智能组织自主机器人可以在没有人的帮助下对猪的软组织进行腹腔镜手术。资料来源：约翰霍普金斯大学

一个机器人在没有人类指导的情况下对一头猪的软组织进行了腹腔镜手术--这是机器人技术朝着对人类进行完全自动化手术迈出的重要一步。由约翰霍普金斯大学的一个研究小组设计的智能组织自主机器人（STAR）今天在《科学机器人》杂志上进行了描述。

高级作者、约翰霍普金斯大学怀特工程学院机械工程助理教授Axel Krieger说："我们的研究结果表明，我们可以将外科手术中最复杂和精细的任务之一自动化：重新连接肠子的两端。STAR在四只动物身上进行了手术，它产生的结果明显比人类进行同样的手术好。"

该机器人在肠道吻合术方面表现出色，这种手术需要高度的重复运动和精确。连接肠子的两端可以说是胃肠道手术中最具挑战性的步骤，需要外科医生以高度的准确性和一致性进行缝合。即使是最轻微的手部颤抖或错位的缝合，都可能导致泄漏，对病人来说可能是灾难性的并发症。

克里格与华盛顿特区国家儿童医院的合作者以及约翰霍普金斯大学电气和计算机工程教授金-康合作，帮助创建了这个机器人，一个专门为缝合软组织设计的视觉引导系统。他们目前的迭代推进了2016年的模型，准确地修复了一只猪的肠子，但需要一个大的切口来进入肠子，并需要人类的更多指导。

该团队为STAR配备了新的功能，以增强自主性和提高手术精度，包括专门的缝合工具和最先进的成像系统，提供更准确的手术领域的可视化。

Krieger说：”软组织手术对机器人来说特别难，因为它的不可预测性，迫使它们能够快速适应，以处理意外的障碍。STAR有一个新颖的控制系统，可以实时调整手术计划，就像人类外科医生那样。”

Krieger说："STAR的特别之处在于，它是第一个在软组织中计划、适应和执行手术计划的机器人系统，只需最小的人为干预。"

Kang说："由Kang和他的学生开发的基于结构光的三维内窥镜和基于机器学习的跟踪算法指导着STAR。我们相信，先进的三维机器视觉系统对于使智能手术机器人更智能、更安全至关重要。"

克里格说：“随着医疗领域向更多的腹腔镜手术方式发展，拥有一个为此类手术设计的自动化机器人系统来协助将非常重要。”

Krieger说："机器人吻合术是确保需要高精度和可重复性的手术任务能够在每个病人身上以更高的精度和准确性进行，而不受外科医生技能的影响，我们假设，这将导致病人护理的手术方法民主化，使病人的结果更加可预测和一致。"

来自约翰霍普金斯大学的团队还包括Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei和Simon Leonard。国家儿童医院过渡性泌尿外科主任Michael H. Hsieh也对这项研究做出了贡献。