人形机器人做手术：Nature 首次活体验证

7/9/2026人形机器人Nature医疗科技手术机器人

人形机器人做手术：Nature 首次活体验证

2026年7月8日，Nature 发表了加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的一项研究：两台人形机器人代号"Surgie"，在活体动物身上完成了腹腔镜胆囊切除术。论文标题是 In vivo feasibility study of humanoid robots in surgery，系统评估了人形机器人在微创手术中的技术可行性、任务表现和临床准备度。

两台Surgie人形机器人并排进行手术

Surgie 的基本参数

Surgie 身高约 1.5 米（5 英尺），体重约 27 公斤（60 磅）。研究团队为其设计了机械适配器，让它能够握持标准腹腔镜手术器械（来自 LivsMed），无需定制专用工具。整套远程操作框架命名为 LapSurgie，基于 ROS 2（Robot Operating System 2）构建。

作为参照，Intuitive Surgical 的 da Vinci 手术系统重约 816 公斤（1800 磅），配备三到四条专用机械臂、专用器械和专有软件，需要大型团队安装部署，手术室通常需要专门改造。Surgie 的体积和重量带来了完全不同的部署模型。

研究的三层评估架构

论文设计了三个递进层级的评估：

台面测试（Benchtop Characterization）：量化机器人手臂的操作精度、器械控制能力和运动学性能，建立基线数据。

干实验室用户研究（Dry-Lab User Study）：招募了不同经验水平的参与者，包括专家外科医生、住院医师和 novice（新手），在模拟手术环境中完成标准化任务（如 FLS Fundamentals of Laparoscopic Surgery 模块）。参与者分别在三种平台上完成相同任务：da Vinci 系统（dVRK）、人形机器人（Humanoid）和纯手动操作（Manual）。

用户研究的关键发现：

  • 新手在 Surgie 上的错误率与 da Vinci 系统持平，且显著低于纯手动操作
  • 专家外科医生在 Surgie 上实现了所有平台中最低的错误率
  • Surgie 在效率上目前落后于 da Vinci，主要因为通用器械需要额外控制方案

活体猪实验（In Vivo Porcine Study）：进行了两台实际手术。第一台是人机协作模式，一台 Surgie 配合一名人类外科医生完成胆囊切除术。第二台是双机器人模式，两台 Surgie 并排协作完成同一手术。两台手术均在大型非灵长类哺乳动物身上成功完成。

外科医生在手术室中使用人形机器人

精度与效率的权衡

论文通讯作者之一、实际操控 Surgie 的外科医生 Shanglei Liu 表示，人形机器人远程操作的精度达到了专用手术机器人系统的同等水平。这是这项研究最核心的正面发现。

但效率方面的差距仍然存在。用户研究数据显示，Surgie 完成任务的时间普遍长于 da Vinci 系统。原因主要在于通用手术器械的控制方案比专用器械复杂，操作者需要额外的认知负荷。不过，论文指出随着训练和系统优化，这一差距有望缩小。

当前技术局限

论文明确列出了需要解决的技术问题：

校准稳定性：手术过程中机器人需要多次重新校准，直接导致手术耗时长于成熟专用系统。Liu 提供了一个历史参照：第一例机器人辅助腹腔镜手术耗时 6 小时，如今同类手术只需 30 分钟。Surgie 当前处于类似的技术早期阶段。

远程操作延迟（Latency）：外科医生移动控制器到机器人响应之间存在时间差。团队正在改进延迟问题，为未来远距离远程手术做准备，目标是将手术能力延伸到外科医生短缺的偏远社区。

外科医生在远程操作控制台前操控机器人

为什么人形机器人是值得探索的方向

传统手术机器人是单一功能平台，每台设备只能执行特定术式，硬件和软件都是专有的。人形机器人有几个结构性优势：

通用性：同一台机器人可以执行多种手术、递送器械、清理手术室。论文提到，因为 Surgie 可以行走并完成人类能做的大部分物理任务，它在手术室内有广泛的辅助角色潜力。

AI 基础模型复用：工业人形机器人正在快速积累训练数据和 AI 基础模型。论文通讯作者 Michael Yip 在同期发表于 Science Robotics 的观点文章中指出，如果工业人形机器人的训练数据能用于医疗场景，将是一个"游戏规则改变者"。给手术机器人装上多指灵巧手，就能直接利用这些 AI 模型加速技能学习。

部署成本：da Vinci 系统的设备成本加手术室改造费用，在资源匮乏地区不具备可行性。Surgie 27 公斤的重量和可移动设计，理论上可以部署到农村诊所、战场急救站甚至太空环境。

弥合医疗人力缺口：全球面临外科医生短缺与患者需求增长的结构性矛盾。论文的终极目标是自主手术助手：人形机器人与人类外科医生在手术室中并肩工作，在传统医院和非传统场景（如野外医疗）中共同提供手术服务。

从远程操作到自主手术

当前阶段的 Surgie 是远程操作（teleoperation）模式，由训练有素的外科医生通过控制台实时操控。论文描绘的演进路径是：

  1. 当前：远程操作，人类外科医生全程控制
  2. 近期：人机协作，机器人处理递送器械、暴露术野等辅助任务
  3. 远期：半自主到自主手术，AI 基础模型逐步赋予机器人更高的独立操作能力

这是一项概念验证（proof-of-concept）研究，论文标题中的"feasibility"（可行性）精确界定了当前阶段。人形机器人在手术中已经展示了初步能力，但距离临床部署还需要在精度、控制稳定性、安全性和成本控制等多个维度持续优化。

来源：Nature, DOI: 10.1038/s41586-026-10796-x

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