在中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院，一臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人即將投入使用。這臺(tái)手術(shù)機(jī)器人只需在患病部位打上幾個(gè)孔，就可以進(jìn)行手術(shù)，而不會(huì)像人工手術(shù)那樣，需要更大的操作面，對(duì)患者造成的創(chuàng)傷會(huì)更小。

人類正在制造大批的機(jī)器人，來(lái)幫助我們完成工作?；蛟S未來(lái)，生活中的大多數(shù)工作，都會(huì)由機(jī)器人來(lái)完成。機(jī)器人時(shí)代來(lái)臨了，你感覺到了嗎？

提到機(jī)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(jī)器人，汽車制造是機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。事實(shí)上，目前機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常驚人，機(jī)器人開始出現(xiàn)在我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域，機(jī)器人時(shí)代已經(jīng)悄無(wú)聲息的來(lái)到我們身邊。

看得見的未來(lái)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(jìn)技術(shù)研究院，我們?cè)噲D從那些即將投入使用的機(jī)器人身上，探尋未來(lái)機(jī)器人時(shí)代無(wú)限的應(yīng)用可能。

手術(shù)機(jī)器人

據(jù)該項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人謝毅介紹，這臺(tái)機(jī)器人能滿足醫(yī)生任何手部動(dòng)作的需求，與人手的關(guān)節(jié)相比，它的運(yùn)動(dòng)空間更大，同時(shí)也更加的靈活，可以完成人手達(dá)不到的手術(shù)過(guò)程。謝毅表示“傳統(tǒng)手術(shù)至少需要兩到三個(gè)人，但是這臺(tái)機(jī)器人至少有三個(gè)臂甚至四個(gè)臂，所以它可以一人操作多個(gè)臂，這就更加的高效，也更加的安全。”

該項(xiàng)目的機(jī)械主管鄒錢生對(duì)這臺(tái)手術(shù)機(jī)器人的構(gòu)造和工作原理做了更為詳實(shí)的介紹。這臺(tái)手術(shù)機(jī)器人包括醫(yī)生操作的主控臺(tái)、機(jī)械手臂和3D視覺成像系統(tǒng)等幾個(gè)部分，主刀醫(yī)生在手術(shù)的過(guò)程中，只需要通過(guò)主控臺(tái)就能操作機(jī)械手臂進(jìn)行手術(shù)，而3D視覺成像系統(tǒng)則在這個(gè)過(guò)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(gè)器械，旁邊有一個(gè)輔助的人，或者拿著一個(gè)內(nèi)窺鏡在那兒看著屏幕做手術(shù)，這種情況如果長(zhǎng)時(shí)間站著就會(huì)很累。而且醫(yī)生的手部有抖動(dòng)，造成不精確性，以后醫(yī)生做手術(shù)的過(guò)程中有杠桿原理，這就更無(wú)法精確地夾到目標(biāo)物?！倍@臺(tái)手術(shù)機(jī)器人的出現(xiàn)將在很大程度上完全解決這些問(wèn)題。

不過(guò)，目前這臺(tái)手術(shù)機(jī)器人仍存在諸如視覺成像延遲的問(wèn)題，而且手術(shù)距離越遠(yuǎn)延遲就越長(zhǎng)，這是鄒錢生和團(tuán)隊(duì)仍需要解決的問(wèn)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(huì)造成延遲，就會(huì)造成病人一些多余的情況出現(xiàn)，比如出血、沒有及時(shí)完成縫合等等，所以我們要解決遠(yuǎn)距離延時(shí)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(shí)現(xiàn)5倍10倍的變焦，醫(yī)生能觀測(cè)到更加細(xì)致準(zhǔn)確的影像。如果5G時(shí)代到來(lái)后，通信進(jìn)入更低延時(shí)的環(huán)境，那么像這樣手術(shù)機(jī)器人將可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(guó)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(wèn)題。手術(shù)機(jī)器人的手部振動(dòng)過(guò)濾的功能也會(huì)大大提升手術(shù)的穩(wěn)定性。

醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)

實(shí)際上醫(yī)療領(lǐng)域的機(jī)器人市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)，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(jī)器人營(yíng)收規(guī)模達(dá)到81億美元，預(yù)計(jì)2020年全球醫(yī)療機(jī)器人營(yíng)收規(guī)模將達(dá)124億美元。世界上很多機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)和創(chuàng)新企業(yè)都在積極推進(jìn)醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展，一些技術(shù)領(lǐng)先的產(chǎn)品價(jià)格非常昂貴。

中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院手術(shù)機(jī)器人項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人謝毅介紹，醫(yī)療機(jī)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(jī)器人。但目前手術(shù)機(jī)器人的價(jià)格依舊昂貴，比如針對(duì)腹腔的手術(shù)機(jī)器人只有進(jìn)口的產(chǎn)品，一臺(tái)的價(jià)格高達(dá)兩三千萬(wàn)，并且還有耗材的費(fèi)用，另外每年維護(hù)費(fèi)用也在20多萬(wàn)美元。謝毅希望能夠盡快研發(fā)出國(guó)產(chǎn)的手術(shù)機(jī)器人，并預(yù)計(jì)未來(lái)市場(chǎng)價(jià)格在500萬(wàn)到1千萬(wàn)之間，僅為進(jìn)口價(jià)格的一半到三分之一。

