问题

中国的手术机器人产业的前景会怎样?

回答
中国手术机器人产业的前景,用一句话概括,那就是:潜力巨大,挑战并存,但整体向好,未来可期。

要详尽地探讨这个问题,我们得从几个关键维度来剖析:

一、 市场需求的强劲驱动:

老龄化社会的刚需: 中国是世界上人口最多的国家,同时老龄化趋势日益显著。这意味着对医疗服务的需求总量持续增长,尤其是对微创、精准、高效的手术方式的需求。老年人往往伴随多种慢性病,复杂手术需求更高,对手术机器人的优势(减少创伤、加速恢复)更为看重。
医疗技术升级的必然: 随着经济发展和人民生活水平的提高,公众对医疗质量和安全的要求也在不断提升。传统手术的局限性(如依赖医生经验、创伤大、恢复慢)使得手术机器人成为提升医疗水平的必然选择。
分级诊疗与区域医疗均衡: 国家推行分级诊疗政策,旨在解决基层医疗资源不足的问题。手术机器人虽然初期投入高,但其标准化、流程化的操作模式,以及未来远程操控的潜力,有助于优质手术资源的下沉,缓解区域医疗不均衡的矛盾。
医生群体对精进技艺的追求: 优秀医生对提升手术精度、减少并发症的诉求永无止境。手术机器人提供了更精细的操作、更广阔的视野和更稳定的手感,能帮助医生突破生理极限,完成更复杂、更精妙的手术。

二、 产业发展的优势与机遇:

庞大的制造业基础: 中国拥有全球最完善的制造业体系,这为手术机器人的研发、生产、零部件供应提供了坚实的基础。从精密机械加工到电子元器件,再到软件算法,中国在多个环节都有深厚的积累,这有助于降低成本,提升供应链效率。
政府的战略支持: 机器人技术被列为国家重点发展战略,手术机器人作为其中的重要分支,得到了国家政策的大力扶持。包括研发资金投入、税收优惠、临床应用推广等,都为产业发展提供了良好的政策环境。
本土品牌的崛起与技术突破: 近年来,中国本土的手术机器人企业在技术研发上取得了显著进展。从最初的模仿到现在的自主创新,部分国产手术机器人已经在核心技术上实现了突破,例如国产单孔腔镜手术机器人、国产腔镜手术机器人等,逐渐打破了国外品牌的垄断。
资本市场的关注与投入: 随着市场潜力的显现,资本市场对手术机器人领域表现出浓厚的兴趣。大量的融资使得企业能够投入更多资金进行研发、市场推广和产能扩张,加速了产业的成熟。
应用场景的不断拓展: 除了泌尿外科、普外科、妇科等传统优势领域,手术机器人正在向骨科、心胸外科、神经外科等更多细分领域渗透,拓宽了市场空间。

三、 面临的挑战与瓶颈:

技术与创新仍需加强: 尽管国产机器人取得突破,但在一些核心技术上,如更高级的力反馈、更智能的导航系统、更优化的操作界面等方面,与国际领先水平仍有差距。持续的研发投入和人才培养是关键。
临床验证与数据积累: 手术机器人的临床安全性、有效性需要海量的数据来验证。国产机器人要获得更广泛的临床认可和医生的信任,需要持续进行大量的临床试验,积累高质量的临床数据。
高昂的成本与支付能力: 手术机器人及其耗材的成本依然很高,这限制了其在基层医院和经济欠发达地区的普及。如何降低成本,并通过医保政策的优化来提升可及性,是产业发展的重要课题。
医生培训与接受度: 医生需要经过专门的培训才能熟练操作手术机器人。培训体系的建立和完善,以及如何提高医生对新技术的接受度和信任度,是推广应用的关键。
缺乏统一标准与监管体系: 随着产业的快速发展,可能需要建立更完善的标准和监管体系,以确保产品的质量和安全,并规范市场竞争。

四、 未来发展趋势预测:

技术融合加速: 手术机器人将与人工智能(AI)、大数据、5G通信等技术深度融合。AI将在术前规划、术中辅助决策、术后分析等方面发挥更大作用;5G将助力远程手术和机器人集群化应用。
个性化与定制化: 随着技术的成熟,将出现更多针对特定手术、特定医生、甚至特定患者的定制化手术机器人解决方案。
耗材与服务驱动: 类似于打印机行业,手术机器人产业未来的盈利模式可能更多地依赖于高附加值的耗材和完善的售后服务。
微创化与智能化升级: 从单孔到多孔,从辅助操作到部分自主化,手术机器人的微创性和智能化水平将不断提升。
“走出去”战略: 随着国产机器人技术和品质的提升,中国手术机器人有望走向国际市场,参与全球竞争。

