拥有“大白”不是梦

郭潮波

“你好，我叫大白，你的私人健康助理”—《超能陆战队》里的大白“萌”获人心，成为全球影迷心中最可爱的形象之一。这只超大号的充气机器人，实际上是一个智能医疗服务助手：电影中，只要一次简单的扫描，大白就能检测出人体的生命指数，并且根据病人的具体情况采取相应的处理措施。而在现实生活中，多少人渴望能和电影中的男主角小宏一样，身边有大白这样的私人健康助理。其实，这并不是电影中虚幻的空想，随着科技的发展，许许多多在医疗健康领域服务的机器人正逐渐走入我们的生活中，帮助我们摆脱疾病困扰，享有健康生活。

今天，笔者就为大家简单介绍一下我们已经接触到或即将降临于我们生活中的医疗机器人，有专门在医院中使用的，也有适合家庭使用的陪护助残机器人。

医院中襄助人类的

医疗机器人

在医院服务的医疗机器人，隶属于专业领域服务机器人，它们在诊断、治疗和康复医疗环节中的应用非常广泛，例如：手术机器人、康复机器人、微型机器人、医院护理机器人等。下面，我们就看看这些机器人分别有哪些“特异功能”，能帮助人们解决哪些问题呢？

手术机器人

手术机器人中最声名显赫的就是达·芬奇手术机器人了，它的机器人系统由全球医疗机器人巨头美国Intuitive Surgical公司研发，主要由医生操作系统、多个机械臂组成的移动平台以及三维成像视频影像系统3部分组成。

在使用该操作系统时，医生可以直接看到由放大10～15倍的三维立体手术视野形成的高清晰影像。医生通过操控手柄，可以直接进行各种如同开放手术一样的动作，这时的机械手臂在患者体内精密地同步重现着医生的动作，并且完全去除人手自然的颤抖，从而加强了外科手术的灵活性、操控性和精确性。

复杂的微创手术，因为机器人的参与变得简单而轻松，大大扩展了微创手术的应用范围。举例来说，在传统的心脏二尖瓣瓣膜手术中，手术切口需长达20余厘米，医生得纵行锯开患者的整个胸骨，创伤较大，出血量较多，术后住院时间要十余天，而患者的胸骨愈合往往需要三个月以上。有了医疗机器人的助力，医生仅会从患者腋下通过肋间隙进行手术，不需锯开胸骨，出血少，疼痛轻，术后刀口可用医用创可贴粘贴保护，大大缩短了术后重症监护时间及住院天数，也在很大程度上减轻了患者的痛苦及经济负担。

在美国，目前由该医疗机器人进行的微创手术还有许多，其参与前列腺手术的比率约占总量的85%，针对恶性肿瘤的子宫全切手术也约占80%的份额，基本代替了传统的开放性手术。

除了达·芬奇手术机器人系统以外，还有很多优秀的手术机器人产品也正在医院中大显身手，例如：GE公司出品的Discovery IGS机器人，能实现手术全程三维影像智能引导，为肿瘤、血管、神经和心脏四大临床手术提供解决方案，从而有效地缩短了手术时间，降低了射线辐射，并减少了造影剂的使用。

在可见的未来，越来越多的手术机器人会出现在医院的手术室中，它们各有“神通”，能在很多方面帮助医生完成精准微创手术，不仅降低病患的手术风险，也能大幅缩短患者术后的康复时间，给人类带来福音。

康复机器人

康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支，目前，已经被广泛地应用到康复治疗、特殊护理和智能义肢方面。

Rewalk是一个由以色列设计制造的外骨骼系统，主要用途是协助下肢瘫痪的患者能够再次站立行走。和许多外骨骼和义肢不同，Rewalk经过磨合训练后，就能按使用者习惯的步伐节奏行走，让使用者感觉自己仿佛在使用正常的肢体一样。

