如今外科手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)在胸心外科、腫瘤外科、普通外科等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但目前的手術(shù)機(jī)器人還沒(méi)有很好地解決缺少觸覺(jué)反饋的問(wèn)題，這將影響到手術(shù)操作的精確性和靈活性，同時(shí)也增加了對(duì)人體正常組織和器官損傷的可能性。另外，手術(shù)機(jī)器人的體積偏大，在使用上受到了很大的限制。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷提高，手術(shù)機(jī)器人開始向更靈活、更小型方向發(fā)展?？茖W(xué)家甚至在嘗試?yán)眉{米技術(shù)制造微型機(jī)器人，從而推動(dòng)外科手術(shù)向人類機(jī)體分子生物學(xué)水平發(fā)展。

      軟體手術(shù)機(jī)器人

      當(dāng)前以達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)為代表的手術(shù)機(jī)器人都是由堅(jiān)硬的金屬制成的機(jī)器人本體，但與之相對(duì)應(yīng)的是，人體除了骨頭，大多數(shù)組織是柔軟的。因而這種堅(jiān)硬的機(jī)器人就必須依靠精確傳感器的反饋和高性能控制系統(tǒng)，來(lái)確保病人的安全，以免破壞我們精致的組織和器官?？茖W(xué)家認(rèn)識(shí)到，若使用聚合物來(lái)制造軟體機(jī)器人，其彈性體可與人類皮膚相比擬，從而可以消除許多人機(jī)交互的安全擔(dān)憂。

      軟體機(jī)器人的廣闊前景已經(jīng)刺激一個(gè)交叉材料、機(jī)械和電氣工程的新興領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。2013年，美國(guó)科學(xué)家研究出了一種軟體機(jī)器人，這種機(jī)器人用有彈性的橡膠制成，并在內(nèi)部還注入了壓縮空氣，以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制。用橡膠制成的機(jī)器人大大減少了手術(shù)給人體造成的創(chuàng)傷的可能性。另外，這種橡膠機(jī)器人能夠進(jìn)入到較小的空間內(nèi)，還能夠改變自己的形體，這樣就能夠適應(yīng)一些復(fù)雜手術(shù)的要求。這種軟體機(jī)器人價(jià)格低廉，可以用3D打印技術(shù)制成，成本只有20美元。

      軟體機(jī)器人的出現(xiàn)，展示了手術(shù)機(jī)器人發(fā)展的廣闊前景及無(wú)限可能性。但同時(shí)也產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題：高度兼容、非線性的材料帶來(lái)了建模、生產(chǎn)力和控制方面的挑戰(zhàn)，可能會(huì)導(dǎo)致不精確的運(yùn)動(dòng)。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，這種軟體機(jī)器人總有一天會(huì)像達(dá)芬奇機(jī)器人一樣能夠?qū)Ω鞣N復(fù)雜的手術(shù)進(jìn)行處理。

      便攜式手術(shù)機(jī)器人

      達(dá)芬奇售價(jià)高昂，且是固定裝置，重達(dá)半噸，令其在調(diào)配使用方面大大受限。降低機(jī)器人的物理尺寸，開發(fā)出更便攜、更小型、價(jià)格更低廉的機(jī)器人，以適應(yīng)更廣泛醫(yī)院的需求是手術(shù)機(jī)器人發(fā)展的另一個(gè)機(jī)遇所在。目前，全球一些研究機(jī)構(gòu)已開發(fā)出幾類針對(duì)特定手術(shù)的更小型的手術(shù)機(jī)器人。

2011年，美國(guó)卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)的一個(gè)科研小組研制成一種蛇形手術(shù)機(jī)器人（CARDIA-ARM）。它有一個(gè)“蛇頭”（內(nèi)安裝有攝像頭和一些手術(shù)器械）。其“蛇身”則由若干節(jié)可自由彎曲的部件構(gòu)成，總長(zhǎng)為300mm，“蛇頭”、“蛇身”的直徑為12mm。據(jù)研制者介紹，該蛇形機(jī)器人適合做各種血管手術(shù)，尤其是復(fù)雜的動(dòng)脈血管手術(shù)，如切除動(dòng)脈內(nèi)壁上附著的脂類物質(zhì)斑塊等。只要在胸前皮膚上開一個(gè)很小的口子，塞入蛇形機(jī)器人，就能進(jìn)行手術(shù)，且術(shù)后病人恢復(fù)較快。

      美國(guó)普渡大學(xué)電子機(jī)械系的科研人員研制成功一種新型的便攜式手術(shù)機(jī)器人，其售價(jià)僅為每臺(tái)20萬(wàn)～25萬(wàn)美元，約為目前手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)價(jià)格的1/4～1/5。據(jù)了解，這種機(jī)器人的靈敏度極高，適合做包括前列腺癌切除等需要高精度的外科手術(shù)，因?yàn)榍傲邢俑浇懿几鞣N神經(jīng)，人工手術(shù)時(shí)一不小心就會(huì)傷及性神經(jīng)，造成病人陽(yáng)痿等不良后果。這種手術(shù)機(jī)器人的切口十分精確，絕不會(huì)傷及前列腺周圍神經(jīng)。

微型手術(shù)機(jī)器人

      把機(jī)器人放在眼睛里做醫(yī)療手術(shù)可能在不久的將來(lái)會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。蘇黎世的研究人員正在建立微型機(jī)器人用來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)精致的手術(shù)，機(jī)器人有一個(gè)可伸縮的針來(lái)探測(cè)身體部位(眼睛)，針的直徑只有1/4毫米，相當(dāng)于人類3-4根頭發(fā)的厚度。相比傳統(tǒng)機(jī)器人，它不能攜帶任何類型的電池或驅(qū)動(dòng)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員使用一系列的電磁鐵放在病人頭部，可以給電力機(jī)器人充電。然后通過(guò)調(diào)整電磁鐵的力度，機(jī)器人可以在身體里推動(dòng)或拉升。

      而美國(guó)宇航局的科學(xué)家們正把目光轉(zhuǎn)向人體的內(nèi)部世界，研究開發(fā)肉眼看不到的微型醫(yī)療機(jī)器人，它們的體積比我們血管中的血球還小很多，它們將在我們的體內(nèi)巡邏，執(zhí)行消滅疾病的任務(wù)。人體血液中含有白血球和紅血球，科學(xué)家構(gòu)想中的醫(yī)療機(jī)器人就像“機(jī)器”白血球，它是一種小型裝置，能吞噬細(xì)菌、病毒和其他病原體。

      瑞典也已經(jīng)開始制造由多層聚合物和黃金制成的微型醫(yī)用機(jī)器人。它的外形類似人的手臂，肘部和腕部很靈活，有2到4個(gè)手指。實(shí)驗(yàn)已進(jìn)入能讓機(jī)器人撿起和移動(dòng)肉眼看不見的玻璃珠的階段。科學(xué)家希望這種微型醫(yī)用機(jī)器人能在血液、尿液和細(xì)胞介質(zhì)中工作，捕捉和移動(dòng)單個(gè)細(xì)胞，成為微型手術(shù)器械。

      納米技術(shù)與仿生學(xué)的結(jié)合可以使生物物理學(xué)家仿照生命過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)制造出各種各樣的微型機(jī)器人。期望在不久的將來(lái)，利用納米技術(shù)可以制造出在血管中游走的機(jī)器人，以便專門清除血管壁上沉積物，減少心血管疾病的發(fā)病率；還可以制造能進(jìn)入組織間隙專門清除癌細(xì)胞的機(jī)器人，以攻克這種不治之癥。(來(lái)源：醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng))