Nature世界首例：医生使用远程操控的人形机器人进行实时手术

研究人员在7月8日出版的《自然》杂志上报告称，他们首次利用两台远程操控的人形机器人完成了临床前试验中的两台手术。这项研究是加州大学圣地亚哥分校的一个工程师团队和一个外科医生团队合作的成果。

　　

在一次手术中，由人形机器人和一名担任助手的外科医生组成的人机协作团队成功完成了胆囊切除术。另一次成功的手术则是由两台人形机器人组成的机器人协作团队共同完成的。这两例手术均在大型非灵长类哺乳动物身上进行。 

研究人员表示，这项概念验证实验是向手术室引入人形机器人迈出的第一步。这些机器人最初可以辅助手术，之后可以在外科医生的远程操控下独立完成手术。 

加州大学圣地亚哥分校电子与计算机工程系教授、该论文的资深作者之一迈克尔·叶表示，外科医生短缺与患者需求不断增长同时出现，导致等待时间延长、就医机会减少以及医疗保健差距扩大。“远程操控的自主人形机器人具有巨大的潜力，能够显著提高患者获得关键手术的机会，而这些手术原本是他们无法获得的。这不仅有助于解决美国的医疗保健危机，而且对全球也大有裨益。” 

研究人员表示，与只能执行单一功能的专用机器人手术系统不同，人形机器人用途广泛，可用于执行各种手术和日常任务。此外，这些机器人也更容易部署在偏远地区和其他复杂环境中，而多功能性在这些环境中至关重要。 

“这项研究表明，人形机器人在外科手术领域拥有切实可行的未来。你可以想象，这些机器人可以部署在人员配备困难的偏远社区，或者在搜救等艰苦环境中，在短时间内大规模部署野战医疗力量，”加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院的教员叶教授说道。 

在手术室中使用人形机器人有哪些好处？ 

事实上，人形机器人可以解决医疗保健领域的一个重大问题：医疗服务获取。

专业的机器人手术系统通常配备三到四个机械臂、专用工具和专有软件。这些系统重约1800磅（约818公斤），需要庞大的团队进行安装，并且占用手术室的大量空间，通常需要对手术室进行改造才能容纳它们。相比之下，人形机器人更加灵活紧凑。本研究中使用的机器人，昵称“Surgie”，身高5英尺（约1.5米），重60磅（约27公斤）。这些相对轻便紧凑的机器人在偏远、资源匮乏的地区尤其有用。Yip表示，在这些地区，为机器人手术系统建造专用手术室或寻找大型团队来操作专用设备将耗资巨大。

与典型的机器人手术系统不同，人形机器人可以无缝地融入手术室。研究人员表示，虽然他们确实需要制造适配器才能让Surgie握持传统的手术工具，但控制人形机器人也感觉更加自然，尤其对于那些没有接受过专业系统培训的人来说更是如此。 “我们很惊讶 Surgie 与我们的工作空间和工作流程融合得如此完美，”该研究的共同作者、加州大学圣地亚哥分校医学院普通外科住院医师 Nikita Thareja 医学博士说。 

加州大学圣地亚哥分校医学院外科助理教授刘尚雷医学博士表示，由远程操控的人形机器人执行的手术与由远程操控的手术机器人系统执行的手术一样精确。刘尚雷博士是该论文的资深作者之一，他在研究期间远程操控了机器人。 

“它的成本和占用手术室空间都只有手术室的一小部分。因此，它很容易部署，从农村地区到战场，甚至到太空，”刘教授说道，他同时也是舒谦-吉恩·莱生物工程系的成员。 

接下来会怎样？

远程手术仍有几个问题需要解决。手术过程中，机器人需要多次重新校准。因此，手术时间比使用现有专用手术系统要长得多。但刘教授表示，这种情况在早期专用机器人系统中也很常见，而且随着时间的推移，情况可能会有所改善。首例机器人腹腔镜手术耗时六小时；现在只需30分钟。  

延迟——外科医生移动控制器和机器人移动之间的延迟——是该团队在探索向偏远社区进行远程手术时正在努力改进的问题。

研究人员还看到了Surgie的另一种用途。由于它能够行走并完成人类能做的大部分体力活动，因此它可以为外科医生取用器械，并在手术后清理手术室。 

“我们的目标之一是开发自主手术助手，”叶先生说。“许多社区都面临手术团队人手不足的问题，这意味着患者无法得到治疗。我们的目标是打造未来的手术室，让类人机器人和人类医生并肩工作，组成一个一体化的团队，为有需要的患者提供手术服务，无论是在传统的医院环境中，还是在非传统的野战医疗场景中。”

研究人员强调，如果没有工程师和外科医生之间的密切合作，这项工作是不可能完成的，加州大学圣地亚哥分校未来外科中心也发挥了重要作用。 

“这项成就体现了将工程师和外科创新者聚集在一起，在我们世界一流的培训和研究实验室中解决重要临床问题的强大力量，”加州大学圣地亚哥分校医学院外科副教授、未来外科中心临时主任瑞安·布罗德里克医学博士表示。“我们的中心提供了一个平台，将工程创新与临床专业知识相结合，使变革性理念能够得到严格的开发、测试和完善。”