2018世界機(jī)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(lǐng)域的專業(yè)媒體參加了對天津大學(xué)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(shù)機(jī)器人的發(fā)展，與國際的差距，天大在機(jī)器人方面的核心競爭力等方面一一進(jìn)行了精彩解答。

1.    首先請介紹一下現(xiàn)在手術(shù)機(jī)器人發(fā)展情況？

?  手術(shù)機(jī)器人實際上的開始是機(jī)器人用在手術(shù)的實驗研究，大概始于1985年左右，當(dāng)時主要的技術(shù)是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，想把工業(yè)機(jī)器人移植到手術(shù)醫(yī)療去應(yīng)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(jī)器人的操作一般都是負(fù)載、快速、或者精密這一種類型，但是這些操作對手術(shù)來講并不適合。第二個原因是安全性，我們可以為工業(yè)機(jī)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(shù)場景。在90年初代，開始專門研究針對手術(shù)這一類型的機(jī)器人。在這過程當(dāng)中，手術(shù)機(jī)器人又演化成兩種類型，一種面向骨科類為主的硬操作機(jī)器人，還有一種就是面向以器官為主的軟操作機(jī)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(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)通過了臨床FDA認(rèn)證，大大促進(jìn)了醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展，特別是推動了微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人真正進(jìn)入到市場，進(jìn)入到醫(yī)院，帶來了巨大的效益。所以在手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展中，骨科、腦神經(jīng)外科，或者是微創(chuàng)手術(shù)，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(shù)機(jī)器人產(chǎn)品就是達(dá)芬奇系統(tǒng)，從技術(shù)角度，它第一次把機(jī)器人技術(shù)真正應(yīng)用到臨床，通過成功的商業(yè)模式所帶來的經(jīng)濟(jì)效益使技術(shù)再次獲得進(jìn)步，推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)與醫(yī)療技術(shù)的融合。商業(yè)模式和技術(shù)才有它的今天，當(dāng)然核心還是技術(shù)。

?  實際上國內(nèi)開展微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人并不晚，最早就是我們天津大學(xué)團(tuán)隊與法國團(tuán)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(shù)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(chǔ)上我們做了喉部、顯微等手術(shù)系統(tǒng)，它們操作模式、末端手術(shù)器械等技術(shù)要求是相同的。在此基礎(chǔ)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(chǎn)權(quán)、技術(shù)實現(xiàn)，體積小了成本降下來了，所以這是國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)通過了檢測，正在進(jìn)行臨床實驗。但是從技術(shù)本身還是達(dá)芬奇促進(jìn)了應(yīng)用，才有了我們的技術(shù)進(jìn)一步獲得改進(jìn)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(shù)進(jìn)步我們可以提出更好的，比如說我們今天作報告就是關(guān)于未來內(nèi)科和外科怎么去融合在一起，就是把診斷技術(shù)和手術(shù)技術(shù)融合在一起。當(dāng)然還有像微型，比如說血管介入等等，就是更進(jìn)一步的發(fā)展。手術(shù)機(jī)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(dá)芬奇系統(tǒng)的銷售額大概是26.3億美金，相當(dāng)于我們中國工業(yè)機(jī)器人整個的產(chǎn)值的總額度，所以一個公司它的銷售額相當(dāng)于我國一年的一種產(chǎn)值，這個大家可想而知它的經(jīng)濟(jì)價值。它的手術(shù)質(zhì)量，機(jī)器人介入之后通過我們現(xiàn)在的臨床階段，應(yīng)用手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)它的手術(shù)質(zhì)量確實比微創(chuàng)手術(shù)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(shù)質(zhì)量也能明顯提升。未來更多的是把更好的技術(shù)融合進(jìn)來，讓它的成本更低，這樣讓我們老百姓真正享受到技術(shù)，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(jī)器人而手術(shù)，是真正讓我們的每一個人去收益，把這一項技術(shù)往前推進(jìn)。

