一台身高1.5米、体重27公斤的通用人形机器人,握着一把普通腹腔镜手术器械,在一头活体猪身上完成了胆囊切除。7月8日,这项成果登上《自然》(Nature)杂志。论文第一作者是加州大学圣迭戈分校的00后中国博士生梁泽楷。

一、两台手术,两种模式

加州大学圣迭戈分校研究团队用宇树G1人形机器人完成了两台活体猪腹腔镜胆囊切除手术。

第一台:单台主刀,医生辅助。一台G1主刀,一名人类外科医生站在机器人旁担任助手,全程56分钟,未出现严重并发症。

第二台:双机协同,全程无人干预。两台G1配合作业——一台持内窥镜当“眼睛”,一台操作器械主刀,全程不用人工上手干预,32分钟完成。术中的渗血、胆汁溢出等小状况,机器人都跟着处理好了。两台手术均未中途转为传统腹腔镜或开腹手术。

研究团队搭建了一套基于通用手术器械的人形机器人腹腔镜遥操作系统。外科医师操控搭载电脑的主控操作台,配备立体头显设备实时观察操作视野,设有脚踏开关切换手部动作与器械运动的联动状态。操作者的手部动作被无缝转化为机器人腕部手术器械的控制指令。

手术步骤完整走完了标准微创手术流程:牵拉组织、解剖分离、夹闭血管、将胆囊从肝脏组织剥离取出。

二、通用人形机器人,干专用设备的活

传统手术机器人标杆是达芬奇系统,一套造价高达数百万美元,整机八百多公斤,需专门改造手术室。宇树G1基础版售价不足2万美元,整机仅27公斤,一个人就能推着走,不用专门改手术室。加州大学圣迭戈分校医学院教授Shanglei Liu表示,成本只是传统方法的几分之一,所需空间也小得多。

G1操纵的是人类医生使用的普通腹腔镜手术器械,无需定制专用手术工具。手术用机选配了宇树Dex3三指力控灵巧手,每根手指内置多个驱动关节,能稳定握持、操纵手术器械。机器人搭载的3D激光雷达和深度相机对手术任务非常实用。

研究团队选用宇树G1,主要是因为它是当时市场上较容易获得的商用选项之一。研究重点在于人形机器人的仿人外形,而非特定平台。

三、从实验室到手术室,还有多远?

研究团队明确表示,这套体系距离投入临床应用仍面临诸多技术难题。在人形机器人临床部署之前,还要在精度、灭菌、安全性、监管审批和大规模验证等方面进一步改进。

手术过程中,机器人需要多次校准,花费时间比现有的专业手术机器人更长。此外,机器人通过线缆连接固定以防倾倒,也增加了工作难度。

加州大学圣迭戈分校团队看好通用机器人用作手术操刀者的前景,预测它将在不久后突破限制、走入应用。论文第一作者梁泽楷也强调,要让人形机器人真正应用于人类患者的临床实践,还需要相当长的时间。

四、里程碑的意义

这次试验的价值不在于“机器人已经可以给人做手术了”,而在于验证了一条新路:用消费级量产的通用人形机器人硬件,干以前专用高端设备才能干的活。

通用人形机器人能行走、能穿梭走廊、能步入手术室并完成多种任务。而达芬奇是定制设计的固定式平台,仅专精手术操刀。全世界大约半数人口生活在外科医生短缺的地方。如果通用人形机器人的手术方案成熟、成本降到基层医院能承受的程度,相当于把顶级外科医生的能力通过机器人复制到偏远地区——这才是这项研究真正的想象空间。