謝毅和他的團(tuán)隊(duì)的研發(fā)還在繼續(xù)，他們希望這臺(tái)手術(shù)機(jī)器人具備更強(qiáng)的能力和安全性?！鞍踩允欠浅Ｖ匾囊粋€(gè)考核指標(biāo)，所以我們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，重點(diǎn)考慮安全性問(wèn)題。我們通過(guò)這么幾個(gè)層面進(jìn)行保障，第一是機(jī)械層面，比如我們做了機(jī)械限位，這樣就能保證它的運(yùn)動(dòng)范圍在一定范圍之內(nèi)，另外電子我們也是進(jìn)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(shuō)最大運(yùn)動(dòng)速度加速度范圍這樣的限制，還有就是通過(guò)高質(zhì)量的軟件編程。通過(guò)這幾個(gè)層面的保證，我們對(duì)整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的安全性非常有信心?！?/p>

不過(guò)謝毅也補(bǔ)充說(shuō)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(lái)說(shuō)，確實(shí)也會(huì)出現(xiàn)故障的時(shí)候。我們也設(shè)計(jì)了一套緊急按鈕的機(jī)制，在旁邊的護(hù)士或者醫(yī)生一旦發(fā)現(xiàn)異常，可以及時(shí)地終止這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)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(shuō)可以做它的圖象的智能識(shí)別與輔助?！?/p>

醫(yī)療機(jī)器人需要多久就會(huì)普及，我們并不清楚，在關(guān)乎生命的重要時(shí)刻，你是否會(huì)信任機(jī)器人？每個(gè)人的心中都有自己的答案，不過(guò)我們要對(duì)技術(shù)多一些寬容，才會(huì)迎來(lái)發(fā)展。

未來(lái)，人類將和越來(lái)越多的機(jī)器人合作共事，甚至共生。人們能夠升級(jí)身體的部位，使其具備驚人的能力。這樣的電影場(chǎng)景我們并不陌生。當(dāng)人們失去肢體的運(yùn)動(dòng)能力或衰老,機(jī)械假肢也許會(huì)重新支撐起我的生活。在現(xiàn)實(shí)生活中，也有類似的產(chǎn)品正在發(fā)展。

外骨骼機(jī)器人

中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院，正在進(jìn)行一項(xiàng)改變行動(dòng)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(jī)器人。據(jù)該研究院的高級(jí)工程師王燦博士介紹，外骨骼機(jī)器人從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)分可以分為三類，第一類是軍事用途，主要是在戰(zhàn)場(chǎng)上增強(qiáng)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(hù)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(tuán)隊(duì)最早做項(xiàng)目。

過(guò)去幾年，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院智能仿生中心的外骨骼機(jī)器人已經(jīng)經(jīng)歷了幾次迭代，目前，第三代的外骨骼機(jī)器人可以通過(guò)使用者雙手的拐杖來(lái)實(shí)現(xiàn)使用者對(duì)外骨骼機(jī)器人的控制?！肮照鹊淖饔镁褪瞧胶猓?yàn)榻匕c病人下肢沒有知覺，要靠機(jī)器來(lái)帶動(dòng)，機(jī)器行走的時(shí)候，人的上身又是在動(dòng)的，所以重心很難把握。通過(guò)拐杖，可以實(shí)現(xiàn)每時(shí)每刻的平衡，三點(diǎn)決定一個(gè)平面，這就是提高它的穩(wěn)定性和安全性?！睂?duì)于目前的外骨骼機(jī)器人為何仍需要拐杖，智能仿生中心的高級(jí)工程師彭安思解釋道。

現(xiàn)階段的外骨骼機(jī)器人已經(jīng)可以幫助行動(dòng)障礙的人們實(shí)現(xiàn)再次行走的夢(mèng)想，不過(guò)病人的雙手并沒有被解放。想要解放行動(dòng)障礙者的雙手，就要解決平衡的問(wèn)題。智能仿生中心的研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在將這個(gè)難題一點(diǎn)點(diǎn)解開，沒有拐杖的自平衡機(jī)器人是他們未來(lái)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(gè)方向的助力，膝關(guān)節(jié)一個(gè)方向的助力，以及踝關(guān)節(jié)兩個(gè)方向的助力，人體總共具有10個(gè)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)。外骨骼機(jī)器人可以在最大程度上模擬人的整體行走運(yùn)動(dòng)，在使用過(guò)程中，可以通過(guò)一些算法實(shí)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(lái)保持平衡了?！?/p>

不過(guò)何勇也坦言，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(lái)，何勇他們希望通過(guò)一種穿戴式的腦內(nèi)檢測(cè)設(shè)備，讓穿戴這套外骨骼機(jī)器人患者通過(guò)意念或者想象力來(lái)控制運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

讓行動(dòng)障礙者可以用自己的意念控制外骨骼機(jī)器人，像普通人一樣自如的行走，聽起來(lái)讓人期待。也許未來(lái)，就是這樣。外骨骼機(jī)器人的發(fā)展就像人肢體的延伸，使用穿戴式外骨骼機(jī)器人，就好像動(dòng)自己的手，動(dòng)自己的腳一樣，它能夠根據(jù)你的運(yùn)動(dòng)和你的運(yùn)動(dòng)意圖，來(lái)自己做出反應(yīng)，隨時(shí)都可以助力你，而不是妨礙你。未來(lái)外骨骼還可能會(huì)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(jī)器人時(shí)代來(lái)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(qǐng)給技術(shù)多一些寬容。