浙江大学研究团队让机械臂学会了"自我纠错"

近日，操刀国际顶级学术期刊《Nature》在线发表了一项突破性研究——《人形机器人用于外科手术的宇树研究于人活体可行性研究》。该研究成功将宇树科技（Unitree）的人形人G人外G1人形机器人引入手术室，通过远程遥操作技术，机器利用标准腹腔镜器械为两头活体猪完成了标准的为两腹腔镜胆囊切除术。这是头活全球首次有人形机器人在活体动物身上完整执行一套标准微创手术（MIS）流程。

论文作者背景与团队构成

该论文的猪完作者重点第一作者为梁泽楷。他于2023年从华中科技大学本科毕业，成手2025年在加州大学圣地亚哥分校（UCSD）获得硕士学位，术系首次目前正于该校Michael C. Yip教授的全球器人实验室攻读博士学位。

技术实现：改装与遥操作框架

为了让宇树G1具备手术能力，论文研究团队进行了两项关键的项目形机形技术适配：

1. 定制化夹具设计：由于G1原生机械手无法直接握持标准手术器械，团队设计了一款专用夹具，仿定将其连接至机器人手部，非特使其能够稳固抓取商用的平台手动腕式腹腔镜钳。
2. 高精度遥操作映射：搭建了基于主从控制的遥操作框架。医生佩戴立体高清头显观察内窥镜画面，双手操控主手手柄。系统通过网络通信，将医生的动作按比例缩放并映射为机器人手腕的运动，实现精准操控。

实验过程与手术细节

研究团队在获得伦理批准后，选取了两头分别约11周龄和16周龄的家养雌性猪作为实验对象，由持证兽医全程管理麻醉，并严格执行术前无菌准备和铺单。

部署阶段：
宇树G1被推至手术床旁，通过安全带固定以确保稳定。外科团队与工程团队紧密协作，反复调整机器人位置、器械对齐角度及戳卡（Trocar，微创手术穿刺器）的运动范围。

手术执行：
* 主控端：一名资深外科医生坐在控制台，通过主手手柄和头显遥控机器人操作。
* 床旁辅助：另一名高级外科医生或临床研究员负责摄像头控制、组织牵引、暴露视野及器械调整。

本次实验共进行两例手术：
* 第一例：由一台人形机器人主刀，人类医生担任床旁助手。术中曾短暂启用第二台人形机器人协助扶镜和牵拉。
* 第二例：同样由人形机器人主刀，床旁协助以人类为主，未进行双机器人协作。

(注：此处保留原图链接占位，实际内容对应手术场景)

结果评估：从耗时到并发症

两例手术均成功完成，术中无需中转常规腹腔镜或开腹手术，证明了人形机器人在活体手术中的可行性。

• 并发症情况：
• 第一例手术未出现重大并发症。
• 第二例出现轻微胆汁溢出与肝床出血，但经吸引和电凝处理后得到妥善解决。
• 效率提升：
• 随着熟练度增加，第二例手术的操作时间从第一例的约56分钟缩短至约32分钟。
• 机器人重新部署次数从8次降至4次，显示出明显的学习曲线效应。

研究团队指出，该研究提供了当前人形机器人在手术应用中的能力与局限性评估，既展示了潜力，也明确了临床部署前需解决的关键技术挑战。

现存挑战与未来展望

尽管取得了突破，论文也坦诚指出了远程操作中存在的问题：

1. 校准耗时：手术过程中需多次重新校准人形机器人，导致总耗时远长于成熟的达芬奇机器人系统。
2. 灭菌难题：目前商用人形机器人缺乏可高温高压灭菌的部件，团队仅使用无菌手套覆盖，未能完全达到人体手术的无菌标准。

研究团队认为，早期专用手术机器人（如达芬奇）也经历过类似的漫长发展期（首例耗时6小时，现仅需30分钟）。随着技术进步，人形机器人的上述问题有望得到显著改善。

作者回应：重点在于“仿人外形”而非特定平台

据第一财经报道，论文第一作者梁泽楷对媒体回应称，该项目由工程师和外科医生组成的跨学科团队共同完成。

• 为何选择宇树G1？当时它是市场上较容易获得的商用选项之一。
• 研究核心是什么？项目重点在于验证人形机器人的仿人外形在手术场景中的适用性，而非针对宇树G1这一特定硬件平台进行优化。

梁泽楷强调：“要让人形机器人真正应用于人类患者的临床实践，还需要相当长的时间。”在正式进入临床前，还需在精度、灭菌、安全性、监管审批和大规模验证等方面进一步改进。

编辑：何小桃 杜波
校对：金冥羽
来源：每日经济新闻综合财联社、上海证券报、第一财经

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