受折纸开导，哈佛大学团队打造微型外科呆板人：可举办慎密手术

哈佛大学团队新近开拓出一种微型外科呆板人，它只有网球巨细，仅有 1 枚硬币的重量，可是它乐成地完成了一项坚苦的模仿手术使命。

哈佛大学维斯研究所传授 Robert Wood 和索尼公司的呆板人工程师 Hiroyuki Suzuki 相助，他们受折纸开导，缔造了一种新的微型行为中心遥控机器手，名为“mini-RCM”。这项研究极大地缩小了外科手术呆板人的尺寸。

这项研究颁发在最新一期的《天然 - 呆板智能》（Nature Machine Intelligence）上。

腹腔镜手术是指外科大夫将器材和微型摄像机通过小切口进入患者体内举办手术。

连年来，外科手术呆板人开始在手术室应用，进一步辅佐外科大夫，使他们可以或许同时操纵多个器材，并且比传统手术更准确、更机动、更轻易节制。

然而，手术呆板人的弱点也出格明明，这些呆板人节制体系很是大，节制器材也许比它们操纵的风雅组织和布局要大得多，凡是会占有整个手术室。而这项新研究则有望办理这一痛点，将外科手术呆板人的尺寸缩小到令人赞叹的境地。

Suzuki 说：“在已往的几年里，Wood 博士尝试室奇异的技能手段已经在微型呆板人规模取得了很多令人印象深刻的发现。我信托，这有也许使医疗机器手规模取得打破。”2018 年，Suzuki 与 Wood 在哈佛 - 索尼的 mini-RCM 项目中开始相助。

受折纸开导

Suzuki 和 Wood 行使弹出式微机电体系（pop-up MEMS）制造技能，在 Wood 的尝试室研制出了这种微型呆板人。该技能将原料互相叠层粘合在一路，然后凭证特定的图案举办激光切割，最后能 “弹出” 所需的三维外形，就像儿童弹出式图画书一样。这项技能极大地简化了伟大布局的微型呆板人的大局限出产，省去了艰辛的手工制作进程。

研究团队缔造的呆板人主体布局是一个平行四边形的外形，行使三个线性致动器（mini-LAs）来节制呆板人的行为：一个平行四边形的底端的起落机构，一个垂直于平行四边形的旋起色构，尚有一个是平行四边形尖端的伸缩器材。这个呆板人比之前学术界开拓的其他显微外科装备都更小更轻。

mini-LA 自己就是精彩的微型原件，它由压电陶瓷原料制成。当电场浸染时，压电陶瓷原料会改变外形，然后变形敦促 mini-LA 的 “运行单位” 沿着 “轨道” 移动，就像火车在铁轨上一样。微型呆板人的移动就是通过这种线性行为来实现的。

因为压电原料具有固有的变形，该团队还将基于 led 的光学传感器集成到 mini-LA 中，用来检测和更正任何偏离预期行为的毛病，譬喻由手发抖引起的毛病。

比外科大夫的手更不变

为了模仿长途手术的环境，研究小组将 mini-RCM 毗连到了 Phantom Omni 装备上，该装备通过相应用户手的举措来哄骗 mini-RCM。

他们的第一项测试是在笔尖巨细的处所，在显微镜下画小正方形。研究职员别离用手动和行使 mini-RCM 两种方法操纵。功效表现，mini-RCM 极大地进步了用户的精确性，与手动操纵对比，将错误镌汰了 68％。在人体微小布局的手术中，这种精度是出格重要的。

mini-RCM 在测试中得到乐成后，研究职员建设了一种名为视网膜静脉插管的外科手术的模仿版本，在这种手术中，外科大夫必需警惕地将一根针穿过眼睛，将治疗药物注入眼球后部的细静脉中。他们制造了一个与视网膜静脉巨细沟通的硅胶管（约莫是人类头发粗细的两倍），并乐成地用毗连在 mini-RCM 结尾的针刺穿了硅胶管，而不会造成局部损伤或粉碎。

除了能有用地举办风雅的手术操纵之外，这款小巧的 mini-RCM 还提供了另一个重要的甜头：它易于安装和配置，并且在呈现并发症或停电的环境下，大夫可以手动等闲地将呆板人从病人的身材上移开。

“在很多规模，尤其是必要小而伟大的呆板的场景中，弹出式微机电体系制造要领长短常有代价的。它有也许提好手术的安详性和服从，”Wood 说。

应用将来可期

在 mini-RCM 真正筹备好投入行使之前，也许还必要相等一段时刻。此刻，研究职员的方针是增大微型呆板人执行机构的力的范畴，包围在手术进程中所需的最大力大举，并进步其定位精度。他们还在研究在加工进程中行使脉冲较短的激光，进步 mini-LAs 的传感判别率。

维斯研究所首创董事 Don Ingber 说：“Wood 尝试室和索尼之间奇异的相助声名，将实际天下中的行业重点与学术创新精力相团结能带来很大甜头，我们等候着这项事变对近期的外科手术呆板人发生影响。”

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参考：

https://wyss.harvard.edu/news/cutting-surgical-robots-down-to-size/

https://www.engadget.com/wyss-sony-robotics-surgery-robot-mini-rcm-182317591.html

（编辑：湖南网）

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