这项技术要归功于Rewalk强大的中央处理系统和高精度传感器，系统能够通过检测重心位置的细微变化控制运动，模仿使用者习惯的自然步伐，并为用户提供适合的行走速度，即便是下肢瘫痪者，也能够借助该系统独立行走。

智能义肢及“器官”机器人是康复服务机器人中的重要类别，近年来创新不断，屡屡有令人惊叹的产品出现。BeBionic仿生手就是其中的杰出代表。BeBionic实际是一只肌电假手，它是如何发生作用的呢？原来，被截肢者的大脑神经会支配残肢肌肉运动，从而产生肌电信号，这些肌电信号被放大后，用来控制微型电机，并最终驱动假手，使它按人的意志运动。这款仿生手具有直感性强、控制灵活和使用方便等优点，也代表着现代智能义肢的发展方向之一。

康复机器人最大的特性是高度个性化。能联通人体神经系统的随意智能义肢，是未来研究的重要方向。

远程医疗辅助机器人

在远程医疗过程中，医生们经常需要通过远程医疗助手了解病人的情况并提供适时的诊疗服务。以RP-VITA机器人为例，医生可通过身边的移动装置，对其进行远程操控，只要点选屏幕上的病房号码或特定地点，RP-VITA机器人可自主导航，并避开障碍物，到达指定地点。

医疗用品运输机器人

目前，全球范围内的护理资源都非常短缺，然而，护士的大量时间却往往被浪费在了领取医疗物资和等待电梯上。运输机器人在医疗物资的领取和分发过程中，不仅可以跨病房，而且能自动出入电梯，进行跨楼层长距离的医疗物资输送。此外，它还可以自动识别药物，自动上锁，避免在运输的过程中出现差错。使用医疗用品运输机器人，可以大大降低护士的劳动强度，提高护理质量。

此外，在医疗废物的收集和运送上，也有许多运输机器人发挥着相当重要的作用。正是因为它的使用，减少了医疗废物对人体的危害，降低了发生事故的概率。

微型医疗机器人

除了前面谈到的围绕在我们身边的医疗机器人之外，还有一类特殊的医疗机器人。它们可以进入我们的身体，在人体内进行诊断和治疗，它们被称为微型医疗机器人。

胶囊微型机器人是微型机器人的典型代表之一。比如，PillCam公司出品的胶囊微型机器人，有着光滑的外表，与普通医药胶囊无异。它的整个系统由3部分组成：胶囊本体、体外接收和处理信号系统、定位与驱动控制系统。在给微型机器人通电之后，患者可以将其像普通胶囊一样吞入体内。进入体内的机器人则随着人体的肠胃蠕动而遍历胃肠道，同时，机器人携带的微型摄像单元会以约5秒一帧的速度拍摄腔道影像，再通过微型无线发射模块以射频信号的形式传送给体外接收装置。这时候，工作人员就可以在接收装置上进行医学观察和诊疗了。

除了这些已经成功应用在临床医疗实践中的产品以外，更多激动人心的设计理念也在不断涌现。例如，最近一种在血管内清除血栓的微型手术机器人已进入了概念设计阶段，并引起了业内的广泛关注。

近年来，对于微型、超微型医疗机器人的研究已经取得了重大进展，未来的医疗机器人甚至有望能在细胞水平上对肿瘤和其他疾病进行治疗。随着纳米技术等其他科学技术的突破，超微型机器人将在医疗及健康管理领域发挥越来越重要的作用。

家庭中堪当重任的

陪护助残机器人

人口老龄化将是21世纪全球人口趋势的突出表现之一，中国的老龄化社会问题尤为突出。如何缓解老年人急需的家庭护理服务与日益短缺的护理资源之间的矛盾，逐步成为全社会关注的热点问题。而护理机器人的出现，将成为解决空巢老人问题的重要手段之一。

