盡管烏鴉的名聲向來不大好聽,，但近日,，美國華盛頓大學(xué)的電子工程教授布雷克.漢納福德和加州大學(xué)圣克魯茲分校(UCSC)的雅各布.羅森等人正在致力于改變?yōu)貘f在人們腦海中固有的印象。今年2月,，他們向全美多所大學(xué)發(fā)放了一批有鳥翼樣機(jī)械臂的醫(yī)用機(jī)器人,，這種機(jī)器人就被命名為——“烏鴉”。
如今,，在機(jī)器人輔助外科手術(shù)設(shè)備中,，占主導(dǎo)地位的是靠控制臺操縱的“達(dá)芬奇外科手術(shù)系統(tǒng)”。該裝置模擬外科醫(yī)生手部的運(yùn)動,，并等比例地放緩,，這樣就可以利用微創(chuàng)切口來進(jìn)行手術(shù)了。商用手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是通過小切口時相當(dāng)靈活,，和現(xiàn)有常規(guī)外科技術(shù)相比,，用這種方式做手術(shù)對病人造成的組織損傷小，康復(fù)得更快,。
迄今為止,，“達(dá)芬奇”系統(tǒng)已經(jīng)生產(chǎn)了幾千套，據(jù)估計(jì),，全世界每年使用該系統(tǒng)的手術(shù)超過20萬臺,。從2000年美國食品與藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)“達(dá)芬奇”機(jī)器人用于人體算起，它至今仍是唯一獲得FDA批準(zhǔn)銷售的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng),。但是,，“達(dá)芬奇”還遠(yuǎn)不夠完美。首先,，它是固定裝置,，且重達(dá)半噸，這就限制了其調(diào)配使用,。而且,，它售價高達(dá)180萬美元，不是每家醫(yī)院都買得起，只有那些有錢的醫(yī)療機(jī)構(gòu)才能夠擁有,。此外,，由于“達(dá)芬奇”需要專用的軟件才能使用,，所以那些熱衷于研究機(jī)器人的技術(shù)人員,，即使買得起“達(dá)芬奇”，自己也無法對其操作系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,。
共享的“烏鴉”
“烏鴉”手術(shù)機(jī)器人就沒有“達(dá)芬奇”的這些缺點(diǎn),。“烏鴉”的原型最初是2005年由漢納福德和羅森為美國軍方研制的戰(zhàn)地手術(shù)機(jī)器人。相對于“達(dá)芬奇”而言,，它緊湊,、輕便又價廉，價格大約在25萬美元,。新版“烏鴉”的體積更小,，機(jī)械手更為靈巧，可以在手術(shù)過程中拿住手術(shù)器具,。更重要的是,，對于研究而言，它也是最先使用開放源軟件的手術(shù)機(jī)器人,，由于采用Linux操作系統(tǒng),，允許用戶根據(jù)需要自行修改代碼，這讓它可以很容易地與其他裝置相連接,，為研究人員進(jìn)行外科手術(shù)的實(shí)驗(yàn)和協(xié)作創(chuàng)建了一條通路,。
羅森和擔(dān)任華盛頓大學(xué)生物機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任的漢納福德共同領(lǐng)導(dǎo)研制“烏鴉Ⅱ”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的研究小組，在美國國家科學(xué)基金會的資助下,，已經(jīng)制造了7套 “烏鴉Ⅱ”系統(tǒng),。目前，這些設(shè)備是為美國主要的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室而制造的,。在完成最后一輪測試后,，其中五個系統(tǒng)已經(jīng)被運(yùn)送到哈佛大學(xué)、約翰.霍普金斯大學(xué)等機(jī)構(gòu)的醫(yī)用機(jī)器人研究所,，另外兩套系統(tǒng)則留在加州大學(xué)圣克魯斯分校和華盛頓大學(xué),。
“烏鴉Ⅱ”系統(tǒng)具有兩條機(jī)械臂、一個觀察手術(shù)現(xiàn)場的攝像頭和一個可以進(jìn)行在線遠(yuǎn)程手術(shù)的機(jī)器人手術(shù)界面,。它允許醫(yī)生從遠(yuǎn)程位置操作機(jī)器人系統(tǒng),，可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)或發(fā)展中國家提供更好的專家醫(yī)療。有了實(shí)驗(yàn)室研究網(wǎng)絡(luò)的公共平臺,，各大學(xué)的研究人員可以分享軟件,、重復(fù)試驗(yàn)，并在其他方面展開合作,。
即使這意味著給競爭對手提供自己花好幾年時間才研究出來的工具,，羅森和漢納福德還是決定分享“烏鴉Ⅱ”的成果,，因?yàn)檫@似乎是推動這一領(lǐng)域進(jìn)步的最佳路徑。
美國大部分手術(shù)機(jī)器人的研究都集中開發(fā)各種不同機(jī)器人系統(tǒng)的軟件,，學(xué)術(shù)人員沒有權(quán)限研究這些私人系統(tǒng),。羅森說，“通過在學(xué)術(shù)界內(nèi)提供高質(zhì)量的硬件,，我們正在改變這一現(xiàn)狀,。每個實(shí)驗(yàn)室都從一個相同的操作系統(tǒng)開始，他們研究的結(jié)果和提出的改進(jìn)都將儲存在一個在線知識庫中,，對所有人開放,，彼此可以交換硬件和軟件，并分享新的進(jìn)展和算法,，同時又可以保留自己發(fā)明的知識產(chǎn)權(quán),。”
目前，哈佛大學(xué)的羅伯.豪和他的團(tuán)隊(duì)正在試驗(yàn)利用“烏鴉”機(jī)器人在跳動的心臟上做手術(shù),。與此同時,，加州大學(xué)洛杉磯分校的沃倫.谷倫德菲斯特正致力于使通過觸覺實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流的研究。加州大學(xué)伯克利分校的派伊特.艾貝爾和肯.高博格正在嘗試教導(dǎo)機(jī)器人通過模擬醫(yī)生的手法而自動做手術(shù),。而羅森博士自己正在潛心研究外科醫(yī)生與手術(shù)機(jī)器人如何通力協(xié)作的方法,。
美國食品與藥品管理局還沒有批準(zhǔn)研究型“烏鴉”用作人體的手術(shù)，所以,，目前所有的研究都被限定在用動物或人類尸體做手術(shù),。但是，研究人員相信,，只要經(jīng)過足夠的試驗(yàn),，隨著時間的推移，“烏鴉”遲早會得到FDA的批準(zhǔn),。
