“大白”離我們有多遠?
- 發佈時間:2015-03-31 02:31:41 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
文·本報記者 陳 萌
■將新聞進行到底
我國著名疼痛醫學專家、全國三叉神經痛研究中心主任彭勝3月22日宣佈,其領銜開展的國家863計劃項目“智慧機器人三叉神經3D導航技術”已通過國家醫療器械監管部門批准,正式應用於臨床。這是全球首個將智慧機器人應用於臨床治療三叉神經痛的創新醫療技術。這也是醫療機器人技術取得的又一突破。
最近醫療機器人被影片《超能陸戰隊》裏一個叫“大白”的傢夥弄得確實很火。這個會在聽到主人慘叫時自動激活、掃描人體體徵、提供醫療服務,還會在你心情不佳時,主動給個擁抱的醫療機器人簡直成了眾人心目中的“治愈係神寵”。
人人都想抱一個圓圓胖胖,長得像個充氣棉花糖似的大白回家,那麼有這樣一個又萌又暖的私人健康顧問,離我們的現實生活還有多遠?
——新聞緣起——
又治病又暖心 電影大白萌萌噠
《超能陸戰隊》講述的是14歲精通機器人技術的小神童宏和醫療機器人大白的故事。影片裏的大白當你不需要它的時候,它是一枚高冷的胖子;當你需要它的時候,它便化身貼心暖男。當主人受傷嗷地叫出聲的時候,它會察覺你需要醫療護理,自動激活,隨後對你進行人體體徵掃描,根據你的症狀通過儲存在體內的晶片中的醫療知識,為你提供醫療護理、電擊等。它的口頭禪是:“在1到10十個等級裏,你用幾級來形容你的疼痛?”問的時候還伴隨一個由笑臉變化至哭臉的圖案顯示在胸口。大白可以説是人類理想的未來醫療機器人,它集合了三大技術産業——移動醫療、人工智慧和機器人製造。
電影中的大白能夠萌化所有觀眾的心,現實中 的各種“大白”則顯著推動了現代醫療技術的發展,市場潛力和發展前景令人期待。美國、英國、日本、法國、瑞士、以色列、南韓以及新加坡等國的學術機構和公司,均設立了與醫療機器人相關的研究機構,開發出多種系統原型,部分已經形成商業化産品。
——核心關注——
並非白日做夢 大白初現端倪
醫療機器人是近幾年在多學科交叉領域中興起,並且越來越受到關注的前沿課題。從功能上,醫療機器人可分為5種類型:輔助內窺鏡操作機器人、輔助微創外科手術機器人、遠端操作外科手術機器人、虛擬手術機器人和微型機器人。
自首個商業化手術機器人于1994年在美國推出以後,20多年來,幾乎在各個醫學領域,都能看到醫療機器人的身影。
而大白雖然融合了人類對於未來醫療機器人的種種幻想,但是它的一些能力在現實中也能稍見端倪。微軟的KinectOne體感器目前已經可以通過截取人體體表的顏色,來識別肌肉拉伸、體表溫度和心率。這一點與大白掃描人體的能力有些類似。國內也有團隊在利用普通攝像頭和OpenCV相關技術來完成類似的任務。點康科技就號稱能夠利用攝像頭測血壓。
日本豐田公司早在2011年就發佈了4種應用在醫療護理領域的機器人,用於幫助由於下肢癱瘓等原因而行動不便的病人行走;安川公司發明的康復機器人,可用以輔助病人自行恢復肢體損傷。
2013年1月,美國iRobot和InTouch Health兩家公司合作開發出了第一台通過美國食品和藥物管理局認證的醫療機器人RP-VITA,該機器人可以對心血管、神經外科、心理等疾病以及懷孕婦女和急救患者進行評估和診斷。
RP-VITA的底座粗重,頂部是一個顯示屏,用來確保患者和醫生能相互看到對方。此外,RP-VITA還內置了功能強大的攝像系統、麥克風和軟體,讓醫生可以通過高解析度的視頻來檢查患者。它裝有導航和避障軟體,能自由行走。醫生可通過iPad應用來操控機器人,只要點選螢幕上的病房號碼或特定地點,下達指令後機器人便可自動到達。它採用觸控式交互界面,讓醫生可直接和病人溝通,並內嵌有B超、耳鏡、電子聽診器等診斷設備,即便沒有醫生,患者在家也能享受到最專業的醫療陪護。RP-VITA還整合了先進的遠端醫療和電子病歷技術,能讓醫生從遠端獲取所需的資訊,並進行實時的診斷工作。
