手術(shù)機(jī)器人

 

　　如同醫(yī)生的“第三只手”

 

　　在2016世界機(jī)器人大會上，北京一家公司自主研發(fā)的Remebot——國內(nèi)首臺神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人受到青睞。這位神經(jīng)外科導(dǎo)航定位機(jī)器人，能幫助醫(yī)生在大腦“生命禁區(qū)”實(shí)施微創(chuàng)、精準(zhǔn)、高效的無框架立體定向手術(shù)，特別適合于腦出血、帕金森、癲癇一類的神經(jīng)外科手術(shù)，現(xiàn)在已在北京天壇醫(yī)院、宣武醫(yī)院等多家醫(yī)院做了近百臺手術(shù)。北京積水潭醫(yī)院與北京航空航天大學(xué)等單位聯(lián)合研發(fā)的智能骨科機(jī)器人，也是手術(shù)機(jī)器人中的明星，可以完成脛骨骨折髓內(nèi)釘內(nèi)固定手術(shù)，顯著提高手術(shù)的安全性和精確性。

 

　　機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)是集多項(xiàng)現(xiàn)代高科技手段于一體的綜合體，醫(yī)生的雙手不碰觸患者。一旦切口位置被確定，裝有照相機(jī)和其他外科工具的機(jī)械臂將實(shí)施切斷、止血及縫合等動作，醫(yī)生只需坐在控制臺上觀測和指導(dǎo)機(jī)械臂工作，該技術(shù)可讓醫(yī)生在地球的一端對另一端的患者實(shí)施手術(shù)。

 

 

 

　　手術(shù)機(jī)器人中最有名的是達(dá)·芬奇。網(wǎng)上有個(gè)視頻非常火爆：達(dá)·芬奇在一個(gè)小玻璃瓶內(nèi)為一粒葡萄做手術(shù)，成功縫合了葡萄的“皮膚”，整個(gè)手術(shù)過程快速而精準(zhǔn)。500年前，達(dá)·芬奇畫出機(jī)器人設(shè)計(jì)圖。500年后，以達(dá)·芬奇命名的機(jī)器人走進(jìn)醫(yī)療領(lǐng)域。2006年，第一臺達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人被引進(jìn)我國，目前國內(nèi)40多家醫(yī)院配備了達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人。機(jī)器人就如同醫(yī)生的“第三只手”，能夠讓醫(yī)生克服人類能力的局限性，使更多患者享受到科技帶來的便利。

 

　　膠囊機(jī)器人

 

　　行走體內(nèi)隨時(shí)發(fā)現(xiàn)病灶

 

　　患者拿起一顆感冒藥大小的“膠囊”隨水服下，不到一分鐘，這顆“膠囊”在患者的胃里開始大顯神通。借助發(fā)光燈管、磁定位芯片和探頭，“膠囊”開始對胃進(jìn)行巡視，很快就鎖定了病灶的位置——拍照、取證、圖像回傳。完成使命的這顆“膠囊”順著腸道自然排出體外，前后僅用時(shí)一刻鐘。

 

　　10月22日，在2016世界機(jī)器人大會分論壇上，來自意大利比薩圣安娜大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)機(jī)器人教授保羅·達(dá)里奧，講述了這個(gè)略帶科幻色彩的故事。故事當(dāng)中的主角，便是這顆神奇的“膠囊”——醫(yī)用膠囊機(jī)器人。膠囊機(jī)器人雖小，但“肚子”里卻藏著300多個(gè)元件，包含100多項(xiàng)技術(shù)專利。通過膠囊機(jī)器人來完成內(nèi)鏡檢查，患者不用再像接受傳統(tǒng)內(nèi)鏡檢查那樣“談鏡色變”。而且，膠囊機(jī)器人的檢查效果絲毫不輸給傳統(tǒng)內(nèi)鏡，使用起來方便、衛(wèi)生，交叉感染可能性很低。

 