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

?  實際上現(xiàn)在的妙手系統(tǒng)，已經(jīng)經(jīng)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(shù)系統(tǒng)的研究。這種研究當(dāng)時的想法主要是系統(tǒng)做得能不能更精致更小巧，因為達(dá)芬奇太大了，那么大的系統(tǒng)，無論是成本、維護(hù)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(dá)芬奇系統(tǒng)所有的功能，包括3D視覺、靈活末端、主從操作、遠(yuǎn)程的功能實現(xiàn)，這都能做到。

?  這系統(tǒng)主要的技術(shù)從三個方面來講，實際上跟我們達(dá)芬奇也是類似的。第一就是整個胳膊的設(shè)計相當(dāng)于操作臂的設(shè)計，操作臂的設(shè)計在我們專業(yè)領(lǐng)域就是遠(yuǎn)端中心結(jié)構(gòu)。我們天津大學(xué)曾經(jīng)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(xué)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(shè)可行的話，它就是相當(dāng)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(shù)是掛一個電視屏幕，當(dāng)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(gòu)建主要是醫(yī)生怎么適合，但是你本身實現(xiàn)3D技術(shù)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(shù)。

?  我們這一項技術(shù)也是自己的，與達(dá)芬奇不同，達(dá)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(jìn)行技術(shù)融合。這也是為什么我們國家一直強(qiáng)調(diào)自主研發(fā)、自主知識產(chǎn)權(quán)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(jī)械臂通過一定距離去實現(xiàn)操作，主要的瓶頸技術(shù)在于延時，手術(shù)過程當(dāng)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(jī)械操作的延時等情況的總延時必須符合手術(shù)安全性的要求，雖然現(xiàn)在沒有標(biāo)準(zhǔn)，但是至少醫(yī)生感覺不出延時這是最基本的標(biāo)準(zhǔn)，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(jī)，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(jīng)通過北京檢測所的檢測，然后我們目前在做臨床。目前推進(jìn)我們已經(jīng)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(guān)的附件產(chǎn)品的發(fā)展，使得變成一個產(chǎn)業(yè)，就是從產(chǎn)品然后帶動一個產(chǎn)業(yè)，從產(chǎn)業(yè)更好的使得我們機(jī)器人技術(shù)服務(wù)到我們?nèi)祟惤】瞪线@就是大概手術(shù)機(jī)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(jī)械臂還有末端的手術(shù)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(shù)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(fù)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(rèn)為還是能跟上我們技術(shù)發(fā)展的時代。

3.    遠(yuǎn)程操作實現(xiàn)了嗎？當(dāng)時怎么實現(xiàn)的？

?  在2015年當(dāng)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(xué)做遠(yuǎn)程，這個技術(shù)它跟2001年宙斯做遠(yuǎn)程不一樣，它是用專線網(wǎng)，我們是用商業(yè)網(wǎng)，就是更有隨機(jī)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(shù)這樣的操作模式，對動物進(jìn)行遠(yuǎn)程膽囊摘除手術(shù)的實驗，很流暢，半個小時就可以把手術(shù)完成。

?  技術(shù)難點主要是網(wǎng)絡(luò)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(jìn)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(xué)國防學(xué)院在進(jìn)行國際合作項目，即利用5G技術(shù)推進(jìn)手術(shù)機(jī)器人的合作，提高傳輸效果并減少延時，所以遠(yuǎn)程最根本的一個問題是延時問題。

4.    國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人與國際先進(jìn)相比，還有哪些差距，要達(dá)到國際先進(jìn)水平的話突破哪些技術(shù)難題？微型機(jī)器人未來還有哪些發(fā)展方式？

