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STAR機器人成功打敗人類醫生機器人或將進入醫療

機器人外科手術近日又有了新的進展。最近一次實驗中，STAR 機器人（Smart Tissue Autonomous Robot，直譯為智能組織自動機器人）靠自己的視界、工具和智慧完成了縫合豬小腸的手術。更厲害的是，此次試驗中，STAR 和一名人類外科手術醫師同時挑戰了該任務，STAR 完成得比外科醫師還要好。 STAR 的研發團隊從未說過機器人很快就可以在手術臺上代替人類；但經過此次試驗，他們已經證明無論是在手術技術還是在“自主監督”方面，機器人都有望能在不久的將來取代人類。小兒科外科醫師 Peter Kim 也是 STAR 的研究員之一。在采訪中，他對此并沒有感到任何壓力或是受到威脅。“雖然我們外科醫師對于自己的開刀技術非常自豪，但若是機器人能夠合作，那么手術完成得會更好而且更安全。” STAR 機器人本次實驗的相關論文已經刊登在了醫學雜志《轉化醫學》上。研究人員給機器人編寫了“小腸縫合”的程序，簡單說就是把一段切開了的小腸再縫合起來。“就和修補橡膠軟管差不多”，開發團隊的資深工程師 Ryan Decker 如是調侃道。縫合必須要緊且間隔相同，防止泄露。STAR 機器人先是在實驗室中對離體組織進行了此實驗，然后對麻醉狀態的豬進行了活體實驗。一位經驗豐富的外科醫師也挑戰了相同的任務。經比較，STAR 的縫合更為規整，且更不易泄露。不過機器人確實借助了一點幫助。整個實驗中 40% 的部分都有研究人員為機器人提供指導或幫助，例如幫機器人拿線等等。還有 60% 則是 STAR 完全自主地完成的。研究人員并不覺得他們的幫助和所說的“自主”有什么關系；他們認為這裝備完全符合實際外科手術場景。外科手術醫生可以監督機器人做手術的過程或是和機器人權衡分擔，讓機器人來負責相對單一繁瑣的部分。Decker 表示：“要是機器人能夠代替醫生完成手術中的某些部分，讓手術醫生有時間出去喝杯咖啡。” 事實上，如今有些手術中已經開始使用智能機器了。像膝蓋置換、鐳射矯視和植發等手術完全可以交給機器人做。這些手術的共同點就是它們的目標，例如腿骨、眼睛、頭部等這些部位都可以在手術中保持不動。軟組織手術則比這復雜得多，也就很難交給機器人，因為人體中那些滑潤粉嫩的組織會移動而且很難追蹤。目前手術中使用的機器人基本都是 IntuiTIve Surgical 公司出產的 da Vinci System（達芬奇手臂手術系統），并非機器人自主完成。Da Vinci System 就是讓外科醫師坐在操縱臺上操控，這些精細的動作就會由患者體內的微型工具復制。 STAR 整合了幾項不同的技術，成功地解決了給軟組織動刀的難題。STAR 的視界依賴于放在腸部組織內的數個近紅外熒光探針（NIRF）；有一臺 NIRF 相機會對這些探針進行追蹤，3D 相機則記錄這些部位的影像。結合這些數據信息，STAR 就能專注于手術部位了。機器人會自己計劃好縫合過程，再根據手術過程中組織的移動自行調整。研究人員們只訓練 STAR 如何縫合。“我們根據機器本身的情況，為它編寫了最頂尖的外科手術技術程序。”Kim 說道。業界專家認為此次研究是巨大的突破，但也指出以目前的技術限制，自動機器人“近期內還無法在外科手術種實際投入使用“。自動機器人的先驅，華盛頓大學教授 Blake Hannaford 指出，試驗中，機器人所依靠的 NIRF 探針是人類安插的。 Hannaford 還質疑了臨床狀況下用 STAR 縫合的必要性。“從技術上來說，毫無意疑問，半自動縫合對手術機器人是個莫大的挑戰，本次實驗也已取得成功；但在實際臨床情況下，外科醫生完全可以用吻合器在幾秒鐘時間內就完成縫合，何必要動用機器人呢？顯然研究人員們為機器人選擇的任務不足以說明機器人的重要性。”Hannaford 在郵件中寫到。 STAR 研發團隊聲稱，本次實驗只是為了證明自動機器人可以解決軟組織手術的難題。雖說機器人目前還無法在手術中替代人類，Kim 表示他希望團隊開發的技術可以早日被整合為實用性的設備，并在接下來的幾年內完成商業化。如果可以證明機器人系統確實能提高手術的安全性和成功率，那么醫療界很有可能將會進入自動化時代。 “如今，無人駕駛車已經出現在了我們生活中。起初，它只會自動停車；之后，技術發展到可以提醒司機不要進入錯誤的車道。再后來，它就變成了全自動駕駛的無人駕駛車。”Kim 表示手術機器人也和無人駕駛車一樣，可以先從協助人類醫生開始。也許有一天，它們真的會代替人類。

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