2.3 特种机器人

它们神通广大，无所不能：上九天揽月，下五洋捉鳖，救人于水火，决胜千里之外。

在现实生活中，它们扮演着各种各样的角色，代替人类在恶劣严酷的环境中执行复杂多变的任务。它们是机器人家族中最酷的成员——特种机器人。

1．机器人医生

机器人当医生，为什么不呢？拥有专业医疗知识的机器人，会分析人们身体出现了什么样的问题，应该采取哪些医疗措施以及应该如何康复等。它们也可以取代现代的医疗设备，直接对病灶进行治疗，对症下药。由于不会受到患者情绪波动的影响，机器人医生的出现还会减少很多不必要的医患矛盾。

早在 2011 年，IBM 公司开发的超级计算机“沃森”就介入了医疗领域。通过预先存储的数据信息和人工智能技术，“沃森”可以根据病人的病症和病史给出综合化的诊断意见以及治疗方案。随后，美国保健服务提供商 Wellpoint 公司与 IBM 签署了一项协议，这也是“沃森”获得的第一份工作。它的主要任务是帮助那些护士们完成复杂病例的分类整理工作，同时审查相关的医疗请求。2014 年，德州大学安德森癌症中心采用“沃森”

处理癌症问题。这次沃森被用来对患者的病历和实验室数据进行标准化处理，同时为研究数据的收集和整合提供力所能及的帮助。此外，梅奥诊所、泰国康民国际医院、纽约斯隆—凯特林医院、克利夫兰诊所等也采用“沃森”系统提高其业务水平。

事实上，机器人在医疗领域的应用远远不只这些。传统外科手术不仅需要医生们高超的医术，也需要整个手术团队精准而高效的配合。通常，一台手术结束，医护人员都会筋疲力尽。现在，手术机器人的出现改变了这一切。那些复杂精细的手术操作可以交给机器人完成，医生们只需要轻松操作机器人就好。

目前，全球手术机器人主要分为软组织手术机器人和骨科手术机器人两类。从事软组织手术机器人研发的企业主要有美国计算机运动公司（Computer Motion）、美国直觉外科公司（Intuitive Surgical）、瑞典医疗机器人公司（Medical Robotics）等，从事骨科手术机器人研发的企业主要有以色列 Mazor 公司和我国的天智航医疗科技公司。这几家公司都已经获得了医疗机器人的注册许可证，其产品可以进入医院为广大患者提供服务。

软组织手术机器人的操作对象是心脏、肝、胆、胃等机体软组织，最著名的当属美国直觉外科公司研发的达·芬奇机器人手术系统，如图 2-39 所示。达·芬奇机器人手术系统由外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统三部分组成，能以微创法实施复杂的外科手术。临床应用结果表明，利用机器人进行手术具有更高的精确性、更好的操控。表 2-2 比较了传统开放手术、传统腹腔镜手术和达芬奇机器人手术的技术特点。截至 2016 年年底，我国已引进近 40 台达·芬奇机器人手术系统。国内的天津大学也研发出了具有自主知识产权的微创外科手术机器人系统“妙手 S”。目前，“妙手 S”已进入临床试验阶段。

图2-39 达·芬奇机器人手术系统

表 2-2 三种外科手术技术特点的比较

骨科手术机器人可以针对各种骨科创伤开展手术治疗。以色列 Mazor 公司研制的脊椎外科手术机器人 Spine Assistant，其装配的辅助定位能解决脊柱微创外科手术中的高精度定位问题。我国天智航医疗科技公司研制的骨科手术机器人（见图 2-40）能处理长骨骨折、股骨颈骨折、骨盆骨折等骨创伤，手术精度可达到 0.8 毫米，使患者减少术中辐射达 70% 以上，提高手术效率达 20% 以上，并可减少术中失血量和组织微创。截至 2016年年底，该骨科机器人已完成两千多例临床手术。

图2-40 天智航的骨科手术机器人

我们再来看看另外一些激动人心的新型医疗机器人。有一种叫做“可重构装配腔内手术系统”的可吞服式机器人（见图 2-41 左图），患者只需要将它们分块吞入腹中，这些机器人就可以自动组装成体。这种技术可以帮助外科医生在不采用腹腔切口的条件下为患者进行手术。此外，还有一种结肠诊疗机器人 Endotics，不需要像常规结肠镜那样伸入患者体内，通过辅助设备自行在肠道内移动（见图 2-41 右图）。这种机器人对肠壁施加的压力较小，从而减轻了患者的痛苦。

图2-41 可吞服式手术机器人（左）和结肠诊疗机器人Endotics（右）

还有更神奇的机器人医生。由加拿大蒙特利尔理工大学等机构研发的新型纳米机器人试剂 Micromotor bots（见图 2-42 左图），能够在血液中自由穿梭，可直接将药物注入癌细胞中，实现对肿瘤的“精准打击”。由德国马克斯普朗克研究所开发的微型机器人Mico-scalops（见图 2-42 右图），可以在血液、眼球液以及其他体液中游泳，可用来输送药物，甚至是修复损伤细胞。

图2-42 Micromotor bots（左）和Mico-scalops（右）

未来，机器人技