?  機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展是一種理念，實際上是關(guān)注新技術(shù)如何服務(wù)到人類的概念，例如未來整個信息技術(shù)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(dá)芬奇系統(tǒng)相比，關(guān)鍵技術(shù)不存在障礙，主要就是在臨床的應(yīng)用上，因為很多的醫(yī)院都進(jìn)口了達(dá)芬奇，特別是我們的醫(yī)生習(xí)慣了達(dá)芬奇，再加上文化上可能認(rèn)同進(jìn)口，而對國產(chǎn)總是一種覺得低人一等的狀態(tài)。所以在臨床應(yīng)用文化上我們還需要進(jìn)一步的拓展和交流，特別是我們的產(chǎn)品確實要能夠讓醫(yī)生認(rèn)可，這個我們再比如說人機(jī)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(guān)鍵的機(jī)器人技術(shù)方面，比如說驅(qū)動、立體視覺和交互等，甚至我們的機(jī)器人大家將來可以看到它可以折疊就是更小巧，現(xiàn)在達(dá)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(jī)器人的靈活度、小巧度，但是它的維護(hù)性，包括模塊化的更換都是很容易的。現(xiàn)在我們妙手系統(tǒng)跟達(dá)芬奇系統(tǒng)所涵蓋的手術(shù)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(yīng)的工作。

5.    機(jī)器人在國內(nèi)醫(yī)學(xué)范圍的應(yīng)用達(dá)到什么程度？從醫(yī)患的角度講，手術(shù)成功率會達(dá)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(shù)機(jī)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(shù)能力，我舉一個例子來講，腹腔這種手術(shù)開口，就是開放式的手術(shù)，或者是微創(chuàng)手術(shù)，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(shù)機(jī)器人這一套系統(tǒng)，它可以放大到10倍以上，可以進(jìn)到腹腔內(nèi)，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(guān)于應(yīng)用，機(jī)器人技術(shù)本身不存在瓶頸，但在應(yīng)用上還是有差距的，主要體現(xiàn)在兩個方面，首先是技術(shù)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(shù)工具的類型來適應(yīng)不同病癥，達(dá)芬奇的手術(shù)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(rèn)可或者共同支持國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人。關(guān)鍵是讓老百姓真正受益到技術(shù)的同時價格也下來，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)有無菌袋，外國產(chǎn)品的無菌袋一次手術(shù)是2800元，但是我們生產(chǎn)的無菌袋也要裝在機(jī)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(dāng)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(shù)用好，還要讓技術(shù)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(xué)校培養(yǎng)人才的角度，是不是在接下來的發(fā)展里，該學(xué)科在培養(yǎng)人才方向上會有一個轉(zhuǎn)變，比如說要培養(yǎng)他們與機(jī)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(xué)工程專業(yè)，今年6月天津大學(xué)受教育部委托在天津大學(xué)開了智能醫(yī)學(xué)專業(yè)的論壇，這個專業(yè)就是一個新專業(yè)，并且已經(jīng)批準(zhǔn)了，這個專業(yè)本身就是要把不僅僅是機(jī)器人技術(shù)，更重要的是智能技術(shù)和醫(yī)療如何去結(jié)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(xué)等領(lǐng)域的人才以及其他技術(shù)、銷售等企業(yè)人員，他們從不同的角度對人才提出了復(fù)合性的要求。你比如說以這個面向醫(yī)學(xué)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(yīng)性或者對未來產(chǎn)業(yè)的適應(yīng)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(shù)跟機(jī)器人技術(shù)結(jié)合實際也是不斷的結(jié)合，舉例子來講比如說機(jī)器人技術(shù)是輔助，醫(yī)生還要操作還要能夠干預(yù)其中過程當(dāng)中，比如說診斷已經(jīng)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(shù)機(jī)器人也是一樣，也要通過智能技術(shù)和一些自動化的技術(shù)使得這醫(yī)生的干預(yù)程度會越來越低，而對醫(yī)生的實際上對他的手術(shù)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(fù)性的操作這個要求反而降低了。

7.    天津大學(xué)在機(jī)器人方向是僅僅專注醫(yī)學(xué)機(jī)器人嗎？

?  天津大學(xué)大概涉及到三類機(jī)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(jī)，這也是我們課題組設(shè)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(jī)器人是以并聯(lián)裝備為核心的工業(yè)機(jī)器人。

