2009年上半年，iRobot公司在網(wǎng)站上發(fā)出聲明，
掃地機(jī)器人Roomba已經(jīng)在全球賣出了三百萬臺，繼續(xù)創(chuàng)造著機(jī)器人商業(yè)史上的神話。然而，Roomba的成功是否意味著智能機(jī)器人從實驗室走入千家萬戶的日子已經(jīng)指日可待了呢？《銀河系漫游指南》中那個總是憂郁的大頭馬文，《人工智能》里無比渴望得到人類真愛的小男孩大衛(wèi)，抑或在查爾斯王子面前大跳日本傳統(tǒng)舞蹈的人型機(jī)器人Asimo，會否很快走上街頭，與我們一起分享這個美好的世界了呢？與那些充滿期待和夢想的漫畫迷不同，精明而謹(jǐn)慎的投資人要考慮的實在是太多了。
可憐的Asimo，動不動就要被拉出來獻(xiàn)舞
與其他我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的商品不同，智能機(jī)器人在研發(fā)階段需要投入巨大的科研經(jīng)費，再加上機(jī)器人本身的各種新型設(shè)備，導(dǎo)致最終產(chǎn)品的價格居高不下。即使是 Roomba這樣采取了非常討巧的智能算法，從而在很大程度上減少了高昂價格部件的智能吸塵器，市場售價也在三，四百美元之間，比通常的吸塵器貴多了。而具有更多功能，能與用戶相互交流的智能機(jī)器人，似乎最終只能淪為富人們的大玩具。在目前看來，市場的蛋糕還沒有做好，投資商們大多還是持觀望姿態(tài)。 這也不難理解，雖然多年以來科技界一直嚷嚷，智能機(jī)器人將是下一代計算機(jī)的發(fā)展趨勢，也是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的新一輪技術(shù)突破，最終各個國家在這個領(lǐng)域掏腰包做研發(fā)的主角還是政府。其中， 政府砸錢的項目大多又去到了航空，軍事，安全防衛(wèi)等方向，美國的NASA（美國國家航空太空總署）和DARPA（美國國防部高級研究計劃局） 便是其中的代表。我們經(jīng)常能在新聞上看到的火星探測器，無人自動駕駛車輛“大挑戰(zhàn)”競賽以及伊拉克戰(zhàn)場上出現(xiàn)的各型無人駕駛偵察車，背后都有他們的身影。 即使是Roomba的東家iRobot公司，登陸上它的網(wǎng)站一看，不難發(fā)現(xiàn)Roomba只是針對民用的小兒科，大部分的研究還是花在為美國軍方準(zhǔn)備各式智能軍用品上。
如此說來，我們普羅大眾要在日常生活中接觸到智能機(jī)器人豈不是要等到猴年馬月去了？那倒也未必。近年來，打破目前由軍用和工用（指工廠中的自動化流水線機(jī)器人）機(jī)器人霸占市場僵局的曙光正隱隱在望，而吹響這勝利號角的選手極有可能是醫(yī)療機(jī)器人。雖然目前市場上成熟的外科手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品只有一款：美國的達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)（Da Vinci Surgical System），但“達(dá)芬奇”所展示出的“穩(wěn)，準(zhǔn)，狠”的刀法以及創(chuàng)口小，術(shù)后恢復(fù)好的效果已足以讓眾多病人趨之若鶩。另一方面，只要充分利用， “達(dá)芬奇”150萬美元到200萬美元的售價攤到單個病人身上也還在可負(fù)擔(dān)的范疇內(nèi)。
手術(shù)機(jī)器人“達(dá)芬奇”--左：外科醫(yī)生和控制臺 中：助手，機(jī)械手和手術(shù)臺 右：視頻系統(tǒng) （實際上視頻系統(tǒng)可以在控制臺和其他需要的地方被看到）
除開外科手術(shù)機(jī)器人，針對老年人的醫(yī)護(hù)機(jī)器人以及針對中風(fēng)患者的復(fù)健機(jī)器人的研究在各國也是展開的如火如荼，這當(dāng)然也是有很強(qiáng)的市場需求的。一方面，在人均壽命延長，婦女生育率下降的全球趨勢下，老齡化和老年人的醫(yī)療護(hù)理已經(jīng)成為擺在各國，尤其是發(fā)達(dá)國家面前的一道難關(guān)，智能化的護(hù)理機(jī)器人無疑是彌補護(hù)理人 員不足的一根救命稻草。另一方面，在老人院或者醫(yī)護(hù)中心共享護(hù)理機(jī)器人，也能夠節(jié)省費用。
下面，不妨來看看近來醫(yī)療領(lǐng)域的機(jī)器人都有哪些主要的進(jìn)展。
外科手術(shù)機(jī)器人
