2018世界機器人大會于8月15日——8月19日在北京隆重舉行。智匯工業(yè)作為工業(yè)領域的專業(yè)媒體參加了對天津大學副校長王樹新先生的媒體采訪；此次訪談中王樹新先生對手術機器人的發(fā)展，與國際的差距，天大在機器人方面的核心競爭力等方面一一進行了精彩解答。

1.    首先請介紹一下現(xiàn)在手術機器人發(fā)展情況？

?  手術機器人實際上的開始是機器人用在手術的實驗研究，大概始于1985年左右，當時主要的技術是工業(yè)機器人技術，想把工業(yè)機器人移植到手術醫(yī)療去應用。后來發(fā)現(xiàn)這條路徑不通，主要有兩個原因：第一個原因是工業(yè)機器人的操作一般都是負載、快速、或者精密這一種類型，但是這些操作對手術來講并不適合。第二個原因是安全性，我們可以為工業(yè)機器人劃定安全區(qū)域，區(qū)域之外人才能操作，操作本身是人，所以安全性就不適用于手術場景。在90年初代，開始專門研究針對手術這一類型的機器人。在這過程當中，手術機器人又演化成兩種類型，一種面向骨科類為主的硬操作機器人，還有一種就是面向以器官為主的軟操作機器人，而這里面最有代表性的是宙斯系統(tǒng)。

?  到2000年左右的時候，達芬奇機器人系統(tǒng)通過了臨床FDA認證，大大促進了醫(yī)療機器人的發(fā)展，特別是推動了微創(chuàng)手術機器人真正進入到市場，進入到醫(yī)院，帶來了巨大的效益。所以在手術機器人技術的發(fā)展中，骨科、腦神經外科，或者是微創(chuàng)手術，都是不同類型的，本身不具有可比性。

?  目前世界上最成功的手術機器人產品就是達芬奇系統(tǒng)，從技術角度，它第一次把機器人技術真正應用到臨床，通過成功的商業(yè)模式所帶來的經濟效益使技術再次獲得進步，推進機器人技術與醫(yī)療技術的融合。商業(yè)模式和技術才有它的今天，當然核心還是技術。

?  實際上國內開展微創(chuàng)手術機器人并不晚，最早就是我們天津大學團隊與法國團隊共同研發(fā)了MCE系統(tǒng)，它的可以做一些替代傳統(tǒng)微創(chuàng)手術的操作。大概2001年開始，我們也開始研發(fā)系統(tǒng)，在先前MCB系統(tǒng)的基礎上我們做了喉部、顯微等手術系統(tǒng)，它們操作模式、末端手術器械等技術要求是相同的。在此基礎上，我們在2010年成功研發(fā)了妙手系統(tǒng)，在2014年公布的最新的妙手系統(tǒng)是完全自主知識產權、技術實現(xiàn)，體積小了成本降下來了，所以這是國內技術的發(fā)展，現(xiàn)在已經通過了檢測，正在進行臨床實驗。但是從技術本身還是達芬奇促進了應用，才有了我們的技術進一步獲得改進的余地和空間，這是一個相輔相成的過程，但是我們通過技術進步我們可以提出更好的，比如說我們今天作報告就是關于未來內科和外科怎么去融合在一起，就是把診斷技術和手術技術融合在一起。當然還有像微型，比如說血管介入等等，就是更進一步的發(fā)展。手術機器人的發(fā)展本身來講時間不是太長，但是它帶來的效益和對人類的作用非常明顯的。舉個數(shù)據(jù)，2016年達芬奇系統(tǒng)的銷售額大概是26.3億美金，相當于我們中國工業(yè)機器人整個的產值的總額度，所以一個公司它的銷售額相當于我國一年的一種產值，這個大家可想而知它的經濟價值。它的手術質量，機器人介入之后通過我們現(xiàn)在的臨床階段，應用手術機器人系統(tǒng)它的手術質量確實比微創(chuàng)手術好，因為它有了更好的靈活性和三維的視覺系統(tǒng)，醫(yī)生的抖動全部都能夠被濾除，所以手術質量也能明顯提升。未來更多的是把更好的技術融合進來，讓它的成本更低，這樣讓我們老百姓真正享受到技術，而不是作為一種醫(yī)院的廣告效益，或者是我們單純是為了機器人而手術，是真正讓我們的每一個人去收益，把這一項技術往前推進。