　　中國是世界上為數(shù)不多的成功研發(fā)膠囊內(nèi)鏡機(jī)器人并投入臨床使用的國家。自主研發(fā)生產(chǎn)的膠囊內(nèi)鏡產(chǎn)品，成本3000－5000元，易于被患者接受，目前國產(chǎn)膠囊內(nèi)鏡機(jī)器人技術(shù)已在100多家三甲醫(yī)院和200多家體檢中心應(yīng)用。

 

 

 

　　除了膠囊機(jī)器人，“蠕蟲”機(jī)器人、“章魚腳”機(jī)器人等也紛紛亮相，越來越多的科技正在或即將被運(yùn)用到醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)當(dāng)中。蠕蟲機(jī)器人能像變形金剛那樣收縮擴(kuò)張，進(jìn)入人體執(zhí)行復(fù)雜的內(nèi)鏡檢查。完全軟體的章魚機(jī)器人可通過3D打印技術(shù)完成，摸上去有點(diǎn)黏糊糊的，可以小到2厘米的章魚機(jī)器人具有變形、緩沖特點(diǎn)，輕松穿過狹小、不規(guī)則的空間，在醫(yī)療、搜救、探測等領(lǐng)域都能派上用場。

 

　　納米操作機(jī)器人

 

　　將原子級別藥物輸入細(xì)胞

 

　　“超高的定位精度，在超過厘米以上的運(yùn)動范圍內(nèi)仍能保證納米以下的定位精度。”2016世界機(jī)器人大會上，由哈工大機(jī)器人集團(tuán)研制的具備位移反饋傳感器的納米操作機(jī)器人引發(fā)了關(guān)注。

 

　　納米操作機(jī)器人具備位置檢測傳感器，能實(shí)現(xiàn)自動可編程運(yùn)動，并具備多種功能強(qiáng)大的附加模塊。與傳統(tǒng)機(jī)器人相比，納米操作機(jī)器人具有超級靈敏、超高精確等特點(diǎn)，可以在極微小尺度下完成傳統(tǒng)機(jī)器人無法實(shí)現(xiàn)的各種觀測、表征和操控作業(yè)，堪稱“無微不至”。

 

　　納米技術(shù)近年來一直是科技發(fā)展的制高點(diǎn)之一，加拿大工程院院士、多倫多大學(xué)教授孫鈺表示，過去十年微納機(jī)器人取得了巨大進(jìn)展，在自動化控制、生物醫(yī)學(xué)、納米制造等領(lǐng)域都有許多重要的研究和突破。通過納米技術(shù)，可將原子級別的藥物輸入細(xì)胞中，觀察這些藥物對細(xì)胞的效果，以往一天才能做十個(gè)細(xì)胞的測試，現(xiàn)在一個(gè)小時(shí)可以測試一千個(gè)細(xì)胞。

 

　　未來幾年，科學(xué)家們還寄希望于把機(jī)器人部署到我們的血液中，通過控制機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)用藥，同時(shí)完成一些對精準(zhǔn)度要求極高的手術(shù)。

 

　　康復(fù)機(jī)器人

 

　　讓截癱患者能夠動起來

 

　　2014年巴西世界杯開幕式上，患有截癱的巴西青年諾平托在腦控機(jī)械外骨骼技術(shù)的幫助下，瀟灑地為世界杯開球。幫助他行走的就是一款腦控外骨骼機(jī)器人，屬于康復(fù)機(jī)器人的一種。

 

　　康復(fù)機(jī)器人研究包含了康復(fù)醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料學(xué)等多領(lǐng)域。中風(fēng)致殘的根本原因不是肢體有問題，而是中樞神經(jīng)受到損傷導(dǎo)致肢體無法受到控制。而通過康復(fù)訓(xùn)練能夠重建肢體和中樞神經(jīng)之間的聯(lián)系，刺激腦部損傷部位康復(fù)，實(shí)現(xiàn)肢體的有效控制。中風(fēng)、脊髓損傷引起的運(yùn)動障礙，都需要使用康復(fù)器械進(jìn)行訓(xùn)練。我國中風(fēng)致殘率高達(dá)75%，而西方國家因?yàn)榱己玫目祻?fù)治療，中風(fēng)致殘率只有30%。目前最先進(jìn)的康復(fù)機(jī)器人是可穿戴外骨骼機(jī)器人，每個(gè)關(guān)節(jié)上都對應(yīng)有單獨(dú)的驅(qū)動裝置，患者佩戴后可以確保機(jī)器人的運(yùn)動模式和人體自由度同軸，實(shí)現(xiàn)更有效的康復(fù)訓(xùn)練。

