近日,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)在线发表了一篇题为《人形机器人用于外科手术的活体可行性研究》的论文,引发全球科技界与医学界广泛关注。研究团队将宇树科技(Unitree)旗下G1人形机器人搬进手术室,人类医生通过远程遥操作系统,成功为两头活猪完成了标准的腹腔镜胆囊切除手术。这一成果被称作“全球首例使用人形机器人完成的活体手术”,标志着人形机器人在医疗领域的应用迈出了关键一步。
跨学科团队实现“机器人主刀”
论文第一作者、加州大学圣地亚哥分校电气与计算机工程系博士梁泽楷(Lucas Zekai Liang)在接受采访时表示,该研究项目由工程师和外科医生组成的跨学科团队共同完成。选择宇树G1作为研究平台,主要是因为它“当时是市场上较容易获得的商用选项之一”。他强调,项目的研究重点在于人形机器人“仿人外形”的临床价值,而非特定的硬件平台。
“人形机器人的优势在于其形态接近人类,能够模拟人类医生的操作姿态和动作轨迹,这对于现有手术环境的适配性至关重要。”梁泽楷解释,传统手术器械和手术室设计均围绕人类解剖学特征展开,人形机器人无需大规模改造现有设施,理论上可以“无缝接入”现有医疗体系。
手术过程:远程遥操作下的精准切除
根据论文披露的细节,此次手术采用“主从式”远程操控模式。人类医生坐在控制台前,通过视觉反馈和力反馈手套操控远端的宇树G1机器人。机器人双臂各持一把腹腔镜手术器械,在活猪体内完成了胆囊分离、结扎、切割等一系列操作。手术全程耗时约30分钟,术中出血量、手术时长及术后动物状态均达到预期标准。
研究团队表示,这是首次在活体动物模型上验证人形机器人执行标准腹腔镜手术的可行性。此前,人形机器人在医疗领域的应用多集中在辅助康复、导诊等非侵入性场景,直接参与外科手术尚属空白。
仿人形态:优势与挑战并存
与达芬奇手术机器人等成熟的手术系统相比,宇树G1的仿人形态既有独特优势,也面临显著挑战。一方面,其类人手臂和关节设计使其能够使用为人类医生设计的标准手术器械,无需专门定制;另一方面,人形机器人的运动精度、负载能力及力觉反馈精度,与达芬奇等专用手术机器人系统相比仍有差距。
梁泽楷坦言:“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。”他指出,在临床部署之前,必须在精度、灭菌、安全性、监管审批和大规模验证等多个方面进行进一步改进。例如,手术机器人需要达到亚毫米级的定位精度,而目前人形机器人的运动控制精度仍需提升;此外,如何确保机器人表面完全无菌、如何建立冗余安全机制以应对突发故障,都是亟待解决的问题。
业界反响:医疗机器人新赛道浮现
该论文的发表引发了广泛讨论。有评论认为,这为人形机器人在医疗领域的应用开辟了新方向,尤其适用于远程手术、战地医疗、灾害救援等场景,可大幅缓解优质医疗资源分布不均的问题。也有专家持谨慎态度,认为从实验室动物实验到真实人体手术,中间存在巨大的技术鸿沟和安全风险。
宇树科技方面回应称,G1是其面向通用服务场景开发的人形机器人,并非专门的手术机器人平台。公司乐见学术机构探索其机器人在医疗等前沿领域的应用,但现阶段将专注于提升机器人基础性能,不会直接介入医疗器械注册和临床推广。
未来展望:尚需跨过三道门槛
梁泽楷在采访中勾勒出人形机器人迈向临床的“路线图”。首先是有源医疗器械的注册审批,需要获得国家药监局的认证;其次是大规模临床前验证,包括在更多动物模型、更多术式上的重复试验;最后是安全性冗余设计,确保在任何情况下都能将患者风险降至最低。
“这可能需要5到10年甚至更长时间。”他说,“但我们相信,随着人形机器人核心运动控制、力觉感知、自主决策能力的持续突破,未来每个手术室都有可能配备一位‘机器人外科医生’——不是取代人类医生,而是成为他们的可靠伙伴。”
据悉,研究团队已计划开展下一阶段研究,重点攻克人形机器人在手术环境中的无菌封装、力反馈精确校准及多自由度协同控制等关键技术难题。这场由宇树G1带来的“手术室首秀”,或许正在为人类医疗史翻开崭新的一页。