2.    請介紹一下妙手系統(tǒng)的原理，它應用在哪一些方面？什么時候可以應用？

?  實際上現(xiàn)在的妙手系統(tǒng)，已經經過了幾代發(fā)展，它起源于我們在2000年初就開始這一種微創(chuàng)手術系統(tǒng)的研究。這種研究當時的想法主要是系統(tǒng)做得能不能更精致更小巧，因為達芬奇太大了，那么大的系統(tǒng)，無論是成本、維護還有它的操控都帶來了問題，我們一直致力于這個。所以妙手系統(tǒng)的發(fā)展主要是讓它更輕巧更靈活，同時保持類似于達芬奇系統(tǒng)所有的功能，包括3D視覺、靈活末端、主從操作、遠程的功能實現(xiàn)，這都能做到。

?  這系統(tǒng)主要的技術從三個方面來講，實際上跟我們達芬奇也是類似的。第一就是整個胳膊的設計相當于操作臂的設計，操作臂的設計在我們專業(yè)領域就是遠端中心結構。我們天津大學曾經發(fā)表過一篇文章提出來16種方式可以實現(xiàn)，現(xiàn)在有學者提出更多種，但是每一種的實現(xiàn)方式你拿出來一種假設可行的話，它就是相當于跟別人不一樣了。第二個立體視覺就是我們現(xiàn)在看到的微創(chuàng)手術是掛一個電視屏幕，當然我們可以通過戴眼鏡或者裸眼3D直接這一種裸視狀態(tài)下看3D，但是醫(yī)生時間長了就容易疲勞，現(xiàn)在是俯視，通過一個場景構建主要是醫(yī)生怎么適合，但是你本身實現(xiàn)3D技術就要依賴硬件，你得看到兩路圖像，然后通過軟件合成形成立體的視覺，這是一個技術。

?  我們這一項技術也是自己的，與達芬奇不同，達芬奇是跟其他公司合作的，我們是完全自主。從鏡片的膜制造開始，到組裝以及最后成像的軟件全是自主，在系統(tǒng)集成時可以降低傳輸?shù)难舆t，并容易進行技術融合。這也是為什么我們國家一直強調自主研發(fā)、自主知識產權的，我覺得我們現(xiàn)在體會到這一個好處。

?  另外醫(yī)生操作機械臂通過一定距離去實現(xiàn)操作，主要的瓶頸技術在于延時，手術過程當中150毫秒以上以后你感覺非常明顯的，非常不安全，所以通常要控制在100毫秒左右。這樣的情況下成像系統(tǒng)以及機械操作的延時等情況的總延時必須符合手術安全性的要求，雖然現(xiàn)在沒有標準，但是至少醫(yī)生感覺不出延時這是最基本的標準，這樣的話才能真正把這一些系統(tǒng)實現(xiàn)臨床，所以2001年我們研制成完整的樣機，然后2012年世界上就開始跟醫(yī)院合作，2014年我們做了第一例臨床，到現(xiàn)在我們已經通過北京檢測所的檢測，然后我們目前在做臨床。目前推進我們已經做了將近50例了，一切都非常的順利。所以我們后面更多的讓我們這一些系統(tǒng)通過工具的種類的增加，通過讓這一個系統(tǒng)比如說它帶動一些相關的附件產品的發(fā)展，使得變成一個產業(yè)，就是從產品然后帶動一個產業(yè)，從產業(yè)更好的使得我們機器人技術服務到我們人類健康上這就是大概手術機器人的。因為沒有圖像所以很難講的清楚，但是它幾大部分，包括了醫(yī)生的操作臺、包括了圖像系統(tǒng)、包括了抓工具的器械臂、機械臂還有末端的手術器械這四大部分然后它還有控制、有軟件，末端的工具又分比如說手術所需要的工具基本上都需要，比如說刀子、剪子、鑷子、電鉤等等這一些都要配齊它才能工作，所以這個系統(tǒng)是比較復雜，而這一些都是我們自己做。所以十幾年來致力于我們完全從自己的角度，完全從底層開始做這一些工作，所以它的可延展性我們認為還是能跟上我們技術發(fā)展的時代。

