文｜動脈網(wǎng)

近期，手術(shù)機器人行業(yè)掀起“英偉達合作熱潮”，目前已有超8家手術(shù)機器人企業(yè)宣布牽手英偉達。

例如，內(nèi)腔機器人企業(yè)EndoQuest Robotics計劃將英偉達的IGX Thor平臺集成到其下一代手術(shù)機器人系統(tǒng)中；英國CMR Surgical宣布成為英偉達IGX Thor平臺的全球首批應(yīng)用企業(yè)。據(jù)了解，IGX Thor是英偉達最新推出的頂級物理AI與機器人平臺，具備5581 FP4 TFLOPS人工智能算力與400GbE網(wǎng)絡(luò)連接能力，較前代平臺實現(xiàn)了算力能效與感知能力的全面飛躍。

此外，強生、XCath、Asensus、Moon Surgical、Virtual Incision、Neptune Surgical、Stereotaxis等手術(shù)機器人企業(yè)均與英偉達達成了合作。

從合作內(nèi)容看，這些手術(shù)機器人企業(yè)接連與英偉達合作，主要是為了智能化創(chuàng)新與機器人自動化變革。而在這兩方面，國內(nèi)企業(yè)早有布局。

智能化方面，微創(chuàng)機器人、精鋒醫(yī)療、天智航、瑞龍外科等國內(nèi)企業(yè)推出的手術(shù)機器人均配備了影像重建、智能導(dǎo)航、手術(shù)規(guī)劃、輔助決策等智能化功能。

機器人手術(shù)自動化方面，國內(nèi)創(chuàng)新企業(yè)則較海外企業(yè)走的更遠。如歌銳科技近期在第十七屆COA學術(shù)大會上展示“牛頓”智能化內(nèi)鏡微創(chuàng)機器人手術(shù)解決方案，并完成首次公開全自動化演示。目前，其手術(shù)機器人自動化等級正向L4+突破，預(yù)計高階自主化機器人能自主完成更多核心手術(shù)步驟，降低對醫(yī)生經(jīng)驗依賴，消除人為誤差。

同時，奧朋醫(yī)療首創(chuàng)奧朋具身智能機器人自動手術(shù)平臺“FARS”智能體。此前，奧朋醫(yī)療使用搭載了FARS”智能體的第一代介入手術(shù)機器人在某動物實驗研究中心成功實施了自動化介入手術(shù)動物實驗。手術(shù)全程由“FARS”智能體自主完成導(dǎo)絲操控、導(dǎo)管輸送及支架釋放，術(shù)中依賴多模態(tài)影像（DSA-CT融合）實現(xiàn)亞毫米級操作精度，嘗試挑戰(zhàn)介入智能化的“自動駕駛”終極目標。

國內(nèi)學術(shù)界在機器人輔助血管介入的垂直領(lǐng)域中，同濟大學齊鵬教授團隊攜手復(fù)旦大學附屬中山醫(yī)院葛均波院士的臨床團隊，并聯(lián)合西門子醫(yī)療、香港中文大學等多方頂尖研究力量，共同探索基于仿真學習的具身智能驅(qū)動血管介入手術(shù)機器人自主操作路徑。目前，該團隊已在國際機器人頂級會議 ICRA 與 IROS 上完成初步技術(shù)演示：通過在虛擬環(huán)境中訓(xùn)練“數(shù)字孿生”控制模型，并將其遷移至實體機器人系統(tǒng)，在模擬人體血管結(jié)構(gòu)的實驗環(huán)境下，實現(xiàn)了高精度導(dǎo)航與器械操控任務(wù)，首次在血管介入這一高風險、高精度場景中，驗證了“仿真→實體”技術(shù)路徑的可行性，為后續(xù)系統(tǒng)優(yōu)化、算法魯棒性提升及真實環(huán)境適配提供了關(guān)鍵方向與方法論基礎(chǔ)。這些基于虛擬仿真訓(xùn)練和算力支撐的最新成果，也在與英偉達的合作中進一步優(yōu)化，將仿真系統(tǒng)、 AI 訓(xùn)練框架與實時執(zhí)行引擎深度融合，突破在人體器官的柔性仿真和實時計算支撐下的智能手術(shù)操作。

面對手術(shù)機器人企業(yè)和研究機構(gòu)集體牽手英偉達，我們需要思考的是：英偉達支持的這些手術(shù)機器人能與壟斷市場的達芬奇扳手腕嗎？已在智能化、自動化方面處于領(lǐng)先地位的國產(chǎn)手術(shù)機器人，未來能否占據(jù)一席之地？要實現(xiàn)未來的智能化、自動化手術(shù)機器人，還存在哪些難點？

