曾經(jīng)，說到機器人就會聯(lián)想起它們冰冷機械零件堆砌出的外表，生硬的機器語言，受人類操控為人類服務；現(xiàn)如今，人工智能等技術賦予機器人以“個性”，一個個形態(tài)萬千，功能迥異的機器人出現(xiàn)在了人們的日常生活中。

本文將聚焦醫(yī)療機器人領域，美國著名腫瘤外科專家、虛擬手術創(chuàng)始人Dr． Shafi Ahmed曾表示：“手術機器人替代外科醫(yī)生只是個時間問題，未來外科手術室里不會再有一群醫(yī)生從早到晚有做不完的手術了�！�

你知道么？早在1985年，美國人就嘗試用Puma560工業(yè)機器人輔助進行腦組織活檢，這是手術機器人最初的雛形和探索；在80年代末90年代初，誕生了以RoboDoc外科手術機器人為代表的專門用于手術的外科機器；1994年，美國Computer Motion公司研制的伊索（Aesop）持鏡機器人可以模仿人手臂功能，取消了對輔助人員手動控制內窺鏡的需要，實現(xiàn)比人為控制更精確一致的鏡頭運動，為醫(yī)生提供直接、穩(wěn)定的視野（至2014年，外科醫(yī)師已經(jīng)應用伊索機器人在全球做了超過7．5萬例次微創(chuàng)手術）；1999年1月9日，美國Intuitive Surgical公司發(fā)布了達芬奇外科手術機器人系統(tǒng)，2000年被美國藥監(jiān)局正式批準投入使用認證，成為全球首套可以在腹腔手術中使用的機器人手術系統(tǒng)。

去年，一臺名為STAR（Smart Tissue Autonomous Robot，以下簡稱STAR機器人）的醫(yī)療機器人問世，并且迅速占據(jù)了更大科技媒體頭條，為什么？因為它是全球第一臺可以自主處理軟組織的手術機器人，通過專門的算法程序自主完成操作，能避免手術中可能出現(xiàn)的人為差錯。這也標志著外科手術無人化向前邁進了一大步。

STAR自主手術機器人

STAR機器人背景揭秘

STAR機器人是由美國華盛頓兒童國家健康系統(tǒng)（Children＇s National Health System）的Peter C． Kim團隊研發(fā)。經(jīng)過長達7年之久的探索和磨合訓練，Kim團隊整合了近紅外熒光（NIRF）標記和3D光場成像技術，解決了成像問題。這套成像系統(tǒng)通過捕捉組織器官的光場信息，生成3D立體影像。有了這套成像系統(tǒng)，STAR就可以在整個手術過程中，準確而不受限制地監(jiān)測目標組織的運動和變化。STAR就像就有了“眼睛”，它知道哪個組織是它手術的目標，哪個是不能碰的。為了配合STAR的這套成像系統(tǒng)，Kim團隊又自主創(chuàng)新的研發(fā)了一套智能算法。這套算法不僅可以制定手術方案，它還可以根據(jù)成像系統(tǒng)傳回的信息，判斷組織的變化，進而對手術方案作出調整。

STAR機器人將自主完成手術全過程，醫(yī)生并不參與操控，只需要站在旁邊監(jiān)督。為了應對緊急情況，醫(yī)生可以隨時暫停機器人的工作。

它已經(jīng)做了兩次豬腸縫合手術，一次在活體外，一次在活體內，均取得成功。在2017智能機器人與系統(tǒng)國際學術會議（IROS 2017）上，STAR研發(fā)團隊展示了STAR機器人最新的研究結果：相比起專業(yè)的外科醫(yī)生，機器人也能夠更精確地切開組織，對周圍的組織損傷也更小。

STAR機器人的“豬肉組織切割實驗”

美國馬里蘭大學機械工程學院副教授Axel Krieger參與了這項研究，他說：“我真的相信機器人做手術是外科的發(fā)展趨勢。”

為開展研究，研究人員到肉店買了豬的三種組織：豬皮、脂肪和豬肉。在比較STAR機器人和外科醫(yī)生做手術之前，首先有必要證實STAR機器人能夠精確切割這三種不規(guī)則軟組織，因為這些軟組織彈性大，滑動性大，切割時極易產(chǎn)生誤差。