 

　　中國科學(xué)院院士、華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院院長丁漢說，目前我國機(jī)器人的重大研究計(jì)劃有三個(gè)代表性成果：機(jī)器人加工、康復(fù)機(jī)器人和機(jī)器人操作系統(tǒng)。在2016世界機(jī)器人大會上，我國自主研發(fā)的脊柱康復(fù)機(jī)器人、多關(guān)節(jié)牽引康復(fù)機(jī)器人綜合系統(tǒng)、智能頸椎牽引康復(fù)機(jī)器人綜合系統(tǒng)和智能養(yǎng)老護(hù)理床產(chǎn)品，填補(bǔ)了國內(nèi)市場空白。智能頸椎牽引康復(fù)機(jī)器人將牽引反饋時(shí)間縮短到了0.001秒，牽引力精確到50g，更加精準(zhǔn)柔和。集智能化、自動化、氣動按摩理療、視聽心理陪護(hù)、遠(yuǎn)程呼叫等功能于一體的智能養(yǎng)老護(hù)理床，可幫老年人、長期臥床者實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)自我護(hù)理。

 

　　在康復(fù)護(hù)理方面，日本名古屋理研仿生控制研究中心研發(fā)的RI人可謂模范醫(yī)院搬運(yùn)工。RI人不僅有柔軟安全的外形，其手臂和軀體上還有接觸式傳感器，使它能夠小心地抱起或搬動患者，接替人類陪護(hù)員去照顧老人或體弱者。

 

　　情感機(jī)器人

 

　　細(xì)心呵護(hù)善解人意

 

　　迪士尼動畫電影《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》，講述了精通機(jī)器人技術(shù)的小神童和機(jī)器人健康助手大白的故事。大白，可謂很多人心目中理想的機(jī)器人。大白可通過攝像頭等設(shè)備掃描目標(biāo)用戶，感知其體征、健康數(shù)據(jù)和情緒，然后采取措施進(jìn)行健康護(hù)理。在動畫片里，主人公兩次被大白抱住，一次是因?yàn)樽约焊绺缛ナ溃吐涞男那楸淮蟀讙呙璧剑灰淮问堑羧胨校淮蟀赘兄襟w溫下降而抱住他。

 

　　在2016世界機(jī)器人大會上，情感機(jī)器人、擬人機(jī)器人吸引了眾多觀眾駐足。由中科大研發(fā)的膚白貌美、形似真人的美女機(jī)器人“佳佳”成為了展會上的大明星。佳佳可通過觀察交流者的皮膚、皺紋等報(bào)出對方的年齡、性別，特別能說會道。在大會的展館主會場入口和開幕式現(xiàn)場，有一款可愛的智能迎賓機(jī)器人——酷奇，具備“能聽、會看、深思、善言”的功能，可以勝任大堂經(jīng)理、咨詢顧問、主持解說、行銷推介等工作，并且能夠根據(jù)客戶場景與偏好，定制專屬身份、年齡、性別、顏色、表情等。北京龍泉寺的看家吉祥物——賢二機(jī)器人，身穿黃色僧袍，能講佛經(jīng)，會賣萌耍寶，口頭禪是“我要先去問一問師父”。

 

　　2015年世界機(jī)器人大會中，工業(yè)機(jī)器人所占比例最大為60%，服務(wù)類機(jī)器人占30%，特種機(jī)器人（如家務(wù)機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、排爆機(jī)器人、偵察機(jī)器人、戰(zhàn)場機(jī)器人）約占10%。而在今年的展會上，工業(yè)機(jī)器人所占比例降到了40%，服務(wù)類機(jī)器人占比擴(kuò)充到30%-35%，特種機(jī)器人占比20%-25%。善解人意的情感機(jī)器人，今后將在醫(yī)院門診、病房甚至普通家庭，發(fā)揮越來越重要的作用。