3.    遠程操作實現(xiàn)了嗎？當時怎么實現(xiàn)的？

?  在2015年當時還是二炮總醫(yī)院現(xiàn)在叫火箭軍總醫(yī)院和天津大學做遠程，這個技術它跟2001年宙斯做遠程不一樣，它是用專線網，我們是用商業(yè)網，就是更有隨機的延時性。我們采用在天津操作，在北京二炮總醫(yī)院實現(xiàn)手術這樣的操作模式，對動物進行遠程膽囊摘除手術的實驗，很流暢，半個小時就可以把手術完成。

?  技術難點主要是網絡延時，比如說縫合吧，傳統(tǒng)縫合得一針一針縫，但是對于選擇一些縫合，比如說吻合器就點一下就自動通過器械的吻合和改進來解決分配延時的問題，一個是回避一個是提升這兩個辦法。

?  目前和英國倫敦大學國防學院在進行國際合作項目，即利用5G技術推進手術機器人的合作，提高傳輸效果并減少延時，所以遠程最根本的一個問題是延時問題。

4.    國產手術機器人與國際先進相比，還有哪些差距，要達到國際先進水平的話突破哪些技術難題？微型機器人未來還有哪些發(fā)展方式？

?  機器人技術的發(fā)展是一種理念，實際上是關注新技術如何服務到人類的概念，例如未來整個信息技術的融入，以及提升操作和影像診斷的傳輸能力等，都非常值得期待。

?  就以妙手系統(tǒng)跟達芬奇系統(tǒng)相比，關鍵技術不存在障礙，主要就是在臨床的應用上，因為很多的醫(yī)院都進口了達芬奇，特別是我們的醫(yī)生習慣了達芬奇，再加上文化上可能認同進口，而對國產總是一種覺得低人一等的狀態(tài)。所以在臨床應用文化上我們還需要進一步的拓展和交流，特別是我們的產品確實要能夠讓醫(yī)生認可，這個我們再比如說人機交換上這一方面我們需要更多的去努力、滿足醫(yī)生的需求。我覺得在關鍵的機器人技術方面，比如說驅動、立體視覺和交互等，甚至我們的機器人大家將來可以看到它可以折疊就是更小巧，現(xiàn)在達芬奇系統(tǒng)所占體積很大。

?  體積不說明問題，但是至少體積說明機器人的靈活度、小巧度，但是它的維護性，包括模塊化的更換都是很容易的?，F(xiàn)在我們妙手系統(tǒng)跟達芬奇系統(tǒng)所涵蓋的手術類型都差不多，如泌尿外科、普通外科，包括婦科等也都是可以實現(xiàn)的，臨床上都做了相應的工作。

5.    機器人在國內醫(yī)學范圍的應用達到什么程度？從醫(yī)患的角度講，手術成功率會達到多少？在一定程度上是否會替代醫(yī)生的工作？

?  先從后面回答，手術機器人的發(fā)展本身它并不是替代醫(yī)生而是延伸醫(yī)生的手術能力，我舉一個例子來講，腹腔這種手術開口，就是開放式的手術，或者是微創(chuàng)手術，看到的屏幕大概是平面的且放大倍數(shù)并不大。但是如果用手術機器人這一套系統(tǒng)，它可以放大到10倍以上，可以進到腹腔內，在屏幕上可以看到更大且更立體直觀的影像，所以這個對人的傷害和對醫(yī)生的提升大家就可以比較而出。

