中国00后博士团队将商用通用人形机器人宇树G1投入腹腔镜手术活体试验,全球首次完成全流程微创外科手术,为人形机器人医疗应用开辟新路。 ## 1. 研究核心成果:全球首次人形机器人完成完整活体微创外科手术 7月8日,国际顶刊Nature在线发表题为《人形机器人用于外科手术的活体可行性研究》的论文,00后中国博士生梁泽楷为第一作者兼通讯作者。研究团队采用市面在售的通用型人形机器人宇树G1,通过远程操控为两头活猪完成标准腹腔镜胆囊切除术,这是全球首次有人形机器人在活体上走完一整套微创手术流程。 ## 2. 研究动因:突破专用手术机器人的局限 过去二十多年医疗手术机器人代表为达芬奇手术系统这类专用平台,性能成熟但造价高昂、耗材专用、维护捆绑、占用空间大,仅能在头部三甲医疗中心开展,且适配现有人类手术室难度大。通用人形机器人和人类形态相似,可直接适配现有手术室空间、普通手术器械,无需依赖昂贵专用耗材,还可一机多用承担患者互动、床旁辅助、医院物流等任务,适配当前临床护理人手紧张的需求,团队选择应用广泛、便于对比参照的腹腔镜手术做首个验证场景。 ## 3. 技术方案与现有能力评测 宇树G1没有专用手术机器人的固定远程运动中心(RCM)机械结构,只能依靠视觉感知和算法主动维持虚拟RCM,团队搭建了远程操作框架:医生佩戴立体头显,通过主操作手将手部动作按比例缩放映射为机器人手腕运动,机器人前置摄像头借助ArUco标记定位RCM位置。实验室系统评测显示,该机器人直线运动均方根精度约1.30毫米,弧线运动误差约10.40毫米,曲线操作仍是弱项;系统操作端到执行端延迟约156毫秒,略高于临床建议的150毫秒以内标准;宇树G1臂展仅约450毫米,在部分人类操作场景中存在够不着的问题。 ## 4. 活体手术试验结果 两例手术均获得机构动物护理伦理批准,由持证兽医全程麻醉监护,主刀医生控制台操控机器人,人类医生负责床旁配合,第一例还曾动用第二台人形机器人短暂辅助,两例手术均顺利完成,无一中转开腹。其中第一例无重大并发症,第二例出现轻微胆汁溢出和肝床出血,经处理后得到妥善解决;第二例操作更熟练,主动操控时间从第一例的约56分钟缩短至约32分钟,机器人重新部署次数从8次降至4次。 ## 5. 当前局限与未来展望 该系统距离进入人类手术室仍有不少待解决问题:术中猪呼吸起伏、机器人底座漂移会导致RCM位置变化,需反复暂停校准,手术时间远长于达芬奇系统;商用机器人无高温高压灭菌部件,仅用无菌手套包裹手臂,无法满足人体手术无菌要求;机器人活动范围受限、力量不足,增加了主刀医生操作负担。但研究团队对前景保持乐观,早期达芬奇机器人腹腔镜手术也曾需耗时6小时,如今仅需30分钟,新技术起步阶段的效率问题未来有望得到显著改善。
全球首次,用宇树机器人做手术,中国00后博士登Nature
2026-07-09 18:55

全球首次,用宇树机器人做手术,中国00后博士登Nature

本文来自微信公众号: 医学界 ,责编:汪航,作者:服务医者改善医疗,原文标题:《全球首次!用宇树机器人做手术,中国00后博士登Nature》


很长一段时间里,人形机器人做手术,就像是科幻电影里的桥段。


现实中,这些能蹦能跳的人形机器人,真的能走进手术室,满足微创手术对精度、稳定和安全的苛刻要求吗?


现在,这个问题第一次有了答案。7月8日,国际顶刊Nature在线发表了一篇题为《人形机器人用于外科手术的活体可行性研究》的论文。


研究团队把一台市面上就能买到的通用型人形机器人——宇树G1,搬进了手术室,让它握着给人类医生使用的普通腹腔镜器械,通过远程操控,为两头活猪完成了标准的腹腔镜胆囊切除术。


这也是全球首次有人形机器人,在活体上走完一整套微创手术流程。值得一提的是,这篇论文的第一作者兼通讯作者,是一位00后中国博士生梁泽楷。以第一作者兼通讯作者的身份,在Nature上发表这样一项跨越工程与临床的研究,在同龄人中相当少见。



为什么想用“人形机器人”?