算力成為手術(shù)機器人未來創(chuàng)新的基礎(chǔ)？

過去，手術(shù)機器人的智能化主要依賴算法，但隨著數(shù)據(jù)量的增長、智能化功能的增加以及臨床需求的提升，手術(shù)機器人企業(yè)難以再單純利用算法來滿足需求，而是需要更多算力的支撐。

英偉達作為全球領(lǐng)先的AI計算解決方案提供商，在算力解決方案方面占據(jù)絕對優(yōu)勢地位。這也是手術(shù)機器人企業(yè)紛紛與其合作的原因之一。

目前，手術(shù)機器人對于算力的需求主要體現(xiàn)在實時環(huán)境感知、數(shù)據(jù)處理、多模態(tài)數(shù)據(jù)的融合和分析三方面。具體到對應(yīng)的功能上，可從術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后分析。

第一是術(shù)前，包括數(shù)據(jù)獲取、影像數(shù)據(jù)三維重建、醫(yī)學影像自動化勾勒、病灶體積計算、手術(shù)入路規(guī)劃等數(shù)據(jù)的處理，均需一定的算力支持。而這些功能幾乎已成為手術(shù)機器人的基礎(chǔ)必備功能。

以歌銳科技自主研發(fā)的牛頓手術(shù)機器人為例，其搭載的“牛頓3D”是全球首款全電動8軸/一體化術(shù)中移動影像系統(tǒng)，可實現(xiàn)0.16mm超高清掃描與低劑量實時配準，并可基于智能規(guī)劃模塊根據(jù)患者解剖結(jié)構(gòu)自動生成個性化手術(shù)方案。其中的三維重建、數(shù)據(jù)傳輸、智能規(guī)劃手術(shù)方案等功能均需算力支持。

第二是術(shù)中，包括術(shù)中實時導(dǎo)航、輔助決策、機械臂控制、多模態(tài)數(shù)據(jù)融合等功能，均需強大算力支持。相比于術(shù)前，術(shù)中的智能化方案對實時性要求更高。例如，在輔助手術(shù)時，手術(shù)機器人需同步完成手術(shù)視野圖像分割、器械軌跡跟蹤、患者生命體征分析等多任務(wù)，任何延遲都可能影響手術(shù)操作，甚至影響手術(shù)安全。

同時，手術(shù)機器人在術(shù)中還需對手術(shù)器械實時跟蹤數(shù)據(jù)、力反饋數(shù)據(jù)、X光數(shù)據(jù)、內(nèi)窺鏡數(shù)據(jù)、系統(tǒng)響應(yīng)數(shù)據(jù)、其他影像數(shù)據(jù)等多模態(tài)數(shù)據(jù)進行融合并實時處理，以確保手術(shù)機器人的精準性與安全性。

第三是術(shù)后，包括術(shù)后評估、量化操作標準、并發(fā)癥研判等功能。如直覺外科就計劃依托最新推出的達芬奇5手術(shù)機器人將手術(shù)進行量化分解成多個關(guān)鍵步驟，結(jié)合手術(shù)類型、客觀量化手術(shù)工作流程以及患者實際臨床效果進行關(guān)聯(lián)分析，從而得出其中較為重要的客觀指標，建立手術(shù)機器人的基礎(chǔ)標準。

直覺外科還試圖將這些客觀指標與過往案例數(shù)據(jù)結(jié)合，以預(yù)測當前患者的治療效果，進而在手術(shù)過程中提出更具價值的建議，并讓醫(yī)生將其意見與當前患者情況相結(jié)合，選擇更佳的手術(shù)方式。而這些數(shù)據(jù)分析功能，均需要一定的算力支持。

總的來看，手術(shù)機器人的智能化必然以算力為基礎(chǔ)，其各項智能化功能均需不同的算力支持。其中，傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)感知功能，只需要中等算力，但此類功能對實時性要求較高；手術(shù)規(guī)劃、導(dǎo)航定位等輔助決策功能，需要較高等算力，且這些功能需要在極短事件內(nèi)完成，算力相對集中（其他時間使用較少），企業(yè)需平衡成本與算力安全；而自動化手術(shù)操作等智能決策功能，則需超高等算力支持。

另外，不同的算力對手術(shù)機器人性能也有影響。強大的算力可以提高手術(shù)機器人的響應(yīng)速度，降低各個環(huán)節(jié)的延時，使其操作更絲滑；提升手術(shù)機器人的控制精度和可靠性，確保高精度操作和手術(shù)安全；強大算力也有助于機器人自動化手術(shù)的探索。

當然，強大算力意味著更高成本。各企業(yè)也不可硬堆算力，需要考慮臨床需求、產(chǎn)品性能及成本的平衡點。

英偉達支持，這些手術(shù)機器人能和達芬奇一較高下嗎？

盡管手術(shù)機器人企業(yè)接連牽手英偉達，但合作的深度與方向卻各有不同。而這些差異化的布局，正是各企業(yè)的特色創(chuàng)新之處。

首先，是智能化方面的創(chuàng)新。手術(shù)機器人企業(yè)EndoQuest Robotics與CMR Surgical均計劃將英偉達的IGX Thor平臺集成到其手術(shù)機器人中。

