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人类2.0: 当机器人进入你的身体以及将要改变的一切

旖媛人工智能 头条2016/09/02

智东西(公众号:zhidxcom) 文 | 旖媛  想象一下这个场景:你连续几天喝酒,原本就不怎么好的胃突然得 […]

智东西(公众号:zhidxcom)
文 | 旖媛 

想象一下这个场景:你连续几天喝酒,原本就不怎么好的胃突然得了胃穿孔。被紧急送到医院后,医生给你一个药丸,你和水吃下,药丸在你胃里打开,变成一张大的类似胃黏膜的物质,随着体液的流动粘在了胃穿孔的位置上,一场手术就这样避免了。

这并不是哪个科幻电影中的场景,这是未来机器人技术在医疗领域给我们带来的便利。迷你的可折叠的胶囊机器人已经在研发当中,再过几年这样的技术可能就会应用到我们身上。

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无处不在的医疗机器人

从CB Insights给出的十大最有钱的机器人企业来看,10家里面有4家与医疗相关,这意味着机器人在医疗方面应用的极大潜力。

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这4家与医疗相关的机器人厂商分别为Auris Surgical Robots、Restoration Robotics、Medrobotics和Aethon。

排名第一的Auris Surgical Robots,生产专门用于眼部手术的机械手显微系统。

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Restoration Robotics制作的图像引导系统,能更好更准确的进行植皮和毛囊修复。

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Medrobotics已经开发出一种灵活的医疗机器人平台,核心是先进的导航系统。整个设备像是蛇一样能来回弯曲,能够绕过复杂的身体内部结构,为各种手术工具提供可进入的道路。

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Aethon则是硬件软件都做的公司。他们生产了一个名为TUG的机器人送货车,不间断的在医院穿梭,运送药品、手术器械和饭到需要的地方,还能自动倒垃圾。他们还开发了一个追踪系统,改变了医生和护士经常抱怨的医疗器械莫名其妙不见的难题。

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除了这些已经能用上的设备,还有很多实验室正在进行着我们无法想象的新品研发。正如开头那个片段一样,未来可能会有越来越多的迷你机器人医生进入到患者体内进行修复,还可能进入血液中清除掉癌细胞,不但能降低手术的风险,疗效也会更好。

位于英国布里斯托的机器人实验室(Bristol Robotics Laboratory)正在研究一个可吞咽的机器人MuBot:通过将吃进胃里的药丸机器人和传感器相连接,医生可以不开刀就摸到患者体内是否有癌变的征兆。

这个机器人的原理是,机器人的表面可以和指尖的触压感相联系,当机器人按压肠道时,医生就好像是用自己的手指在进行按压,根据硬度和轮廓等特征来诊断是否有癌变迹象。

这个机器人的外部布满了电子元件,拥有手指一样的触感,而内部则是复制了一系列人体皮肤层下物质的生物体征。当这些像皮肤一样的表层被向内挤压,位于内部的感应系统就会被激活。这些感应器能接收像人手指一样的按压感觉,也能感受到物体的边缘形状和物体表面的粗糙程度。

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这个可吞咽的机器人只是布里斯托机器人实验室正在研究的项目之一,其他的研究还有如何远距离实施高精度手术,如何控制远距离办公等等。

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虽然人的手已经进化得非常灵活,但在手术操作上还有很大的局限性,尤其是在进行高精度手术比如腹腔镜手术时,医生一般都会切几个小口来进行手术而不是一个大切口。越微创的手术对患者的伤害就越小,这也是手术进步的一个方向。但这类手术需要医生在几个小时的操作中手要稳,还需要不同的工具来回切换。

可能还有人记得去年很火的“达芬奇”手术机器人,在视频中它的两个机械手臂将一条被撕下来的葡萄皮缝合了起来,灵活度和力度都掌握的刚好。

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“达芬奇”只有两个“手指”,像是剪刀或是钳子,操作的空间也极为有限。而Antonia Tzemanaki在研发的机器人更像是人手,每个机械臂上都有三个指套,医生可以把大拇指、食指和中指放在里面,每个手指上都可以安装一种手术工具。

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指套上带有传感器,可以跟踪手的位置。在手术的时候,外科医生把手放进指套中,然后指套就把手的动作传达给机器人,通过这种方式使机器人更快的学会操作。

之后这种机器人就可以被当作辅助工具来使用。比如说在传统的人操作的切割阑尾的手术中,需要助手提起阑尾再进行切割。而有了这个机器,就可以一个人来进行操作。三个手指也可以两两组合,充当钳子剪刀等等。

据Antonia Tzemanaki介绍,这个机器人相比“达芬奇”更精密,在进行腹腔镜手术的时候会更灵活。

机器人让你更强大但无法成为你

大家有一个普遍的疑虑,那就是机器人或者更高级的人工智能,会不会完全取代人类。更近的一个问题就是,一个做手术的机器人,能够代替一个经验丰富的医生吗?