据了解,梁泽楷2023年本科毕业于华中科技大学,2025年在加州大学圣地亚哥分校取得硕士学位,目前在该校Michael C. Yip教授的实验室攻读博士。


要理解这项研究的分量,得先弄清楚它和传统手术机器人的根本区别。


过去二十多年里,医疗机器人的代表是达芬奇手术系统这样的专用平台。它性能强,临床应用成熟,但也带来一系列现实负担。


比如,造价高昂,耗材专用,维护合同层层捆绑,加上庞大的机械臂和床旁控制台占据大量空间,使得机器人手术长期被限制在资源雄厚的三甲级医疗中心。


更关键的是,大多数手术室最初是按照人类徒手操作来设计的,专用机器人进场往往需要额外的空间协调、机器人对接和术中反复调整。


人形机器人恰恰提供了另一条思路。它和人类共享相似的形态,理论上能够直接融入人类设计的空间、工具和工作流程,握着人类医生本就在用的普通手术器械操作,而不必依赖机器人专用的昂贵耗材。



除了做手术,具备灵巧操作能力的人形机器人还能承担与患者互动、床旁辅助、医院物流等更广泛的任务。在护理需求持续增长、临床人手日益紧张的今天,这种一机多用的潜力,正是研究团队看重的方向。


而作为首个试图验证的场景,研究团队之所以选择腹腔镜手术,是因为它临床应用极广,而且有达芬奇这样成熟的机器人系统作为参照基准,便于横向比较。


不过,让通用人形机器人做微创手术,技术上并不轻松。


在腹腔镜手术中,器械需要穿过一个固定的小切口,并始终围绕这个支点运动。这个支点在专业上被称为远程运动中心,也就是RCM,它不能被“过度撬动”,否则就可能造成组织损伤。


达芬奇等专用系统,靠机械结构把RCM牢牢固定住,而宇树G1没有这样的机械约束,只能依靠视觉感知和算法,主动维持一个虚拟的远程运动中心。


为此,团队搭建了一套远程操作框架:医生在控制台上戴着立体头显,通过主操作手把直观的手部动作,按比例缩放后,映射为机器人手腕的运动。


机器人头部前置摄像头,则借助一个特殊的视觉“路标”——ArUco标记,来定位RCM的位置。


在正式进入活体实验前,团队先在实验室里,系统评估了这套系统的能力与短板。



数据显示,人形机器人在做直线运动时,能达到约1.30毫米的均方根精度,但在弧线运动上误差明显放大,约为10.40毫米,说明曲线操作仍是弱项。


系统的操作端到执行端延迟约为156毫秒,而临床上普遍认为,手术机器人的延迟最好控制在150毫秒以内。


此外,宇树G1的手臂展开长度只有约450毫米,而成年人的臂展在1.6到1.8米之间,这种偏小的体格,在一些为人类操作设计的训练场景中,可能会带来明显的“够不着”的问题。


宇树给两头猪做手术


真正的重头戏在活体手术台上。


研究团队在其所在机构的外科模拟中心,为两头分别约11周龄和16周龄的雌性家猪,实施了腹腔镜胆囊切除术。


研究显示,所有操作都获得了机构动物护理伦理的批准,由持证兽医全程负责麻醉与监护。手术遵循标准的腹腔镜流程,由一名主刀医生在控制台操控人形机器人。另有一名床旁助手负责扶镜、牵拉组织等配合。


第一例由一台人形机器人主刀,一名人类外科医生担任床旁助手,术中一度还动用了第二台人形机器人,短暂负责扶镜和牵拉。


第二例同样由人形机器人主刀,床旁协助仍以人类为主,但未进行两台机器人的协作。两例手术均以机器人方式顺利完成,无一中转开腹。



结果显示:两例手术都以机器人方式顺利完成,没有一例需要中转为常规腹腔镜或开腹手术。


其中,第一例术中没有出现重大并发症;第二例出现了轻微的胆汁溢出和肝床出血,但通过吸引和电凝得到了妥善处理。


从耗时上看,第二例明显比第一例熟练,因为主动操控台时间从约56分钟缩短到约32分钟,机器人重新部署的次数也从8次降到4次。


当然,作为全球首次尝试,这套系统离真正走进人类手术室还有不小距离。研究团队指出了几个亟待攻克的难题。


首先是反复校准的问题。由于猪的呼吸起伏和机器人底座轻微漂移,RCM的位置在术中不断变化,一旦漂移过大或视野变差,就必须暂停手术重新校准,这导致整台手术时间远远长于使用达芬奇系统。


其次是无菌问题。目前的商用人形机器人缺乏可高温高压灭菌的部件,这项研究只能用无菌手套,套在机器人手臂上,并不能完全满足人体手术的无菌标准。


此外,机器人活动范围受限,力量不足,也增加了主刀医生的认知和操作负担。


不过,研究团队对前景保持乐观。早期机器人腹腔镜手术需耗时6小时,而如今同类手术仅需30分钟。


任何新技术在起步阶段都会经历这样的笨拙期,随着时间推移,人形机器人手术的效率很可能得到显著改善。


论文链接:


https://www.nature.com/articles/s41586-026-10796-x

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