據(jù)了解，英偉達的IGX Thor平臺專為“物理AI”和機器人場景打造，具備強大算力與高速互聯(lián)能力，能支持低延時多模態(tài)感知與實時控制。與上一代平臺IGX Orin相比，該平臺在集成GPU上的AI算力提升至8倍，在獨立GPU上的算力提升至2.5倍，其連接性能也提升2倍，可在手術(shù)機器人端運行多個AI大模型。

因此，EndoQuest Robotics將利用英偉達的算力和技術(shù)實現(xiàn)低延遲傳感器處理和3D可視化、精確且時間同步的運動控制以及安全云連接；還將利用英偉達的技術(shù)平臺將更多AI功能集成部署到其手術(shù)機器人上。

CMR Surgical則是通過英偉達IGX Thor平臺提供的250-600 TOPS算力提升其手術(shù)機器人Versius的智能化性能。Versius手術(shù)機器人是全球首個通過FDA的多端口軟組織通用機器人，可完成肺部、胸腺、食道等部位的復(fù)雜術(shù)式。

相較于以往，IGX Thor平臺支持下的Versius手術(shù)機器人，實時AI血管識別能力提升3倍，延遲控制低至10毫秒。在該平臺的支持下，Versius可保持0.3毫米定位精度，并首次實現(xiàn)了非接觸式靜脈放置與導(dǎo)管自動插入。

此外，Moon Surgical、Neptune Medical、Asensus Surgical等手術(shù)機器人企業(yè)也通過英偉達的其他算力平臺或解決方案增長、創(chuàng)新智能化功能。如Moon Surgical依托英偉達的Holoscan實時感知平臺打造的人工智能應(yīng)用ScoPilot，已在其手術(shù)機器人Maestro上實現(xiàn)運行，該智能化功能可賦予外科醫(yī)生“雙手機械臂掌控三器械”的能力，并提供穩(wěn)定、持續(xù)優(yōu)化且安全的手術(shù)視野，顯著提升手術(shù)室效率……

其次，是自動化方面的創(chuàng)新。機器人手術(shù)自動化是創(chuàng)新企業(yè)探索的另一重要方向，如手術(shù)機器人企業(yè)Virtual Incision計劃使用英偉達的Isaac for Healthcare（用于AI醫(yī)療健康機器人的開發(fā)者框架）開發(fā)下一代手術(shù)機器人——通過生成手術(shù)合成數(shù)據(jù)提升機器人任務(wù)自主性。

事實上，不止是海外企業(yè)，國內(nèi)多個創(chuàng)新企業(yè)已在手術(shù)機器人自動化領(lǐng)域取得一定成效。例如，在植發(fā)機器人領(lǐng)域，磅策醫(yī)療研發(fā)的的第二代發(fā)智星植發(fā)機器人在智能規(guī)劃、發(fā)流識別、自動提取與打孔等方面實現(xiàn)突破。相較于海外機器人側(cè)重于毛囊識別等局部輔助，發(fā)智星植發(fā)機器人則走向了“自動化執(zhí)行+智能化決策”。

在直覺外科一家獨大的腔鏡手術(shù)機器人領(lǐng)域，國內(nèi)也有創(chuàng)新企業(yè)探索手術(shù)機器人自動化操作。2025年8月，康諾思騰聯(lián)合香港中文大學多學科研究團隊，實現(xiàn)了全球首例臨床場景下自主手術(shù)驗證，并將論文發(fā)表于機器人領(lǐng)域頂級期刊《Science Robotics》。本次手術(shù)在活體動物（活豬）上開展，全程僅依靠手術(shù)機器人內(nèi)窺鏡視覺反饋，在算法的驅(qū)動下，由已獲批的康諾思騰Sentire腔鏡手術(shù)機器人自主執(zhí)行三項內(nèi)窺鏡手術(shù)操作：紗布抓取、血管夾閉和軟組織牽引。結(jié)果表明，在無人員介入的情況下，Sentire腔鏡手術(shù)機器人能夠準確且高效地完成自主操作，三項任務(wù)的成功率分別達到83%、77%和67%。

此外，之前提到的奧朋醫(yī)療、歌銳科技等國內(nèi)創(chuàng)新企業(yè)也在機器人自動化手術(shù)方面取得進展。自動化是手術(shù)機器人領(lǐng)域未來發(fā)展的重要方向，而機器人自動執(zhí)行手術(shù)操作需要手術(shù)機器人具備更高的實時感知、智能決策能力。這都需要手術(shù)機器人擁有更高的算力支持。以此來看，預(yù)計英偉達將在手術(shù)機器人未來的創(chuàng)新中扮演更關(guān)鍵的角色。而奧朋醫(yī)療、歌銳科技等國內(nèi)創(chuàng)新企業(yè)也在持續(xù)關(guān)注英偉達推出的多種解決方案。