現(xiàn)代的外科機(jī)器人通常由機(jī)械手，內(nèi)窺鏡視頻系統(tǒng)和控制臺組成。內(nèi)窺鏡被放入病人體內(nèi)，采集到的視頻通過三維視覺系統(tǒng)放大，能提供給醫(yī)生全方位的手術(shù)視野；外科醫(yī)生通過控制臺發(fā)出的指令會被機(jī)器人系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為更加細(xì)微的機(jī)械手行動指令；穩(wěn) 定靈巧的機(jī)械手臂則根據(jù)實際的反饋信號執(zhí)行相應(yīng)的指令。相較于人類醫(yī)生，機(jī)器人有著高靈活度的關(guān)節(jié)和精準(zhǔn)穩(wěn)定的手腕，能夠有效地避免一時“手滑”之類的失 誤。另外，因為機(jī)械手和內(nèi)窺鏡都相對較小，病人手術(shù)產(chǎn)生的傷口也較小，更有利于術(shù)后恢復(fù)。
1997年，外科手術(shù)機(jī)器人“宙斯”被用于一起輸卵管重建手術(shù)，同普通此類手術(shù)造成的較大傷口相比，“宙斯”只留下了幾個鉛筆直徑大小的小傷口供內(nèi)窺鏡和機(jī)械手出入，而這臺手術(shù)的成果—一個小男嬰，則于1999年的9月順利誕生。第二年，外科手術(shù)機(jī)器人“達(dá)芬奇” 通過FDA認(rèn)證,在德國協(xié)助完成了一起心臟搭橋手術(shù)。而在2001年9月7日，歷史上第一次跨洋遠(yuǎn)程控制外科手術(shù)在大西洋兩岸同時進(jìn)行。整場手術(shù)中，在紐約的醫(yī)生通過攝像頭觀察病人的情況，控制臺發(fā)出的操作指令通過互聯(lián)網(wǎng)直達(dá)大西洋對岸，身處法國的68歲患者則由機(jī)器人宙斯成功摘除了膽囊。2003年，在經(jīng)過幾年的專利糾紛之后，“宙斯”的公司Computer Motion 和“達(dá)芬奇”的公司Intuitive Surgical宣告合并，達(dá)芬奇也成為了目前市場上唯一的得到美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）認(rèn)證的外科手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品。如今，全球有超過850所醫(yī)院都在使用著這款手術(shù)機(jī)器人，普通的外科醫(yī)生在接受一定的培訓(xùn)后就能使用它。北京解放軍總醫(yī)院是中國大陸第一個引進(jìn)達(dá)芬奇系統(tǒng)的醫(yī)院，在那里，多例外科手術(shù)在機(jī)器人神奇的手臂下成功完成。
“達(dá)芬奇”機(jī)器人近百種“手”中的一種，8毫米大小，七自由度，各關(guān)節(jié)之間能90度活動，能減少顫動，
雖然外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)目前還 是“達(dá)芬奇”一枝獨秀，但與手術(shù)相關(guān)的研究還是有不少進(jìn)展。加拿大的西安大略大學(xué)(University of Western Ontario)和加拿大國家外科高級機(jī)器人研究中心(Canadian Surgical Technologies & Advanced Robotics (CSTAR)) 正在研究一種能應(yīng)用于微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器探頭。在腫瘤手術(shù)中，這種探頭能夠輕柔地碰觸病變部位，通過高敏感的傳感器，找到準(zhǔn)確的腫瘤位置。相比傳統(tǒng)的核磁共振成像（MRI）或計算機(jī)斷層掃描（CT），這種探頭能在手術(shù)進(jìn)行中應(yīng)用，更為實時和準(zhǔn)確。通過動物實驗，研究者們發(fā)現(xiàn)，相比醫(yī)生的傳統(tǒng)“手觸式”判斷，這種機(jī)器探頭找到變硬腫瘤組織的時間更短，用力更小， 判斷更為準(zhǔn)確。目前，研究者們正在進(jìn)一步改進(jìn)這種探頭，以便它能夠?qū)嶋H應(yīng)用于創(chuàng)口只有10毫米的微創(chuàng)手術(shù)。
也是在去年，來自法國蒙彼利埃信息學(xué)，機(jī)器人學(xué)和微電子學(xué)實驗室（France’s Montpellier Laboratory of Informatics, Robotics, and Microelectronics）的研究者們展示了一個能預(yù)測心臟跳動的計算機(jī)三維模型。這個模型能夠跟蹤心臟的跳動以及由于病人呼吸所引起的胸部震 動，從而實時地判斷出心臟在下一時刻的運動軌跡。在目前使用機(jī)器人手臂的微創(chuàng)心臟手術(shù)進(jìn)程中，由于醫(yī)生無法直接觸及病人的手術(shù)部位，對手術(shù)環(huán)境的變化很難做出迅速的調(diào)整。一個準(zhǔn)確的心臟運動預(yù)測模型能夠讓醫(yī)生能夠更專注, 這個三維模型的出現(xiàn)也許能幫助我們實施在跳動的心臟上進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)。