?  最核心的是它的結(jié)構(gòu)設(shè)計，也就是它的骨架。骨架設(shè)計的原理、設(shè)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(shù)和信息技術(shù)。智能醫(yī)學(xué)工程這個專業(yè)，它要進(jìn)一步的在生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)上，通過新的專業(yè)設(shè)置來培養(yǎng)人才。

8.    天津大學(xué)機(jī)器人專業(yè)怎么樣？

?  我們專門有一個學(xué)院，主要是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的教育，有一門課做完之后學(xué)生寫了很多的專利，我印象當(dāng)中數(shù)據(jù)大概是41項專利。所以學(xué)生在這學(xué)院下他可以他把的創(chuàng)新思想和創(chuàng)業(yè)概念通過導(dǎo)師制進(jìn)行融合。每年大概招收兩到三個班進(jìn)行這方面的工作，還是比較有成效的，也歡迎你們到學(xué)院調(diào)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(jǐn)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(jī)器人小企業(yè)的未來進(jìn)行扶持？

?  我作為技術(shù)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(jī)器人高技術(shù)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(jīng)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(shù)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(shù)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(dǎo)是必要的，但引導(dǎo)方式也不一定是唯一的，如何引導(dǎo)好從初創(chuàng)到產(chǎn)品最后到一個產(chǎn)業(yè)的形成，可能要更多的從長遠(yuǎn)的角度和從基礎(chǔ)的角度來考慮這一個問題。

10.  我國目前的機(jī)器人產(chǎn)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(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級之后機(jī)器人產(chǎn)業(yè)到底發(fā)展什么樣的意義？

?  今天上午我覺得我們機(jī)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(shù)，第二我覺得企業(yè)要更好地融合，共同去做好應(yīng)用，特別是工業(yè)企業(yè)，而這應(yīng)用是指什么不一定要用機(jī)器人，一定是在適合得環(huán)境去應(yīng)用，比如機(jī)器人在提高生產(chǎn)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(jī)器人實現(xiàn)都沒有問題，但是在生產(chǎn)過程當(dāng)中如何發(fā)揮更好的作用，這需要企業(yè)來配合。當(dāng)然機(jī)器人研究的企業(yè)還需要更好地把技術(shù)可靠性再進(jìn)行提升，需要和企業(yè)共同促進(jìn)。

?  此外，價格是優(yōu)勢但不是絕對性優(yōu)勢，技術(shù)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(guān)注我們實用化的技術(shù)和高新技術(shù)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(shù)有的是市場有的是應(yīng)用，是不同維度的問題，不要糾纏在一起，這樣才能使機(jī)器人產(chǎn)業(yè)獲得良好的發(fā)展。這個領(lǐng)域因為我們沒有做太多的調(diào)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(jī)器人真正落地和應(yīng)用，比如說它醫(yī)生和技術(shù)人員或者專家這一些配合請您暢想一下在未來幾十年進(jìn)入尋常百姓家能做一些什么？

?  如果一個機(jī)器人技術(shù)，所謂企業(yè)也好、技術(shù)也好，當(dāng)你分不清這界限是企業(yè)的還是技術(shù)或什么的，這一些人融合在一起圍繞這一個目標(biāo)去做的時候，它的成功已經(jīng)我們認(rèn)為就已經(jīng)是50%了，剩下的一個就是市場環(huán)境的構(gòu)建。實際上技術(shù)創(chuàng)新并不僅僅取決于技術(shù)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(wù)技術(shù)它一定是國外引進(jìn)優(yōu)選出來的技術(shù)，就很難躍升，而我們的市場也要有新的理念進(jìn)來這樣的話就是像您說的將來應(yīng)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。回顧上世紀(jì)60年代工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，再看今朝，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)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?nèi)绾巫龅母谩?/span>