機器人進入手術(shù)室，懸壺濟世的時代來臨?
機器人商城智能科技2020年提供自動化零件，工控產(chǎn)品，工業(yè)機器人，以及機器人零部件、機械元件以及氣動元件等。機器人商城，一站式機器人采購平臺
騰訊《深網(wǎng)》作者 馬關(guān)夏 康路
人類正在制造大批的機器人，來幫助我們完成工作?；蛟S未來，生活中的大多數(shù)工作，都會由機器人來完成。機器人時代來臨了，你感覺到了嗎？
提到機器人，應(yīng)用最多的應(yīng)該是工廠中高速作業(yè)的工業(yè)機器人，汽車制造是機器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。事實上，目前機器人技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常驚人，機器人開始出現(xiàn)在我們生活中的各個領(lǐng)域，機器人時代已經(jīng)悄無聲息的來到我們身邊。
看得見的未來第七期，騰訊新聞節(jié)目組走訪了中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院和中科院深圳先進技術(shù)研究院，我們試圖從那些即將投入使用的機器人身上，探尋未來機器人時代無限的應(yīng)用可能。
手術(shù)機器人
在中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院，一臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腹腔微創(chuàng)手術(shù)機器人即將投入使用。這臺手術(shù)機器人只需在患病部位打上幾個孔，就可以進行手術(shù)，而不會像人工手術(shù)那樣，需要更大的操作面，對患者造成的創(chuàng)傷會更小。
據(jù)該項目的技術(shù)負責(zé)人謝毅介紹，這臺機器人能滿足醫(yī)生任何手部動作的需求，與人手的關(guān)節(jié)相比，它的運動空間更大，同時也更加的靈活，可以完成人手達不到的手術(shù)過程。謝毅表示“傳統(tǒng)手術(shù)至少需要兩到三個人，但是這臺機器人至少有三個臂甚至四個臂，所以它可以一人操作多個臂，這就更加的高效，也更加的安全?！?/p>
該項目的機械主管鄒錢生對這臺手術(shù)機器人的構(gòu)造和工作原理做了更為詳實的介紹。這臺手術(shù)機器人包括醫(yī)生操作的主控臺、機械手臂和3D視覺成像系統(tǒng)等幾個部分，主刀醫(yī)生在手術(shù)的過程中，只需要通過主控臺就能操作機械手臂進行手術(shù)，而3D視覺成像系統(tǒng)則在這個過程中充當(dāng)了醫(yī)生的眼睛。
鄒錢生解釋道“傳統(tǒng)的醫(yī)生是站在病床旁邊，手上拿著兩個器械，旁邊有一個輔助的人，或者拿著一個內(nèi)窺鏡在那兒看著屏幕做手術(shù)，這種情況如果長時間站著就會很累。而且醫(yī)生的手部有抖動，造成不精確性，以后醫(yī)生做手術(shù)的過程中有杠桿原理，這就更無法精確地夾到目標(biāo)物。”而這臺手術(shù)機器人的出現(xiàn)將在很大程度上完全解決這些問題。
不過，目前這臺手術(shù)機器人仍存在諸如視覺成像延遲的問題，而且手術(shù)距離越遠延遲就越長，這是鄒錢生和團隊仍需要解決的問題?！氨热缡中g(shù)那邊醫(yī)生已經(jīng)歸位，這邊還沒有完成，就會造成延遲，就會造成病人一些多余的情況出現(xiàn)，比如出血、沒有及時完成縫合等等，所以我們要解決遠距離延時的情況?！编u錢生表示。
3D立體成像系統(tǒng)可以提供立體視覺信息，還可以實現(xiàn)5倍10倍的變焦，醫(yī)生能觀測到更加細致準(zhǔn)確的影像。如果5G時代到來后，通信進入更低延時的環(huán)境，那么像這樣手術(shù)機器人將可以實現(xiàn)遠程的手術(shù)，患者和醫(yī)生可以在不同的城市，甚至可以在不同的國家。這或許也可以在一定程度上緩解醫(yī)療資源分布不均的問題。手術(shù)機器人的手部振動過濾的功能也會大大提升手術(shù)的穩(wěn)定性。
醫(yī)療機器人行業(yè)
實際上醫(yī)療領(lǐng)域的機器人市場正在快速增長，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示，2015年全球醫(yī)療機器人營收規(guī)模達到81億美元，預(yù)計2020年全球醫(yī)療機器人營收規(guī)模將達124億美元。世界上很多機器人研發(fā)團隊和創(chuàng)新企業(yè)都在積極推進醫(yī)療機器人的發(fā)展，一些技術(shù)領(lǐng)先的產(chǎn)品價格非常昂貴。
中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院手術(shù)機器人項目技術(shù)負責(zé)人謝毅介紹，醫(yī)療機器人目前在大類上主要分為用于腦部手術(shù)、眼部手術(shù)、骨科以及腹腔的手術(shù)機器人。但目前手術(shù)機器人的價格依舊昂貴，比如針對腹腔的手術(shù)機器人只有進口的產(chǎn)品，一臺的價格高達兩三千萬，并且還有耗材的費用，另外每年維護費用也在20多萬美元。謝毅希望能夠盡快研發(fā)出國產(chǎn)的手術(shù)機器人，并預(yù)計未來市場價格在500萬到1千萬之間，僅為進口價格的一半到三分之一。