护理机器人可以部分承担家庭健康照护的重任，即使老年人的运动能力降低或失能，也可以借助机器人移动或运动身体，增加和外界的信息交流，提高生活质量。当然，不止是照顾老年人，护理机器人还可以帮助一些病患进行康复训练，支持残障人士的日常生活。比如日本开发的照护机器人“Robear”，不但长了一张可爱的熊熊脸，还可以帮助行动不便的病人。它能轻而易举地将病人从床上抬起来移到轮椅上，而且可以给予被照护对象一个温柔的怀抱。

除了予以身体上的帮助，在现实生活中，有些陪护机器人还能起到心理辅导或治疗的作用。借助人工智能，它们能帮助患自闭症的儿童走出阴霾，学习如何理解和处理一些生活中的基本问题，大大提高这些孩子的社交能力。

陪护助残机器人因为需要与被护理对象紧密接触，因此，这类机器人需对安全性、可靠性以及护理知识有较为全面的认知。如何让这类机器人通过自我学习，不断更新知识结构，进而适应新的工作环境，是目前科学家们研究发展的重点。未来，快速发展的大数据和人工智能技术，将会在这方面起到特殊的作用。

引领未来的

云端智能机器人

“大白”之所以能深深打动影迷们的心，还有一个重要的原因：它是仿人机器人。仿人机器人是外形类人的机器人，是个人/家庭服务机器人的最佳形态。它们可以与人类进行信息和情感交流，并利用现存的人居环境（建筑、家具、工具等）为人类服务，较易以“同类”被人类接受。

然而，有研究数据表明：人类大脑运算的能力是当前机器最高运算能力的100万倍，这意味着，要制造出相当于人类运算能力的机器人，它的大脑部分将硕大无比。机器人不可能顶着一个体积如此硕大的脑袋四处移动。因此，仿人机器人面对的最大挑战不是“仿人形”，而是如何“仿人脑”。

目前，解决这个难题的最有可能的方案，是把仿人机器人的“大脑”放在“云”里，使机器人拥有无尽的云端智能，而机器人身体作为终端设备，置于服务现场，实时地接受云端的指令。

当前，大数据、云计算和人工智能等技术的发展，已使“云端大脑”成为可能。同时，高速安全的移动网络，也保障了云端大脑和机器人身体间有类似人类神经系统的连接。这种解决方案的难度很高，需要将“云（人工智能）、管（移动网络）、端（机器人个体）”三个领域进行深度的技术融合。

云端智能机器人领域的最新力作，莫过于IBM和软银在2016年美国消费电子展（CES 2016）上联合推出的Watson版人形机器人Pepper。IBM的Watson具有能分析数据、理解人类语言等功能。而集成Watson的Pepper，能够分析社交媒体、视频、图像、文字等多种多样的数据信息。在医学应用方面，Watson于2015年4月已正式成立了一个名为沃森健康（Watson Health）的医疗健康部门，利用强大的人工智能向癌症发出挑战。

中国“大白”

引领“弯道超车”

虽然我国医疗机器人的研发与制造起步较晚，与国际先进水平尚有一段差距，但是不乏有实力的医疗机器人企业正在快速成长。他们为制造中国版的“大白”，在各自的领域中孜孜探索，力求快速赶上世界机器人的发展水平，实现“弯道超车”。

天津大学联合妙手机器人科技集团研发的“S妙手”医疗机器人系统，可以完成直径为1毫米以下的微细血管的剥离、剪切、修整、缝合和打结等各种手术操作。新松机器人目前正致力于开发骨科牵引辅助机械手，主要针对医疗行业中辅助机器人缺乏的痛点。国防科技大学把外骨骼机器人研究作为切入点，主要为生活难以自理的残障人士和老年人提供解决方案。

而深耕云端智能机器人领域的达闼科技，以纵观全局的超前眼光，凝聚了来自人工智能、移动通信、信息安全、新材料和医学等领域的国际顶尖专家，正加速研发全新的云端智能机器人。

这些机器人都将在医疗健康、居家陪护领域提供超乎想象的服务。我们也期待这些中国“大白”们早日走进千家万户，助力国人营造美好的健康生活。