?  關于應用，機器人技術本身不存在瓶頸，但在應用上還是有差距的，主要體現(xiàn)在兩個方面，首先是技術好但不一定好用以及醫(yī)生是否愿意使用。需要不斷拓展手術工具的類型來適應不同病癥，達芬奇的手術工具的類型大概上百種而我們現(xiàn)在只有幾十種。還有就是臨床醫(yī)院也要跟我們共同配合，要認可或者共同支持國產手術機器人。關鍵是讓老百姓真正受益到技術的同時價格也下來，手術機器人系統(tǒng)有無菌袋，外國產品的無菌袋一次手術是2800元，但是我們生產的無菌袋也要裝在機器人身上只要幾塊錢。

?  并非是原料以次充好，而是量上去后單個成本自然下降，當然這只是硬成本，即使按零頭算800元也可以節(jié)約很多。所以我們可以看到不僅僅要把技術用好，還要讓技術更豐富、更益人、更讓醫(yī)生愿意用，同時還要讓老百姓受益，不僅是使用，還有成本的問題，花更少的錢做同樣的事情。

6.    從學校培養(yǎng)人才的角度，是不是在接下來的發(fā)展里，該學科在培養(yǎng)人才方向上會有一個轉變，比如說要培養(yǎng)他們與機器配合的靈活度等等之類的？

?  去年我們申請了教育部全國第一個智能醫(yī)學工程專業(yè)，今年6月天津大學受教育部委托在天津大學開了智能醫(yī)學專業(yè)的論壇，這個專業(yè)就是一個新專業(yè)，并且已經批準了，這個專業(yè)本身就是要把不僅僅是機器人技術，更重要的是智能技術和醫(yī)療如何去結合的問題。這個是從人才培養(yǎng)角度，比如說我們那一次論壇包括了研究智能、醫(yī)學等領域的人才以及其他技術、銷售等企業(yè)人員，他們從不同的角度對人才提出了復合性的要求。你比如說以這個面向醫(yī)學為主還是面向智能為主，這將來他們的選擇靈活度會更大，就是既要懂智能也要懂醫(yī)療，所以這就是我們出來之后具有更好的這一種適應性或者對未來產業(yè)的適應性，這個我們正在做。

?  另外一個就像您剛才提到我們醫(yī)療技術跟機器人技術結合實際也是不斷的結合，舉例子來講比如說機器人技術是輔助，醫(yī)生還要操作還要能夠干預其中過程當中，比如說診斷已經開始比如說通過診斷的辦法，實際很多醫(yī)生就不需要去中間很多過程也不需要了，手術機器人也是一樣，也要通過智能技術和一些自動化的技術使得這醫(yī)生的干預程度會越來越低，而對醫(yī)生的實際上對他的手術要求一方面在不斷的要求高，另一方面反而要求很低，比如說常規(guī)性的、重復性的操作這個要求反而降低了。

7.    天津大學在機器人方向是僅僅專注醫(yī)學機器人嗎？

?  天津大學大概涉及到三類機器人，一類是醫(yī)療，一類是海洋水下，大家可以查“海燕”水下滑翔機，這也是我們課題組設計，今年創(chuàng)造了8,213米世界最深的下潛記錄。還有一個工業(yè)機器人是以并聯(lián)裝備為核心的工業(yè)機器人。

?  最核心的是它的結構設計，也就是它的骨架。骨架設計的原理、設計方法以及課程體系都是圍繞這個來實現(xiàn)的，同時融合了自動化技術和信息技術。智能醫(yī)學工程這個專業(yè)，它要進一步的在生物醫(yī)學工程基礎上，通過新的專業(yè)設置來培養(yǎng)人才。