復(fù)健機(jī)器人
除 了外科手術(shù)，機(jī)器人還在復(fù)健治療方面取得了相當(dāng)不錯的療效。近年的相關(guān)調(diào)查表明，在全球范圍內(nèi)，腦中風(fēng)在威脅健康的殺手榜上都名列前茅。在中國，每年新發(fā) 患者約200萬人；每年死于腦中風(fēng)的患者約150萬人；而存活的600萬到700萬患者中，約有四分之三的患者留有不同程度的殘疾。復(fù)健機(jī)器人通常以機(jī)械手臂或機(jī)械腿的形象出現(xiàn)，將它系在患者行動不便的肢體上，它能根據(jù)患者的身體情況，引導(dǎo)患者進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕顒佑?xùn)練，譬如說，訓(xùn)練手臂去夠到特定物件，訓(xùn)練手指玩游戲或者訓(xùn)練下肢行走，防止肌肉萎縮，刺激身體失去運動能力的部分。目前針對這個市場的機(jī)器人研究已經(jīng)有不少，例如美國麻省理工大學(xué)研發(fā)的MANUS，英國雷丁大學(xué)的GENTLE， 瑞士Hocoma AG公司的Lokomat等等。2009年，英國的南安普敦大學(xué)的研究者們又推出了一款能夠協(xié)助患者玩計算機(jī)游戲從而達(dá)到治療效果的上肢復(fù)健機(jī)器人ARM。
下肢復(fù)健機(jī)器人Lokomat
機(jī)器人陪護(hù)
針對社會老齡化問題，不少發(fā)達(dá)國家紛紛將目光投向機(jī)器人陪護(hù)身上，它們能否擔(dān)負(fù)起提高老年人生活質(zhì)量的重任呢？在三十年的計劃生育政策實施后，不少學(xué)者紛紛喊出對中國社會“未富先老”的擔(dān)憂，我們的對策又在何方？
去年， 歐洲多所研究院聯(lián)合推出了名為CompanionAble 的研究項目，致力于打造一款機(jī)器人陪護(hù)，能協(xié)助老年人在自己家中獨立生活。按照項目的計劃，這款機(jī)器人應(yīng)該能夠感知周圍的環(huán)境，與用戶能夠?qū)嵤┖唵蔚臏?通，譬如識別用戶的位置，辨認(rèn)他們的情緒狀態(tài)，理解用戶發(fā)出的指令等等。同時，機(jī)器人還應(yīng)該管理用戶的日常安排，譬如，提醒他們按時服藥，實現(xiàn)與親屬或護(hù) 理人員的視頻會談等等。此外，對于年邁的老人，機(jī)器人還應(yīng)該在護(hù)理方面起到一定的作用，因此，這款機(jī)器人可能會配備許多利用的監(jiān)控設(shè)備，記錄用戶每天的起居行動以及健康數(shù)據(jù)等等。這個項目預(yù)期會在2012年結(jié)束，且讓我們拭目以待。
佐治亞理工大學(xué)開發(fā)的陪護(hù)機(jī)器人
從協(xié)助醫(yī)生診斷病情的計算機(jī)斷層掃描（CT），磁共振成像（MRI）到基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程診斷和專家視頻會議，計算機(jī)技術(shù)與醫(yī)療領(lǐng)域的結(jié)合不僅創(chuàng)造了無限的商機(jī)，更帶給我們優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。而從1985年，當(dāng)一款型號為PUMA560的機(jī)器人在CT掃描的協(xié)助下，將一根醫(yī)用針刺入病人腦部以便進(jìn)行大腦活組織切片檢查開始，智能機(jī)器人也開始在醫(yī)療領(lǐng)域嶄露頭角。二十多年后的今天，醫(yī)用機(jī)器人得到眾多國內(nèi)外相關(guān)研究單位前所未有的關(guān)注，有關(guān)各種不同類型醫(yī)療機(jī)器人的報道也不時見諸報端。然而，基于各國政府對于醫(yī)療設(shè)備，尤其是智能型外科手術(shù)機(jī)器人的嚴(yán)格審查，醫(yī)用機(jī)器人的研發(fā)過程相對來說比較漫長。另一方面，高昂的研發(fā)和維護(hù)費用也抬高了產(chǎn)品的價格，無形中為上市產(chǎn)品的大規(guī)模普及造成了一定的障礙。一款智能型外科手術(shù)機(jī)器人從研發(fā)，人體試驗，通過相關(guān)機(jī)構(gòu)審批，推向市場到最終進(jìn)入普通人的生活，有可能經(jīng)歷一個長達(dá)幾十年的周期。盡管如此，面對醫(yī)療機(jī)器人所特有的諸多優(yōu)點，不少公司和研究機(jī)構(gòu)還是義無反顧地走上了這條漫漫長路。在人類對新技術(shù)的追求以及市場需求的雙重推動下，智能機(jī)器人廣泛進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域的步伐看來會繼續(xù)快下去。
