加拿大工程院院士、南方科技大学讲席教授孟庆虎：国内手术机器人行业正稳步前进

2022世界机器人大会近日在北京举行，此次大会设置了创新技术展区、工业机器人展区、服务机器人展区、特种机器人展区四大展区集中展示机器人先进技术和产品，并邀请了业界内外100余家企业及海内外知名人士参与，共同打造集成应用新高地。会时，加拿大工程院院士、南方科技大学讲席教授孟庆虎接受了智汇工业记者的采访。

手术机器人行业历史久远

    此次世界机器人大会，医疗机器人领域中的手术机器人产品的发展和成果引起了广泛关注。孟庆虎提到，手术机器人医疗、服务等方面的机器人中门槛较高，是拥有高技术复杂程度和高综合性程度的一款机器人技术。因为手术的交互性和复杂性，要求手术机器人对力的控制、对人体软组织、硬组织各种关系和模型拥有非常高的了解程度，才能逐步投入应用到实际手术场景中。

   孟庆虎介绍到，关于手术机器人的发展最早要追溯到宙斯时代。早在70年代，机械臂辅助手术的应用被逐步尝试，并真正于二十年后的90年代末期开始关注手术机器人这一发展路径。我国在手术机器人领域的探索于十年前起步，并于近年开始对手术机器人的使用和优缺点做出进一步的探索和分析。一直以来，手术机器人领域的发展在海内外较为同步，主要因临床操作难度大和基础储备不足无法取得差距性的突破。

全骨科手术服务机器人优势明显

    此次参展的机器人为骨圣元化全骨科手术服务机器人，孟庆虎提到，近10家公司已经投入到骨科领域的手术机器人的应用和发展中，例如天智航已在局部创伤领域拥有成熟的发展和研究成果。然而，更复杂的骨科手术如脊柱创伤领域仍未突破，主要原因之一是因为对机器人的定位装置能力和人机交互能力仍存在技术方面的难度。孟庆虎回忆道，在此方面的导航仪技术也是他近些年来一直深耕的领域，自孟庆虎教授硕士时代时，已拥有37年的领域研究积累。在2001年至2010年整十年里，孟庆虎专注于视觉，机器与视觉控制方向，深刻研究了手术机器人的视觉传达技术，并同时降低了导航仪的成本费用，并通过无数次导航仪方案的制定与修改最终确定了两款导航仪：一款为展会所展示的骨圣元化全骨科手术服务机器人所用的导航仪，另一款为对标NDI指标导航仪。不仅如此，机械臂也是在实现手术机器人应用中的成本较高的组成部分。孟庆虎表示，现阶段手术机器人研究针对机械臂成本高的问题，将通过降低进口部件依赖性，自主研发核心部件，掌握定价权的方式解决。他强调，只有扎实基础研究，透彻理论技术，并在后期应用中降低成本风险，才能突破手术机器人的局限性。

手术机器人对疫情监测拥有巨大帮助

    在现阶段疫情环境的影响下，感染科室的手术机器人的发展至关重要。孟庆虎谈到，针对研发感染科的手术机器人产品，首先要做到传染病与预防全替代，即传染病房核心技术实现机器人化，如现在的核酸检测及静脉注射、静脉取血等人工技术需要实现完全自动化。针对此需求，孟庆虎表示目前已拥有超声和激光技术储备，可以探测软组织4-5厘米并将血管三维模型精度建至0.1毫米，从而精准定位血管位置，并根据动态追踪技术实施静脉穿刺。不仅如此，此技术也可用于肺插管等定位技术，并可实现机械臂自动辅助超声检查。孟庆虎及其团队携此类技术与全国其他八个团队共同参与了今年深圳市科创委的防疫专项，并最终胜出。不仅如此，该类技术体系还包括人脸识别身份认证的技术指标，通过该全自动无人工干预的咽拭子核酸检测行为，提高了核酸检测过程中的安全性和严谨性，并大大提高了检测速度。

    孟庆虎表示，在此类产品的市场应用过程还存在很多挑战。以往学院派在做相关产品的创新和研发时，通过样机研发到真正商品上市中还存在着较大差距，包括流程中质量标准、质量体系的检测和监管，以及生产成本、供需等流程都有待完善，以及在大环境下和国家政策中如何完善成为符合要求和市场标准的上市商品等方面仍面临较大困难。

国内手术机器人发展优劣并存

    针对国内外的机器人发展状态和技术应用，孟庆虎表示，我们当前的优势在于生产环节的供应链和产业拥有非常期权，在样机的生产和完成中具有速度优势，如在三个半月的时间内将采样机器人生产五个工程样机，这样的速度优势尤其明显。然而，当前国内创业公司仍未开始累积原始技术，许多产品在近二十年的产业完善中外观和基本技术的改变甚微，许多在此道路中发展的公司更多以商业性质为主，而并非创新，这也是我们存在的需要改善和转型的领域。孟庆虎教授作为国际上从事医疗机器人、机器人感知与智能研究的知名学者，对目前整体医疗机器人目前的发展阶段发表了看法。他表示，一般完整的全研发周期平均在六年至十年左右，而孟庆虎团队因在前期的筹备和基础研发技术工作的准备周全，在三年的时间节点处就完成了证件，并将所有标准按照最高要求校对；同时，研发和筹备过程中在中检院实施临床实验和巡检，并在301医院成立第一个国家骨科与运动医学临床研究中心，也是第一个国家级研究中心，在量产前的临床实验全部按优效型水准进行，这使得国内机器人发展和技术研发方面在国际竞争中拥有巨大优势和自信。

青少年团体为机器人行业储备力量

    这次世界机器人大赛，许多青少年团体和年轻的技术人才也积极的参与进来，与专业人士们共同探讨机器人相关领域知识。孟庆虎对这些行业的年轻储备力量表示了关注。他说，青少年时期更应该被引导去关注机器人的互动性和趣味性，而并非一味的要求他们制作出相关电子产品，反而应注重数理化的全面发展和学习。孟庆虎强调，现阶段的机器人行业已经到了技术密集型时代，拥有绝对稳固的基础技术和知识储备才是领先的关键。因此，对于青少年群体，更应该保留其好奇心和创造力，同时巩固基础知识，这样才能培养出国家优秀的年轻行业储备力量。