TL;DR:
全球首例!一台身高1米5、体重27公斤的宇树G1人形机器人,在医生的远程操控下,给猪做了台胆囊切除手术。虽然速度慢得像个“老网速”,但精度已经能和几百万美金的达芬奇手术机器人掰手腕。这件事告诉我们:未来,你挂不上号的专家医生,可能正在家里喝着咖啡,远程指挥一个“铁憨憨”给你做手术。
7月8日,《自然》杂志上的一篇论文,直接把“人形机器人”和“手术室”这两个看似不搭界的词,强行绑在了一起。1
加州大学圣地亚哥分校的团队,干了一件大事:他们让两台宇树科技出品的G1人形机器人,绰号“Surgie”,走进手术室,远程操控完成了一台活体胆囊切除手术。
等等,你没看错,是给活的猪做的。
这不是什么概念视频,也不是PPT造车,这是正儿八经的临床前试验。一例是“人机协作”:一台Surgie主刀,一个人类外科医生在旁边打辅助。另一例更狠,直接是“双机合璧”:两台Surgie并肩子上,全程没有人类医生上手。2
这画面,怎么有点《黑客帝国》里那些自动修理机器人的既视感?
为啥是人形?达芬奇它不香吗?
你可能会问,现在不是已经有达芬奇手术机器人了吗?那玩意儿一个手臂就几百万美元,做手术稳得像台精密车床,为什么还要搞个人形机器人?
答案是:太贵、太大、太娇气。
研究团队算了一笔账,把达芬奇和Surgie放在天平上比了比:
- 重量:达芬奇重约816公斤(相当于一头成年棕熊),而Surgie只有27公斤(相当于一只拉布拉多犬)。
- 价格:达芬奇售价在180万到250万美元之间,宇树G1的售价嘛……大概几万到十几万人民币?3
- 空间:达芬奇需要专门的改造手术室,而Surgie,直接走进门,站到手术台旁,开机干活。
“成本是它(达芬奇)的一个零头,占用的空间也是一个零头。从偏远农村到战场,甚至太空,都容易部署。”——论文共同通讯作者Shanglei Liu博士3
这话翻译过来就是:达芬奇是豪宅里的施坦威钢琴,而Surgie是能背着去广场演出的便携式电子琴。
全球约有67%的人口无法获得基本的外科手术服务,很多地方连像样的手术室都没有,更别提买一台八百多公斤的达芬奇了。而一个可以拎包入住、能翻山越岭的人形机器人,才是解决医疗资源“最后一公里”的真正解药。
技术猛料:一个00后中国博士,给机器人装了“外挂”
这台手术的幕后英雄,除了机器人本身,还有一个关键人物——论文第一作者兼通讯作者,一位00后中国博士生,梁泽楷(Lucas Zekai Liang)。1
他搭建了整套远程操作框架。核心难题在于,腹腔镜手术中,器械必须围绕腹壁上一个固定的穿刺点旋转,这个点叫“远程运动中心”。达芬奇靠的是机械臂的物理结构硬锁,而人形机器人没有这玩意儿。
怎么办?团队玩了一把“软硬兼施”:
- 视觉定位:在机器人头部装摄像头,实时追踪一个贴在手术区域附近的ArUco标记,通过算法在软件里“虚拟”出一个RCM支点。1
- 力反馈映射:设计了一个连接装置,让机器人能握住普通的手术器械,把医生的手部动作实时映射成机器人的关节运动。
精度够不够?团队做了残酷的“大比武”。在一个双手橡皮圈替换任务中,18名参与者分别用Surgie、达芬奇研究套件和徒手操作。
结果令人意外:Surgie的加权误差是4.53,而达芬奇是4.59。在纯外科医生群体里,Surgie的误差甚至更低!3
这精度,妥妥的“人肉稳如狗,铁手更胜一筹”。
但是!现实很骨感:速度慢得像“老网速”
别高兴太早,人形机器人手术的“短板”也相当明显——慢。
- 时滞:从医生移动操控器到机器人手臂做出响应,有约156毫秒的延迟。虽然比你打游戏时的网络延迟低,但在分毫必争的手术台上,这就是“天堑”。
- 校准:由于猪的呼吸起伏和机器人底座的微小位移,那个“虚拟支点”会漂移。术中不得不多次暂停,重新校准系统,导致手术时间远超传统机器人手术。
- 无菌:目前的商用机器人外壳没法高温灭菌,只能用无菌手套套着胳膊,离真正的人体手术标准还有点远。
不过,项目负责人Shanglei Liu博士非常淡定:“1997年第一台机器人腹腔镜胆囊切除术花了6个小时,现在同样的手术只需30分钟。3”
这话翻译过来就是:现在慢,不代表未来慢。达芬奇当年也是个“慢吞吞的老黄牛”。
未来畅想:你是想让机器人做手术,还是让机器人给你递手术刀?
研究团队给Surgie的定位非常清醒:它不需要一步登天当主治医生,可以先当个超级助手。
- 帮医生递工具、扶镜子。
- 手术后主动清理手术室。
- 在偏远地区或战场等恶劣环境,成为唯一的“医疗兵”。
论文资深作者Michael Yip教授说:“很多社区苦于手术团队人手不足,患者得不到治疗。我们的目标是未来的手术室,人形机器人和人类医生并肩工作。1”
所以,你不用担心明天去医院,主刀医生就是个“铁疙瘩”。更可能的情况是,未来十年内,你会看到一台机器人,在医生的注视下,帮你扶稳了那根内窥镜,顺便用机械手给你递了块止血纱布。
这,才是科技该有的温度——不是取代,而是帮忙。