今年2月,我國首臺醫療機器人“衛護”也在上海浦東落戶。“衛護”機器人內置電腦系統,可接收和傳輸各種信號,安裝有錄影機和螢幕,可進行智慧對話。浦東醫院的醫生只要接入無線網路,在任何地方用臺式或便攜電腦、手機或iPad即可遠端遙控和驅動機器人給病人做檢查,與病人進行“面對面”交流,實現遠端巡診。
——專家觀點——
柔軟外表容易 高度情商很難
雖然功能各異的醫療機器人正在改變傳統醫療模式,迅速提升病人的生命品質。但是我們仍然希望有一個像棉花糖一樣柔軟,能隨時察覺主人情緒變化,並送上貼心擁抱的大白。
“機器人的外表和其使用的材質有關,想要機器人外表柔軟不難做到。”中科院自動化研究所研究員喬紅説,現在科學家考慮到要避免機器人在與人類互動時傷人,所以人機交互的機器人不會採用很硬的材質。美國就做了很多這種柔軟材質的醫療機器人。
據介紹,大白的外形靈感就源自於美國卡內基梅隆大學的軟機器實驗室。該實驗室就在研發柔軟的機器人,包括可充氣、沒有威脅性的乙烯塑膠手臂。卡內基梅隆大學的官方網站表示,除了不能飛之外,大白的身體是可以製作出來的。這種可膨脹的充氣機器人,既強壯又很輕,它的外膜還可以使其免於受到氣體和液體的損壞,可以應對惡劣的天氣。
然而喬紅表示,雖然機器人擁有柔軟外表很容易,但是要想機器人有顆大白那樣“暖暖”的內心可就有點難了。
她説,機器人讀懂人類的表情是可以做到的。例如首先你可以告訴機器人悲傷時人的嘴角是下拉的,高興的笑時人的眼睛是彎彎的,然後機器人就會通過攝像頭來識別人臉資訊,根據人嘴型和眼型的變化做出判斷,從而讀懂人類表情。你還可以給機器人大量不開心或開心的臉的案例,然後告訴它哪個是不開心、哪個是開心,它就可以通過案例自我學習得出對表情的判斷。但是機器人要想讀懂人類的真實情緒卻是比較困難的,因為表情不代表情緒。比如同樣是笑,有開心的笑,有冷笑,有的表面笑但內心苦悶,人的表情具有掩飾性,這就給機器人識別造成了難度。
此外,要想讓機器人擁有情緒更是一件非常困難的事情,喬紅説,因為情緒與人的價值觀有關,機器人沒有價值觀,因此它不會有情緒。情緒屬於精神層面的東西,與人的身體狀態以及各種激素腺素有關,生物的情感體驗建立在細胞生化反應的基礎之上,機器暫時無法體驗出這種感覺。“除非以後我們也讓機器人擁有類似人類的這些器官,把生化技術和電子大腦技術結合起來,它可能才能産生真正的情緒。”目前對人工智慧的研究僅限于電子神經元系統方面的研究,尚未涉及和生化技術的融合。
■相關新聞
醫療機器人:提高醫生能力 減輕患者痛苦
近年來,醫療機器人已經成為先進機器人領域的前沿性學術方向,大大促進醫療,尤其是外科手術的微創化和智慧化發展。醫生受制於人體生理結構,在操作精度、穩定性、抗疲勞能力和抗輻射能力等方面有很大局限。醫療機器人北京市工程實驗室主任張送根博士介紹説,智慧型手術及醫療機器人,有廣泛的感覺系統、智慧和模擬裝置,涉及醫學成像、圖像分析、運動分析及虛擬現實等多個學科的最新成果,能夠全面擴展人類能力極限,提高醫生的手術及診療技能,輔助醫生進行手術規劃、倣真、操作等過程;可提高手術及診療品質,減少手術差錯率;提高微創手術精準度,減輕患者痛苦,避免病人感染,縮短康復週期;降低輻射危害等,成為未來醫療領域研發的必然趨勢。
與其他機器人相比,醫療機器人還具有獨特優勢:在醫院、街道、家庭等多種環境下工作,決定了醫療機器人要具有移動性與導航、識別與規避能力,還有智慧化的人機交互界面,並在需要人工控制的情況下,具備遠端控制能力;醫療機器人的材料選擇和結構設計,都以易消毒和滅菌為前提,安全可靠且無輻射;以人作為操作對象的醫療機器人,要具有對狀況變化的適應性,對作業的柔軟性以及對人體和精神的適應性等;醫療機器人之間及醫療機器人和醫療器械之間具有或預留通用的對接介面,如人機交互介面等。
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