机器人给你做外科手术，你敢吗？

　　美国《纽约时报》网站4月30日宣布题为《机器人外科医生目前将给你看病》一文，全文摘编如下：

　　达尼亚你·费你博士坐在间隔一台长臂机械人数英尺远的凳子上，手握着他胸口邻近的两个金属手柄。

　　当他将手柄上下左右挪动时，机器人还用自身的双臂仿照着每个小行动。然后，当他把拇指和食指捏在一起时，机器人的一只渺小手爪还做了险些一样的行动。像费尔博士如许的外科医生长期以来便是如许用机器人为病人做手术的。他们可以坐在一个电脑节制台前，为房间另一边的病人切除前列腺。

　令人兴奋的时刻

　　但正在这一简短的演示以后，费尔博士和他正在加利福尼亚大学伯克利分校的同事们展现了他们盼望若何向前推动这一尖端技术。费尔博士松开了手柄，一款新的电脑软件接办了控制权。正在他和其他研究人员的注目下，机器人最先开展完整自主运动。

　　这台机器人用一只手爪把一个小塑料环由桌子上一个一样小的挂钩上抓起，随后用另一只手爪接过这只塑料环。接下来，这只手爪移动到桌子另一边，战战兢兢地将塑料环挂到新的挂钩上。厥后，机器人又用别的一些环做了一样的事情，它完成任务的速度取正在费尔博士指导下一样快。

　　这类锻炼最初是为人类设计的；外科医生通过把环从一个挂钩转移到另一个挂钩上，进修操纵像加利福尼亚大学伯克利分校这台机械人一样的机械人。伯克利团队的一篇新研讨论文说，而今，一台开展这一测试的自动化机械人在灵活性、精确度和速度层面都能取人类对抗，乃至凌驾人类。

　　该项目是将人工智能引入手术室的更遍及勉力的一部分。应用自动驾驶汽车、自动驾驶无人机和堆栈机器人所依附的很多手艺，研究人员还正在致力于外科手术机器人的自动化。这一些方式间隔一样平常利用还有很长的路要走，但进度正正在加速。

　　正在学界被称为“手术机器人之父”的约翰斯·霍普金斯大学教授、前国际商用机器公司（IBM）研究人员罗素·泰勒说：“这是一个令人兴奋的时刻。这是我20年前期望我们能酿成的模样。”

　　如许干的目标这不是让外科医生脱离手术室，反而是根据令手术的某些阶段自动化，来减轻外科医生的肩负，乃至还可能在有改良余地的处所进步手术成功率。

　　机械人正在某些手术中的准确度曾经凌驾人类，好比将一根针插入骨头中（正在替换膝关节和髋关节时，这是一项风险特别大的使命）。人们期待，自动化机械人能进步切口或缝合等其他使命的精确度，并下降劳累过度的外科医生面对的风险。

　尚难完整自动化

　　约翰斯·霍普金斯大学计算机科学家格雷格·黑格正在近来的一次德律风通话中说，手术自动化将进度得很像是自动驾驶软件——正在他说话的时辰，这一软件正引诱着他的特斯拉汽车行驶正在新泽西州的收费公路上。他说，那辆车正正在自动驾驶，但为了防微杜渐，他的老婆仍旧把手放正在标的目的盘上。

　　黑格说：“我们没法实现全部进程的自动化，至少在没有人类监视的情况下是如斯。但我们能够最先打造自动化东西，让外科医生的事情略微轻松一点。”

　　五年前，位于华盛顿特区的国度儿童卫生系统的研究人员设计了一台机器人，能够正在手术中主动缝合一头猪的肠道。这是朝着黑格博士假想的将来迈出的一大步。但它背面加上了一个注脚：研究人员正在这里头猪的肠道中植入了渺小的标志物，这一些标志物发出了近红外光，匡助引诱了这台机器人的行动。

