近日，香港中文大學工程學院與醫學院跨學科協作，由竇琪教授、葉瀚智醫生、歐國威教授及趙偉仁教授組成的研究團隊，在手術機器人自主化領域取得重大突破。該團隊成功研發出基于人工智能（AI）驅動的手術機器人自動化技術，更打造出全球首創的手術機械人多功能自動化具身智能平臺，并借助該平臺在活體豬模型上完成全球首例多功能自主手術操作驗證，相關研究成果已發表于國際權威期刊《科學·機器人學》。
該項創新技術以具身智能框架為核心，采用純視覺解決方案，通過整合視覺基礎模型、強化學習和視覺伺服控制三大核心技術，實現無需額外傳感器的全自主手術操作。其中，基于基礎模型的視覺感知系統能精準理解各類手術場景并完成深度估計，強化學習的控制策略則先在團隊自主研發的手術具身智能模擬器SurRoL中完成訓練，訓練后的策略可直接遷移至真實世界機器人系統。系統能實時解析內窺鏡影像，精準完成組織牽拉、紗布抓取、血管夾閉等臨床常見手術動作，突破傳統依賴預設規則或附加傳感器的局限，為手術自動化提供更符合臨床需求的解決方案。
此次研究中，團隊將人工智能技術集成至國產Sentire思騰?腔鏡手術機械人，其具備的獨特人工智能就緒和友好特性，助力技術無縫部署。在InnoHK醫療機械人創新技術中心（MRC）支持下，活體豬模型實驗在該中心混合手術室開展——這里為臨床前評估提供專業環境，能讓外科醫生在高度貼近真實手術場景下驗證新算法。實驗證實，該系統能適應組織形態差異、光照變化等復雜手術環境，展現出優異的泛化能力和操作穩定性。值得一提的是，SurRoL模擬器是港中大與美國約翰霍普金斯大學戰略合作的重要成果，團隊已于2021年向全球手術機器人研究社群開源該具身平臺，目前已被全球眾多頂尖研究機構采用。
竇琪教授、葉瀚智醫生、歐國威教授、趙偉仁教授
“這標志著手術機器人從輔助工具向智能伙伴的進化?！笨蒲袌F隊介紹，該技術有望成為外科醫生的“第三只手”，通過承擔常規重復操作減輕醫生工作負擔，提升手術效率并縮短患者手術時間。歐國威教授指出，這項成果充分體現了MRC國際合作平臺催生的卓越創新能力；趙偉仁教授也表示，MRC提供了工程創新與臨床應用協同發展的獨特生態，加速了從實驗室概念向臨床前研究的轉化進程，而該醫工交叉研究成果也展現了人工智能輔助系統在外科手術領域的革新潛力。
研究人員使用手術機器人開展手術任務自動化的活體動物驗證
下一步，團隊將推進臨床轉化研究，并探索個性化人機協同功能開發。該研究獲香港特別行政區政府創新科技署“InnoHK創新香港研發平臺”、香港研究資助局及國家自然科學基金委聯合資助，是粵港澳大灣區醫工交叉創新的代表性成果，為智能醫療裝備的自主創新發展提供了重要技術支撐。（香港中文大學工程學院供圖）