实际上“达芬奇”和其他的一些手术设备都在已经在应用中,2006年301医院就已经引入了“达芬奇”,这十几年来,全国共有40多家医院配备了“达芬奇”,累计完成3万台手术。在很小的空间内进行缝合打结有很大的困难,这时候“达芬奇”就能更好的进行操作。甚至医生有时候能够离开手术台,只需要控制机械臂就可以完成,一些手术新手医生也可以操作,缓解了医生的操作压力。

但也不是没有问题。就拿已经有十多年实战经验的“达芬奇”来说,虽然对医院和患者来说都有着极大的好处,但也存在一些问题。

只是辅助设备

“达芬奇”还没有智能到任何医生都能操作,相反,操作“达芬奇”对医生提出了更高的要求。

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机器人手臂没有人手的感觉,在操作中没有触觉反馈,医生对着操作平台进行操作的时候会很难掌握移动的程度,这就需要医生在使用之前积累大量的经验。Antonia Tzemanaki说,熟练操作“达芬奇”需要2000个小时的训练,这需要医生花费1到5年的时间。

医生在操作机器之前,要先去国外的培训机构进行培训,才能拿到由有机器人厂商颁布的证书,在这之前,医生必须有主刀资格证、助手资格证等等。目前所有的机器人手术台都只能算是辅助,不但不能代替医生,还需要医生有更高的资质。

价格

据了解,“达芬奇”在国外的售价为100—150万美元约合人民币700—1000万人民币之间,而在国内价格直接翻倍到2000万人民币,对于很多医院来说都难以承担。

有钱的医院也不是想买就能买到。在我国,“达芬奇”属于甲级医疗设备,医院能否引进,引进的数量都需要国家来定。

“达芬奇”不但整机的价格高,耗材也很贵。尤其是机械臂,每换一次就要花10万,而每条机械臂只能用10次。这直接导致的结果就是,用“达芬奇”做手术比普通手术贵3万元。

挑选患者

不是所有的病都能用“达芬奇”和其他的机器人,手术是还要看病人的情况。

目前运用最多的手术是前列腺、肾癌、肺癌、肠癌等手术的切割缝合中,而很难完成相对复杂的操作。

谁为事故承担责任?

患者使用新科技进行可能会担心其中的风险,而在手术中一旦出现事故,责任方的鉴定也是一个麻烦事。4月份Intuitive Surgical发布了一份声明,称心脏冷冻探针可能会导致体内金属微粒有所增加。虽然并不能断定该症状和机器人手术有着直接联系,但公司还是发出了安全告示。

这显示了相应法律法规的缺乏。美国曾经针对自动驾驶汽车做了一个责任界定的标准。它按照自动化的程度将自动驾驶车辆分为5个级别,在最高级别之前,车主都是要对事故负完全责任。医疗机器人和自动驾驶汽车有着相似的发展路径,随着技术的发展,这些相关的界定标准也终将出台。

不只是医疗领域,其他领域机器人完全取代人类也不太可能。

卡内基梅隆大学教授Manuela Veloso发明了一个轮式机器人,可以陪同人们穿过校园,帮人们拿东西,但是他还是需要人类的帮助,比如,按电梯。Manuela Veloso认为,“机器人和人类一样,都不是无所不知无所不能的,总会有局限性。下一代机器人还需要在算法方面有改进,让他们不仅有用,而且会主动寻求人类的帮助。”

布里斯托机器人实验室的副主任Anthony Pipe也认为,机器人技术最重的目的将是“增强人类,而不是代替人类”。他认为,未来最可能的的情况就是,机器人和人类联合办公。实际上在一些领域已经用到了机器人,比如工厂生产线上的机械臂,仓库捡货机器人,但这些设备的“机器人化” 的程度比较低,以后机器人能做的工作会更有价值。

机器人将改变的一切

从今年开始,VR和AR的概念似乎已经代替了机器人的地位,这两个领域的投资一波未平一波又起,硬件软件都出现了不少独角兽。根据CB Insights的数据来看,2015年全年机器人(无人机除外)投资达到一个新的高度,有83起投资收购案例,总金额约为5.87亿美元,而从15年第四季度投资量已经出现了下滑趋势。

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机器人行业相比刚开始已经要成熟一些,更多的公司都找到了合适的研究方向和要进入的市场。目前医疗领域、智能协作、数据观测收集方向的研究较多,也有了一些成果,比如在最有钱榜单前十名的Rethink,它旗下有多种机器人,他们可以分工协作完成整个一条生产线的生产流程。并且Rethink简化了其编程程序,每个公司都能根据自己的生产流程进行编程。

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资源勘探和侦查也是机器人应用的方向。波音和Liquid Robotics合作打造了一个能在海洋中搜集数据和监测的机器人,通过太阳能和潮汐获得电力供应,能大面积监控海面情况并且能向下探测到8000米的深度。除此之外,Liquid Robotics还与石油公司合作勘查水下的石油资源。

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相比这些科技含量较高产品,消费市场也有比较广阔的发展空间,分类也更广。除了比较火的无人机之外,还有家用扫地机器人、代步车等等,机器人玩具也不再满足于只会跳舞,而是加入了人工智能的模块。Anki旗下有好几款机器人,都加入了人工智能算法,可以陪人玩游戏,赢了还会发出孩子一样的欢呼声,还可以识别人脸做出一样的表情。

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结尾:替代人类还为时尚早

机器人确实能在很多领域做到我们无法做到的事情,尤其是随着人工智能的发展,越来越多的机器人不单单是靠固定的电脑系统驱动,而是将深度学习的能力融入到机器人当中,他们学习起来甚至比人脑还要快,这也是为什么霍金和扎克伯格都对人工智能充满恐惧。

我们确实无法预测未来的机器人会发展到什么地步,但还是对未来抱有期望吧,就像电影的那样,就算机器人有一天统治了人类,我们也还是会想办法战胜他们。不过在那一天到来之前,我们还是尽情享受科技带给人们的便利吧。