赛克等公司,使用的都是与加州大学圣迭戈分校团队力图避免的同一类专用机械臂。它们的系统笨重、固定、专为特定任务设计。而人形机器人的路线则相反:轻便、可移动、通用。
这一思路符合更广泛的趋势:机器人使用普通人类工具,并接受人类式的指令。据此前报道,亚马逊目前运营着超过100万台机器人,最近还展示了一款能接收语音指令的仓库机器人。加州大学圣迭戈分校正在测试同样的多功能性是否也能在手术中发挥作用。

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