见过远程机器人缝合伤口（参考“达芬奇手术机器人”），那么你见过无人操控的机器人缝合伤口吗？
近日，加州大学伯克利分校的研究团队开发出一种人工智能训练的外科手术机器人，它能够独立完成一些缝合任务。从研究人员拍摄的视频来看，这个双臂机器人在仿生皮肤上完成了六次连续的缝合，将针穿过组织，从一个机械臂传递到另一个机械臂，同时保持对线的张力。
这一崭新的研究标志着现代医学科技正朝着更自主的方向发展。要知道尽管如今许多医生在手术中得到机器人的帮助，但这些机器人是用来辅助外科医生的，并不是取代他们。而这款自动缝合机器人做到了真正意义上的“自主自动”。
1、模拟研究完成，即将进入动物实验
据加州大学伯克利分校的研究员、该机器人研究实验室的主任Ken Goldberg介绍，这款机器人主要是利用一对摄像头观察周围环境，通过神经网络进行训练，能够准确识别针的位置，并使用运动控制器规划缝合过程中涉及的所有六个动作。
Ken Goldberg表示，虽然目前这款机器人还无法完全取代外科医生，但其成功为自动化缝合过程打下了坚实基础。此外，他还指出了该研究面临一些挑战。例如，闪光或反光物体可能会干扰机器人的图像传感器，而计算机也难以模拟“可变形”（如皮肤和线）在被戳和被推时的反应。
不过，尽管距离这一技术进入临床还有很长的路要走，研究团队对于未来在医疗领域中推广仍然充满信心。项目研究员Danyal Fer表示：在手术过程中，有很多工作，而缝合往往是最后一项任务。这意味着医生在进行缝合时更容易疲劳，如果他们没有正确闭合伤口，可能会导致一系列并发症。鉴于缝合工作的重复性，Goldberg和Fer认为这是自动化的理想对象。
对于该团队能否证明这一设备可以实现患者预后的实质性改善？机器人又能不能做到提高缝合质量、加快的愈合速度并减少疤痕？
Goldberg表示这是一个悬而未决的问题，因为机器人的成功带有一些限制条件。在人类必须之前，这台机器人完成了六次完整的缝合记录，但在测试中平均只能完成约三次。且测试伤口局限于平面，不像肘部或指关节等身体的圆形部位的伤口。此外，该机器人仅在“phantoms（一种医用仿真皮肤）”上进行了测试，并没有在器官组织或动物皮肤上测试。
但很快实验室将从仿真皮肤测试转移到动物皮肤上。Goldberg指出鸡肉是首选。好处是不需要批准，你只需要去杂货店买些鸡肉。
2、对比STAR自动缝合机器人
约翰斯·霍普金斯大学的研究员Axel Krieger表示，这个机器人已经取得了令人印象深刻的进步，特别是在找到和抓住针并在机械臂之间转移的方面。从机器人学的角度来看，这是一项非常具有挑战性的操纵任务。与将针从一个人的手移动到另一个人的手不同，将针从一个机械臂移动到另一个机械臂在灵巧方面是非常艰巨的，像大海捞针一样。
Krieger的实验室是机器人缝合领域的领导者，尽管采用的是不同的方法。伯克利的研究人员使用的是达芬奇研究套件（一种用于在众多手术室中进行腹腔镜手术的共享机器人系统），而克里格的实验室则构建了自己的系统，称为智能组织自主机器人（STAR）。
Smart Tissue Autonomous Robot（STAR）
2022年的一篇关于STAR的论文显示，它能够成功地在猪肠上缝合。这是值得注意的，因为机器人很难区分动物组织和血液样本的颜色。但STAR系统也受益于独特的技术，如安置在组织中的红外传感器，这些传感器有会告诉机器人该去哪里，并且该系统还配备了专用的缝合机制。相比之下，伯克利的机器人是使用较为简单的达芬奇系统进行手动缝合。
两位研究人员都列出了未来将要面对的一系列挑战。Krieger希望使机器人更易于外科医生操作，并训练它处理更细小的缝合。Goldberg则希望看到他们实验室的机器人成功地缝合更复杂的伤口形状，并更快更准确地完成缝合任务。
医疗市场以及手术机器人市场都正走向无人操控的全自动领域，但目前来看，自动化缝合机器人仍存在一定的技术风险，正如上文所说，机器人缺乏人类医生的判断力，在医疗环境中无法灵活地应对突发情况或意外变化；同时“全自动化”也意味着维修和维护这些设备的成本可能非常昂贵，未必所有机构都能承担这一笔额外的费用。
当然，随着人工智能、机器学习和机器视觉等技术的不断发展，手术机器人的性能和精度正在不断提高。未来，随着技术的进步，全自动的手术机器人可能会变得更加智能化、灵活化和可靠化。对此医潜将持续关注。