謝毅和他的團隊的研發(fā)還在繼續(xù)，他們希望這臺手術(shù)機器人具備更強的能力和安全性?！鞍踩允欠浅Ｖ匾囊粋€考核指標(biāo)，所以我們在整個系統(tǒng)設(shè)計之初，重點考慮安全性問題。我們通過這么幾個層面進行保障，第一是機械層面，比如我們做了機械限位，這樣就能保證它的運動范圍在一定范圍之內(nèi)，另外電子我們也是進行了雙備份，比如它的關(guān)節(jié)的傳感器也是兩套，這樣的話一套失靈以后，能夠保證另一套能夠正常工作。還有軟件和控制層面，我們也做了比如說最大運動速度加速度范圍這樣的限制，還有就是通過高質(zhì)量的軟件編程。通過這幾個層面的保證，我們對整個機器人系統(tǒng)的安全性非常有信心?！?/p>
不過謝毅也補充說到“當(dāng)然任何一套系統(tǒng)都沒有辦法做到100%的安全可靠，從概率角度來說，確實也會出現(xiàn)故障的時候。我們也設(shè)計了一套緊急按鈕的機制，在旁邊的護士或者醫(yī)生一旦發(fā)現(xiàn)異常，可以及時地終止這個系統(tǒng)的運行，人為地介入，人為地干預(yù)。我們也希望能夠做到更加小型化，另外提高它的智能化，比如說可以做它的圖象的智能識別與輔助?！?/p>
醫(yī)療機器人需要多久就會普及，我們并不清楚，在關(guān)乎生命的重要時刻，你是否會信任機器人？每個人的心中都有自己的答案，不過我們要對技術(shù)多一些寬容，才會迎來發(fā)展。
未來，人類將和越來越多的機器人合作共事，甚至共生。人們能夠升級身體的部位，使其具備驚人的能力。這樣的電影場景我們并不陌生。當(dāng)人們失去肢體的運動能力或衰老,機械假肢也許會重新支撐起我的生活。在現(xiàn)實生活中，也有類似的產(chǎn)品正在發(fā)展。
外骨骼機器人
中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院，正在進行一項改變行動障礙者生活的嘗試，研究人員開發(fā)了最新一款供截癱病人使用的外骨骼機器人。據(jù)該研究院的高級工程師王燦博士介紹，外骨骼機器人從應(yīng)用領(lǐng)域來分可以分為三類，第一類是軍事用途，主要是在戰(zhàn)場上增強單兵作戰(zhàn)能力；第二類是助力和助行，主要是降低人的疲勞和保護人的關(guān)節(jié)；第三類是醫(yī)療康復(fù)，這也是王燦博士和他的團隊最早做項目。
過去幾年，中科院深圳先進技術(shù)研究院智能仿生中心的外骨骼機器人已經(jīng)經(jīng)歷了幾次迭代，目前，第三代的外骨骼機器人可以通過使用者雙手的拐杖來實現(xiàn)使用者對外骨骼機器人的控制?！肮照鹊淖饔镁褪瞧胶?，因為截癱病人下肢沒有知覺，要靠機器來帶動，機器行走的時候，人的上身又是在動的，所以重心很難把握。通過拐杖，可以實現(xiàn)每時每刻的平衡，三點決定一個平面，這就是提高它的穩(wěn)定性和安全性?！睂τ谀壳暗耐夤趋罊C器人為何仍需要拐杖，智能仿生中心的高級工程師彭安思解釋道。
現(xiàn)階段的外骨骼機器人已經(jīng)可以幫助行動障礙的人們實現(xiàn)再次行走的夢想，不過病人的雙手并沒有被解放。想要解放行動障礙者的雙手，就要解決平衡的問題。智能仿生中心的研發(fā)團隊正在將這個難題一點點解開，沒有拐杖的自平衡機器人是他們未來研究的方向。
智能仿生中心的工程師何勇表示“人體的髖關(guān)節(jié)可以提供兩個方向的助力，膝關(guān)節(jié)一個方向的助力，以及踝關(guān)節(jié)兩個方向的助力，人體總共具有10個驅(qū)動關(guān)節(jié)。外骨骼機器人可以在最大程度上模擬人的整體行走運動，在使用過程中，可以通過一些算法實現(xiàn)自平衡的行走，而不再需要那些拐杖，或者手推車的外部支撐來保持平衡了。”
不過何勇也坦言，整個系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜程度較之前高很多，控制變量的大幅增加是目前面臨的主要困難。未來，何勇他們希望通過一種穿戴式的腦內(nèi)檢測設(shè)備，讓穿戴這套外骨骼機器人患者通過意念或者想象力來控制運動狀態(tài)。
讓行動障礙者可以用自己的意念控制外骨骼機器人，像普通人一樣自如的行走，聽起來讓人期待。也許未來，就是這樣。外骨骼機器人的發(fā)展就像人肢體的延伸，使用穿戴式外骨骼機器人，就好像動自己的手，動自己的腳一樣，它能夠根據(jù)你的運動和你的運動意圖，來自己做出反應(yīng)，隨時都可以助力你，而不是妨礙你。未來外骨骼還可能會變得更加輕便，也許就像一件大衣，而不是我們現(xiàn)在看到的由笨重的構(gòu)建組成。
機器人時代來臨了，你感覺到了嗎？你是歡迎還是排斥；是恐懼還是好奇？不管你怎么想，請給技術(shù)多一些寬容。
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