　　这类办法远远不够有用，由于标志物不容易植入或移除。但近年来，人工智能研究人员大幅增加了计算机视觉本领，这能够让机械人在没有此类标志物的情况下自行完成手术义务。

　　这类变更是由所谓的神经网络所驱动的。神经网络是一种数学体系，可以经过剖析大批数据来进修妙技。比方，经过剖析成千论万张猫的照片，神经网络可以学会辨认一只猫。以大部分类似一样的方法，神经网络还可以经过外科手术机器人拍摄的图象开展进修。

　　手术机器人装备了摄像头，能够记载每台手术的三维视频。视频源源持续地传入取景器，外科医生根据取景器、由机器人的视角引诱手术。

　　但厥后，这一些图象还给予了一份具体的路线图，显现手术是若何举行的。它们能够匡助新手外科医生掌握若何运用这一些机器人，还能够匡助练习机器人单独完成任务。经由过程对外科医生若何引诱机器人的图象举行阐明，神经网络能够进修一样的本领。

　　伯克利的研究人员正是以这类体式格局努力使他们的机械人自动化，这台机械人是以达芬奇外科手术体系为底子的——该体系是一款有两只手臂的机械，每一年匡助外科医生完成100多万台手术。费尔博士和他的同事收集了机械人正在人类掌握下挪动塑料环的影象。然后，他们的体系会由这一些影象中进修，精确找出抓取塑料环、正在手爪之间通报、然后把它们挪动到新挂钩上的最好体式格局。

　　但这个历程还得加上自身的“注脚”。当体系告知机器人挪动到哪里时，机器人往往会以几毫米的误差错过该地址。因为经年累稔的利用，机器人双臂内的很多金属电缆已有了一些稍微的拉伸和蜿蜒，是以它们的举措达不到所须要的精准度。

　　人类操作员能够正在不经意间补充这一点。但自动化体系则做不到。这是自动化手艺通常存正在的题目：它难以应对变更和不确定性。自动驾驶汽车还远远没有遍及，由于它们还没有乖巧到足以应对日常生活中一切杂乱场景的田地。

　对将来危害深远

　　伯克利的团队决意竖立一种新的神经网络，对机器人的毛病举行阐明，并领会它天天会比前一天失去几许精准度。该研讨团队的博士生布里金·塔南杰扬说：“它能知悉机器人枢纽是若何随工夫演化的。”一旦自动化体系可以应对这一变更，那末机器人就可以捉住并挪动塑料环，进而取人类操作员的体现相媲美。

　　其他实验室则正在实验分歧的要领。约翰斯·霍普金斯大学的研讨人员阿克塞你·克里格曾正在2016年介入前述猪肠道缝合项目，他今朝正致力于使一种新型机械手臂实现自动化，这类机械手臂的可运动部件较少，并且比伯克利团队运用的那种机械人表示得更稳固。伍斯特工学院的研讨人员正正在研讨若何能让机械正在外科医生完成特定义务时过细地引诱他们的手，这一些义务包孕为癌症病人举行穿刺活检和举行大脑肿瘤移除等。

　　此中一位研究人员格雷格·菲舍尔说：“这就比如一辆汽车，它能够自立追随车道，但驾驶员仍旧节制着油门和刹车。”

　　科学家们指出，进步路上另有很多停滞。挪动塑料环是一回事；切开、挪动和缝合皮肉则是另一回事。得克萨斯大学奥斯汀校区的副教授安·马耶维奇·菲就提出疑问：“当摄像头角度变更时会产生什么？如果有烟雾反对会产生什么？”

　　正在可预感的将来，自动化将与外科大夫一同事情，而不全是代替他们。但费尔博士说，即使如此，还还许发生深远影响。比方，大夫能够举行跨度远超手术室宽度的外科手术——举行数英里以外或更远处所的手术，还许还能扶助悠远战场上的受伤兵士。

　　但旌旗灯号滞后是个大题目，以至于今朝还没法实现以上假想。可是，费尔博士说，假如机器人可以单独完成最少一部分义务，那末长途手术就有大概可行。“您可以发送一项高层规划，然后机器人可以施行它。”

　　一样的技能关于更远间隔的长途手术也是缺一不可的。他说：“当我们入手下手为位于月球的人员做手术时，外科医生将需求全新的东西。”