中00后博士远程操控宇树G1机器人 完成全球活体微创手术



(北京10日综合电)科幻电影中“人形机器人主刀”的桥段终于在现实中实现,全球首次有通用人形机器人在活体上完成了一整套微创手术流程。据“医学界”公众号报道,国际顶尖期刊《自然》近日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》的重磅论文。研究团队将一台市售的通用型人形机器人——宇树G1搬进手术室,让它握著普通腹腔镜器械,透过远程操控为两头活猪成功完成了标准的腹腔镜胆囊切除术。
这项跨越工程与临床的里程碑研究,由00后中国博士生梁泽楷担任第一作者兼通讯作者。梁泽楷2023年毕业于华中科技大学,2025年在加州大学圣迭戈分校取得硕士学位,目前正于该校Michael C. Yip教授的实验室攻读博士。
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过去20多年来,医疗机器人多以达芬奇手术系统等专用平台为主。这类系统虽然性能成熟,但造价高昂、耗材专用,且庞大的机械臂需要占据大量空间,导致机器人手术长期被限制在三甲级医疗中心。
相比之下,人形机器人与人类共享相似形态,能直接融入人类设计的空间与工作流程,握持普通手术器械即可操作,无需依赖昂贵的专用耗材。此外,具备灵巧操作能力的人形机器人还能承担床旁辅助、医院物流等任务,极具一机多用的潜力。
腹腔镜手术要求器械必须围绕一个固定的穿刺支点(远程运动中心,简称RCM)运动,否则易造成组织损伤。达芬奇等专用系统依靠机械结构固定RCM,而宇树G1则必须依靠视觉感知和算法来维持虚拟RCM。
为此,团队搭建了远程操作框架:医生佩戴立体头戴显示器,透过主操作手将手部动作按比例缩放,映射为机器人手腕运动;机器人头部摄像头则借助ArUco视觉标记来定位RCM位置。实验室数据显示,该机器人在直线运动时精度可达约1.30公厘,但在弧线运动时误差约为10.40公厘;系统端到端延迟约为156毫秒(临床建议150毫秒以内);且其约45公分的臂展相比人类(1.6至1.8公尺)略显不足,存在“够不著”的问题。
真正的考验在活体手术台上。研究团队在机构外科模拟中心,为两头分别约11周龄和16周龄的雌性家猪实施了手术。所有操作均获动物护理伦理批准,由持证兽医全程监护。
两例手术均由主刀医生远程操控人形机器人完成,床旁助手负责扶镜与牵拉。第一例手术中,还一度动用第二台人形机器人短暂负责扶镜和牵拉。最终,两例手术均顺利完成,无一中转开腹。第一例无重大并发症;第二例出现轻微胆汁溢出和肝床出血,经妥善处理。第二例手术更为熟练,主动操控时间从约56分钟缩短至约32分钟,机器人重新部署次数从8次降至4次。

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