总结来说,中国的手术机器人产业正处在一个充满活力但同时需要稳扎稳打的关键时期。 市场需求的巨大潜力、政府的积极推动以及本土企业的不懈努力,为产业的腾飞奠定了基础。然而,核心技术的突破、临床应用的深化、成本的控制以及人才的培养,仍然是摆在面前的重要任务。

可以预见,在未来几年,我们将看到更多国产手术机器人从实验室走向临床,从少数医院走向更广泛的应用。那些能够真正解决临床痛点、提供高性价比解决方案、并持续创新的企业,必将在这一新兴赛道上占据鳌头,为中国乃至全球的医疗事业贡献力量。这是一个值得期待的未来。

网友意见

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一款优秀的力反馈设备能够做到:操作者可以随意的自由运动,低驱动惯性和低摩擦,无动作限制,给客户真实的沉浸感。

Force Dimension 的全系列触觉反馈装置。

原理概述

人有五感:触、视、听、嗅、味,触觉(力觉)是唯一具有双向传递信息能力的信息载体。通过应用力反馈设备,用户可以真实的按照人类的肢体语言与机器进行信息交互,获得和触摸实际物体时相同的运动感,即可以产生真实的沉浸感。

Haptics

力触觉(Haptics)的感知是一种无所不在的对环境的感知能力,对于科研领域可以简单分为三大类:人类感知(生物神经)、机器感知(传感器)、计算机虚拟感知(数学建模)。

Tactile

接触区域的原始信息,如温度、颜色、纹理、刚度、形状、振动等,对于触觉感知,更多的是关注后四者。


图A:真实物体受力发生弹性变形,产生一个如图所示的反作用力。

图B:力反馈装置需要模拟出真实物体受力后产生反作用力的物理过程,这其中就包含采集人手的位置和着力信息,以及模拟出反作用力。

力反馈系统由用户、力反馈主手、机器人前段和计算机组成,力反馈在其中作为双向传递力信号的枢纽,一方面利用传感器测量客户的运动和位置,另一方面接受来自计算机和机器人前段的力学和运动信号,通过电机驱动等方式将力感反馈给用户,达到实时交互的效果。

围绕独特并联机构设计,使用氧化铝精细抛光运动连杆与框架,提供三自由度到七自由度模块化选型,并搭配不同末端执行器。

具有较大持续力,且持续时间足够稳定

使用力反馈设备操作机械臂进行持续性施力动作时,如组织穿刺、工件装持,完成一次动作均需要较长时间,稳定的施力是动作完成的基本条件。

合适的操作范围和机械自由度

主从手之间可以设置一定的位移和施力放大倍率,因而仅需考虑力反馈主手,让使用者能够在其活动范围内自由运动,自由度也是很关键的因素,如Omega.6为6in-3out。

较高的刚度,保证触力传递稳定性

力反馈设备的结构选择决定了其刚度和稳定性,Delta并联结构具有三角稳定性,刚度性能优越,持续力范围内变形非常小,使得操作更为准确。

低摩擦以及无多余振动

使用者直接接触力反馈主手,要获得更真实的触感,机械结构的摩擦、机械部件的重力、运动部件的振动等,需要具有十分严苛的补偿,直接体现为空载时的移动顺畅无阻力以及自动悬停。

合适的刷新频率以保证触感真实

类比于视觉,人眼感受到流畅的画面一般在24帧以上,低于24帧会产生卡顿感,而触觉则需要1K以上信息交互,即力反馈设备需达到1K以上刷新率,才能让使用者感受到流畅的触感。

符合人体工学设计和舒适性

根据人体工程学设计设备尺寸和运动结构,以降低使用者的不适和疲劳,无负担的触觉传递产生真实的沉浸感。

  • 从三自由度到七自由度多型号,可升级
  • 4kHz 高刷新速率,渲染逼真接触力
  • 全空间准确的主动重力补偿,降低使用疲劳卓越的机械刚度与实时USB 2.0控制结合
  • 开放的FD SDK为多款设备编程提供支持
  • 兼容Windows、Apple等多种操作系统

Omega.7 抓握式末端力反馈

在Omega.3和Omega.6的基础上扩充具有抓握机制的运动末端,满足人手自然运动的同时,能够提供第七轴抓取触力反馈,由此诞生了经典的、具通用性的Omega.7。

双手工作站集成下,Omega.7为医疗行业、航天航空、虚拟现实等领域赋予了极强的活力,灵巧的操作,成为完成安全操作任务的优选。

Sigma.7是先进的触力反馈设备,独特的运动学设计将位移旋转很好地分离。

相比于Omega系列产品,Sigma.7创新主动式手腕,搭配专用于高性能力反馈电机,提供高保真扭矩反馈,并很大提升操作空间、持续力。

颠覆性的性能提升,使得Sigma.7成为手术医疗、空间机器人、特种机器人、微纳米操纵、虚拟现实领域顶级触觉反馈研究的好助手。

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