机器人有了长足的发展，从科幻小说中的机器人发展到在制造、医疗保健和更多应用中的机器人。随着技术的不断进步，机器人将获得新的能力，例如接管复杂的手术任务。在 Kontron 的这篇文章中，探讨了推动下一代手术机器人发展的 5 个因素。
1.人工智能的崛起
人工智能（AI）如今无处不在，它产生重大影响的一个领域就是手术机器人。人工智能提高了精度，减少了人为错误，并提供实时决策支持。复杂的算法可以执行切割组织和提供实时视频分析等任务。例如，美敦力公司的 Touch Surgery Enterprise 采用人工智能自动模糊面部和受保护的信息，确保患者的隐私。Kontron 具有 AI 功能的高性能模块提供了必要的计算能力和可靠性，可以满足先进手术应用的复杂处理需求。
2.机器学习的重要性
机器学习 (ML) 是人工智能的一个重要领域，可以增强质量控制、自动化和定制化。在机器人手术室中，ML 训练机器人进行组织去除模式，使它们能够在手术过程中检测组织变形并相应地修改手术计划。
这种实时数据分析和模式识别可以实现更加个性化和适应性的手术。因此，手术机器人可以不断提高其性能，确保患者获得更好的治疗效果。Kontron 的高性能边缘计算解决方案采用最新的 Intel™ Xeon D-2800 和 D-1800 处理器，可在边缘提供计算能力和数据处理能力，确保机器人能够高效地分析数据并进行实时调整。
3.触觉反馈的影响
精确度在外科手术中至关重要，尤其是在依赖复杂触觉反馈的机器人手术中。触觉反馈通过机器人末端执行器中的传感器将触觉信息传输给外科医生，模拟触觉。缺乏这种清晰的触觉可能会导致手术失败或严重的错误。Kontron 的 SMARC™ 模块产品线提供强大的处理能力和传感器集成，确保在机器人辅助手术期间提供实时“触摸”反馈。
4.第五代移动网络的发展
保持联系是一个全球性主题，而 5G 网络使这一目标比以往任何时候都更加容易。5G 为手术机器人提供超低延迟和高带宽通信，使远程手术和全球实时通信成为可能。
这项进步使得外科医生即使在遥远的地方也能以前所未有的精度和反应速度执行手术。Kontron 的 5G 兼容模块（如 COM-HPC® Mini）可确保机器人辅助手术 (RAS) 的可靠和快速通信，实现前所未有的精确度和响应速度。
5.3D 可视化的进展
推动 RAS 的另一项关键技术是 3D 可视化，它增强了外科医生在使用系统控制台时的空间理解。外科医生可以看到高清摄像机传送来的手术区域的放大视图。该技术可在手术期间实时使用，或通过增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR) 系统进行术前规划和术中指导。
Kontron 的 MediClient 是一种医疗级计算解决方案，它通过提供高分辨率触摸屏显示器、强大的数据连接以及符合医疗标准的卫生要求来支持这些先进的可视化技术。MediClient 集成了高性能计算和卓越的可视化功能，确保了手术操作的精确性和有效性。
手术机器人的未来
根据《财富》商业洞察的预测，到 2032 年，RAS 的全球市场规模将达到 223.816 亿美元，复合年增长率 (CAGR) 为 21.5%。这一增长凸显了 RAS 日益增长的需求和改善患者治疗效果的潜力。RAS 的好处包括手术更安全，并能长期节约成本。然而，高昂的初始成本以及对先进技术和培训的需求可能会成为实施的障碍。
人工智能、机器学习、5G、3D 成像和触觉反馈方面的进步正在解决这些挑战并推动 RAS 的发展。在当前的 RAS 系统中，手术机械臂由附近控制台的外科医生控制。展望未来，手术机器人可以自主进行手术，仅需要外科医生的极少输入，甚至可能不在同一个房间。
关键要点
总之，五项关键技术正在推动医疗机器人产业的发展，将传统的手术室转变为先进的机器人领域：
- 人工智能 (AI) 可提高手术机器人的精度、减少人为错误并提供实时决策支持。
- 机器学习 (ML) 使机器人系统能够适应组织变化并通过实时数据分析改善手术结果。
- 触觉反馈在机器人手术过程中为外科医生提供触觉反馈，提高精确度并降低出错风险。
- 5G 网络 提供超低延迟和高带宽通信，促进远程手术和实时数据传输。
- 3D 可视化 通过高清、实时成像和 AR/VR 系统增强外科医生的空间理解。