上过春晚的宇树机器人，这次上了手术台。Nature正刊最近发表了一篇论文，加州大学圣地亚哥分校的研究团队用宇树科技开发的人形机器人，在活体猪身上完成了两例胆囊切除术。论文第一作者兼通讯作者Zekai Liang来自中国，本科毕业于华中科技大学机械工程专业，目前在加州大学圣地亚哥分校攻读博士学位。这是人形机器人这个形态第一次完成活体手术。手术机器人这个概念对临床医生来说并不陌生，达芬奇系统2000年就已经获批临床，至今应用超过20年。这次Nature研究的首次，特指人形机器人形态。

复杂曲线轨迹误差是专用机器人的10倍

研究团队选了宇树G1作为硬件平台，开发了定制化末端执行器、遥操作系统和手术控制算法。第一步测试基础性能，腹腔镜手术要求器械始终围绕腹壁套管针形成固定的远端运动中心，达芬奇等专用手术机器人通过机械结构天然保证这个支点，人形机器人没有这个机构，只能靠视觉和算法实时估算，对控制精度要求更高。结果显示，人形机器人只有在特定穿刺孔布局下，表现才能接近专用手术机器人。直线操作误差约1.3毫米，跟专用机器人相近，但复杂曲线轨迹误差增加到约10.4毫米，约为专用手术机器人的10倍。医生遥操作到机器人执行之间存在约156毫秒延迟，接近业内普遍认为不影响操控体验的150毫秒临界值。

第二步让外科医生试用。研究团队邀请外科医生和普通受试者分别试用人形机器人、专用手术机器人和传统腹腔镜。专用手术机器人综合表现最佳，评分97.67，人形机器人85.39，传统腹腔镜70.47。医生主观评价显示，人形机器人的操作负担介于专用机器人和徒手腹腔镜之间。

两例手术都完成了，但校准暂停了十几次

第三步是活体动物实验。研究团队在两头活体猪身上完成腹腔镜胆囊切除术，两例手术均顺利完成胆囊三角解剖、胆囊剥离等关键步骤，没有中转开腹或传统腹腔镜。整个过程不轻松，由于动物呼吸和机器人底座轻微漂移，软件计算的远端运动中心会不断偏移，两台手术分别进行了8次和4次暂停校准，其中超过3分钟的长时间中断分别达到2次和3次。术后问卷里，参与手术的外科医生普遍认可系统具备完成手术的能力，但对临床成熟度评分中位数只有2.5分，满分5分。即使是亲自操作系统的医生，也认为它距离真正进入临床还有相当距离。

为什么非要把人形机器人送上手术台

达芬奇的机械臂已经用了这么多年，研究者给出的理由有三点。第一，不需要改造手术环境。人形机器人身高、臂展与人接近，理论上可以直接站进现有手术室，用医生手里现成的腔镜器械，不需要像达芬奇那样重新规划手术室布局。第二，成本更低、用途更广。达芬奇系统购置和维护成本高、耗材专有，通常只在资源充足的大医院配备。人形机器人价格相对低廉，理论上还能干别的活。第三，占地更小、不遮挡视线。相比达芬奇庞大的床旁塔式机械臂，人形机器人体积更紧凑，理论上能减少手术台周围的拥挤，给床旁助手留出更多操作空间。

但这些理由放在一台手术面前，安全性和准确性才是最重要的指标。人形机器人用于手术的缺点很明显，精度比专业手术机器人差了近一个数量级，G1的臂展约450毫米，成年人的臂展一般在1.6到1.8米，工作空间受限，无菌问题也不好解决，现在需要像人一样套无菌手套。这篇文章的目的不是现在就把人形机器人送上手术台，而是借用外科手术这个门槛最高、容错最小的考试，检验人形机器人目前的能力天花板到底有多高。论文结果很诚实，人形机器人已经有了显著突破，但依然没摸到上临床的门槛。在机器人做手术这个方向上，还有别的进展，Science Robotics前段时间发表的一项研究让机器人在没有任何人工干预的情况下自主完成8例离体猪胆囊切除术，成功率100%。但那距离真正走上临床，同样还有相当长的距离。