值得一提的是，與眾多挑戰(zhàn)者相比，直覺外科最新推出的達芬奇5手術(shù)機器人也具備多種智能化功能，且其算力較前代產(chǎn)品提升1萬倍?；谒懔Φ拇蠓嵘_芬奇5手術(shù)機器人集成了多種新系統(tǒng)和智能化功能。但是，在自動化手術(shù)方面，直覺外科卻布局較少。這或許是后來者彎道超車的機遇所在。

最后，英偉達已深度介入手術(shù)機器人的研發(fā)環(huán)節(jié)。2025年10月，強生宣布與英偉達合作，將英偉達的Isaac for Healthcare平臺（用于AI醫(yī)療健康機器人的開發(fā)者框架）引入其手術(shù)機器人系統(tǒng)研發(fā)流程。

據(jù)悉，Isaac平臺是一套面向機器人開發(fā)的完整技術(shù)棧，涵蓋高精度仿真、數(shù)字孿生、AI模型訓(xùn)練和推理能力，核心技術(shù)包含Omniverse高保真仿真平臺、Cosmos世界基礎(chǔ)模型和多模態(tài)能力。通過該平臺，強生可在手術(shù)機器人開發(fā)階段利用逼近現(xiàn)實的虛擬環(huán)境進行手術(shù)機器人的設(shè)計、驗證、優(yōu)化，如在虛擬環(huán)境中提前開發(fā)、試驗力反饋響應(yīng)、術(shù)中導(dǎo)航算法、空間路徑優(yōu)化、異常情況處理等功能。

以往，研發(fā)一款手術(shù)機器人需要大量實驗室實驗、動物實驗，耗費巨大。而有了Isaac平臺，就可以在逼近現(xiàn)實的虛擬環(huán)境中測試和優(yōu)化術(shù)式路徑，減少物理試錯的成本。這意味著未來手術(shù)機器人的研發(fā)不只是依賴實體硬件，而是可以在虛擬環(huán)境中提前測試研發(fā)。這將大幅縮短手術(shù)機器人的研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，加快商業(yè)化進程。該平臺也可用于培訓(xùn)環(huán)節(jié)，幫助醫(yī)生更早適應(yīng)、熟練手術(shù)機器人。

此前，英偉達就曾與多倫多大學、加州大學伯克利分校、蘇黎世聯(lián)邦理工學院、佐治亞理工學院等高校的研究人員合作推出ORBIT-Surgical仿真手術(shù)機器人訓(xùn)練框架，用于增強手術(shù)團隊的技能，減少外科醫(yī)生的認知負荷。ORBIT-Surgical引入了十多項用于手術(shù)訓(xùn)練的基準任務(wù)，包括單手拿起一塊紗布、將分流管插入血管、將縫合針舉到特定位置，將針從一只機械臂遞給另一只、將穿好線的針穿過環(huán)形桿等。

2024年，ORBIT-Surgical研究團隊在ICRA機器人大會上演示了如何在實驗室環(huán)境中將仿真訓(xùn)練中的數(shù)字孿生移植到實體機器人上。這一示范證實了：研究人員可在虛擬環(huán)境中訓(xùn)練手術(shù)機器人，優(yōu)化到一定程度后再移植到實體機器人上。而此類方法可大幅降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期。

總的來看，仿真平臺、數(shù)字孿生等技術(shù)用于手術(shù)機器人研發(fā)極具優(yōu)勢。此背景下，預(yù)計英偉達將在手術(shù)機器人的未來創(chuàng)新中占據(jù)重要地位，尤其是手術(shù)機器人逐步從硬件創(chuàng)新邁入軟件驅(qū)動、算力驅(qū)動的新階段，加速向智能化、自動化方向發(fā)展。

不過，目標是明確的，路徑是曲折的。智能化、自動化是公認的未來方向，但是想要實現(xiàn)這兩大技術(shù)卻困難重重，如手術(shù)機器人需要大量準確數(shù)據(jù)，卻存在數(shù)據(jù)孤島難題；機器人自動化手術(shù)在臨床上存在監(jiān)管、倫理等方面問題，需要監(jiān)管部門支持；產(chǎn)業(yè)生態(tài)上，也需要完善產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、支付體系等方面內(nèi)容。這些難點均需要創(chuàng)新企業(yè)逐個解決。后續(xù)，手術(shù)機器人領(lǐng)域?qū)⒂性鯓拥男伦兓?，動脈網(wǎng)將持續(xù)關(guān)注。