8.    天津大學機器人專業(yè)怎么樣？

?  我們專門有一個學院，主要是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的教育，有一門課做完之后學生寫了很多的專利，我印象當中數(shù)據(jù)大概是41項專利。所以學生在這學院下他可以他把的創(chuàng)新思想和創(chuàng)業(yè)概念通過導師制進行融合。每年大概招收兩到三個班進行這方面的工作，還是比較有成效的，也歡迎你們到學院調研，非常有特色。

9.    對投資市場或者投資者來說，對這些小企業(yè)會持有謹慎態(tài)度，國家會不會加大扶持力度，或者是投資市場對這些機器人小企業(yè)的未來進行扶持？

?  我作為技術方或者研究人員來談一下粗淺的看法。對投資者建議他們對醫(yī)療機器人高技術的東西要有耐心，就是不要按照過去的六年、七年投資回報率來考慮，可能九年、十年來考慮，在國外已經有先例了，還是要有一定的更長的周期。

?  對于初創(chuàng)企業(yè)本身要對自己的技術要有一個自己的判斷，是否能夠給投資者真正帶來回報，這個技術本身是不是具有不可替代性，或者市場哪一種需求的定位是不是真正能滿足市場，這是兩方面我覺得都需要去共同努力做好這一方面的工作。政府引導是必要的，但引導方式也不一定是唯一的，如何引導好從初創(chuàng)到產品最后到一個產業(yè)的形成，可能要更多的從長遠的角度和從基礎的角度來考慮這一個問題。

10.  我國目前的機器人產業(yè)在整個工業(yè)社會發(fā)展中到底發(fā)揮什么樣的作用？還有在我國現(xiàn)在經濟轉型升級之后機器人產業(yè)到底發(fā)展什么樣的意義？

?  今天上午我覺得我們機器人專家組的組長趙杰教授講得非常好，聽了他報告之后有幾點體會，首先確實我們要有自主的技術，第二我覺得企業(yè)要更好地融合，共同去做好應用，特別是工業(yè)企業(yè)，而這應用是指什么不一定要用機器人，一定是在適合得環(huán)境去應用，比如機器人在提高生產率、提高操作效能上確實要發(fā)揮作用，或者噴圖焊接這些基本上用機器人實現(xiàn)都沒有問題，但是在生產過程當中如何發(fā)揮更好的作用，這需要企業(yè)來配合。當然機器人研究的企業(yè)還需要更好地把技術可靠性再進行提升，需要和企業(yè)共同促進。

?  此外，價格是優(yōu)勢但不是絕對性優(yōu)勢，技術與價格融合才具有這個優(yōu)勢。

?  第三個從市場的角度，也是要關注我們實用化的技術和高新技術它有一個梯次問題，不要都去高端也不能都是低端的，所以它有的是技術有的是市場有的是應用，是不同維度的問題，不要糾纏在一起，這樣才能使機器人產業(yè)獲得良好的發(fā)展。這個領域因為我們沒有做太多的調研，所以這是我聽完報告后的三點體會。

11.  想請您暢想一下機器人真正落地和應用，比如說它醫(yī)生和技術人員或者專家這一些配合請您暢想一下在未來幾十年進入尋常百姓家能做一些什么？

?  如果一個機器人技術，所謂企業(yè)也好、技術也好，當你分不清這界限是企業(yè)的還是技術或什么的，這一些人融合在一起圍繞這一個目標去做的時候，它的成功已經我們認為就已經是50%了，剩下的一個就是市場環(huán)境的構建。實際上技術創(chuàng)新并不僅僅取決于技術的本身它還取決于市場，舉例來講如果我們的市場是拷貝國外的市場那你在它的服務技術它一定是國外引進優(yōu)選出來的技術，就很難躍升，而我們的市場也要有新的理念進來這樣的話就是像您說的將來應用到家庭、企業(yè)或者醫(yī)院，都可以有很多值得期待的方向?；仡櫳鲜兰o60年代工業(yè)機器人的應用，再看今朝，工業(yè)機器人的應用已經不可同日而語。所以四五十年的變革，未來一定是我們這個方向是沒有錯的，就是我們如何做的更好。