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    比爾•蓋茨曾預(yù)測(cè)，未來(lái)每個(gè)家庭都將家用機(jī)器人，機(jī)器人將成為科技市場(chǎng)下一項(xiàng)改變世界的技術(shù)。DEKA手臂系統(tǒng)、達(dá)芬奇Xi手術(shù)系統(tǒng)、神經(jīng)形態(tài)芯片等仿人生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)，都為科學(xué)界和醫(yī)學(xué)界帶來(lái)了革新。

    新一代（第四代）達(dá)芬奇Xi手術(shù)系統(tǒng)已于2014年4月1日被美國(guó)食品與藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)投入使用，而首個(gè)獲批入市的意識(shí)控制助殘機(jī)械臂——DEKA手臂系統(tǒng)（DEKAArmSystem）也已于2014年5月9日近期獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)。

    1“星球大戰(zhàn)風(fēng)格”機(jī)械臂

    DEKA手臂系統(tǒng)被命名為“Luke”——源于電影“星球大戰(zhàn)”中的盧克•天行者（LukeSkywalker）所使用的機(jī)械臂。與以往的意識(shí)控制助殘機(jī)械臂不同的是，DEKA手臂系統(tǒng)可以接收患者殘肢處肌肉收縮的電信號(hào)，將肌電圖（EMG）電極傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換成多達(dá)10種的肢體動(dòng)作，完成使用鑰匙和鎖、料理食物、吃飯、使用拉鏈和梳頭等動(dòng)作。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究項(xiàng)目局（DARPA）曾指出，“為了接近人類(lèi)手臂的自然狀態(tài)，這個(gè)手臂系統(tǒng)具有與一個(gè)成年人相同的大小、重量、形狀和握力”。

    該機(jī)械臂由DARPA提供資助，DEKAIntegratedSolutions公司負(fù)責(zé)研發(fā)。DEKA手臂系統(tǒng)由DEKA公司于1992年創(chuàng)立，其創(chuàng)辦人DeanKamen是自學(xué)有成的發(fā)明家與工程師。除機(jī)械手臂系統(tǒng)外，該公司還研發(fā)了iBot疾病人行動(dòng)機(jī)器人輪椅（為強(qiáng)生設(shè)計(jì)）和Homechoice洗腎機(jī)產(chǎn)品（為百特設(shè)計(jì)）等醫(yī)療產(chǎn)品。其中，iBot輪椅可仿人上下樓梯，而Homechoice是腹膜血液透析儀器則十分小巧，可帶上飛機(jī)或汽車(chē)。

    2仿人的達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)

    而在DEKA手臂系統(tǒng)獲批約一個(gè)月前，F(xiàn)DA還批準(zhǔn)了第四代達(dá)芬奇全自動(dòng)手術(shù)系統(tǒng)。達(dá)芬奇全自動(dòng)手術(shù)系統(tǒng)由總部位于美國(guó)加利福尼亞州的IntuitiveSurgical公司研發(fā)，由外科醫(yī)生通過(guò)控制臺(tái)控制，采用微創(chuàng)方式完成復(fù)雜的外科手術(shù)。該系統(tǒng)的3D高清影像技術(shù)可以主刀醫(yī)生提供高清晰、全方位立體式手術(shù)視野，通過(guò)醫(yī)生控制臺(tái)操控機(jī)器手臂來(lái)極大程度地解放外科醫(yī)生，而仿真手腕手術(shù)器械則消除了顫動(dòng)，減低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，降低失敗幾率。截至2012年為止，由達(dá)芬奇機(jī)器人輔助完成的手術(shù)超過(guò)20萬(wàn)臺(tái)。

    與之前的達(dá)芬奇全自動(dòng)手術(shù)系統(tǒng)相比，達(dá)芬奇Xi系統(tǒng)采用了四個(gè)微創(chuàng)手術(shù)刀的設(shè)計(jì)，且為影像和器械提供了更為強(qiáng)大的可擴(kuò)展性。得益于此，該手術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也從前列腺切除手術(shù)、心臟瓣膜修復(fù)和婦科手術(shù)擴(kuò)展至更為復(fù)雜的手術(shù)。例如，在手術(shù)的過(guò)程中同時(shí)完成切除以及檢查。

    3仿人生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展

    DEKA手臂系統(tǒng)、達(dá)芬奇Xi手術(shù)系統(tǒng)只是近期仿人生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的兩個(gè)典型案例，事實(shí)上類(lèi)似的例子已經(jīng)有很多。以仿人型殘疾人假肢為例，就有OttoBock假肢、TBM假肢、HIT/DLR假肢、i-LIMB假肢、FluidHand假肢等多種功能的假肢已經(jīng)得到開(kāi)發(fā)。再如，2010年加拿大推廣的神經(jīng)外科手術(shù)的機(jī)器人具有特別敏感的觸覺(jué)，可以讓醫(yī)生通過(guò)最清晰的視覺(jué)來(lái)完成大腦的顯微手術(shù)。

    除了功能上的開(kāi)發(fā)外，仿人生物醫(yī)學(xué)工程中涉及的核心元器件的開(kāi)發(fā)也在飛速發(fā)展，芯片企業(yè)也正在參與這一領(lǐng)域的研發(fā)。例如，英特爾投資公司（IntelCapital）就曾向世界頂尖的歐洲仿人機(jī)器人研制企業(yè)AldebaranRobotics投資1300萬(wàn)美元，后者面向個(gè)人服務(wù)、醫(yī)療護(hù)理及自閉癥兒童輔助治療等領(lǐng)域，研制并銷(xiāo)售先進(jìn)的可編程仿人機(jī)器人。這些機(jī)器人可執(zhí)行包括面部與語(yǔ)音識(shí)別、定位感知功能等功能。

    事實(shí)上，神經(jīng)形態(tài)芯片也是典型的案例之一。而得益于神經(jīng)形態(tài)芯片的發(fā)展，必然有越來(lái)越多、日趨精密的仿人生物工程技術(shù)得到開(kāi)發(fā)。在德國(guó)，研究人員已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)掌握了讓神經(jīng)細(xì)胞在芯片表面生長(zhǎng)的技術(shù)，且成功控制神經(jīng)細(xì)胞在芯片上的生長(zhǎng)方式，使神經(jīng)細(xì)胞能有目的地處理信息。

    4改變世界的技術(shù)？

    對(duì)此，微軟創(chuàng)始人比爾•蓋茨（BillGates）曾于2007年就預(yù)測(cè)，未來(lái)每個(gè)家庭都將家用機(jī)器人，2013年更是表示，機(jī)器人將成為科技市場(chǎng)下一項(xiàng)改變世界的技術(shù)。

    而在醫(yī)療領(lǐng)域，機(jī)器人醫(yī)生這種技術(shù)在疾病治療中的運(yùn)用，將是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。以前述的達(dá)芬奇機(jī)器人為例，在機(jī)器人使用前，微創(chuàng)醫(yī)生需要超長(zhǎng)的時(shí)間才能精密地掌握醫(yī)療技術(shù)。利用達(dá)芬奇機(jī)器人的立體成像、微創(chuàng)手術(shù)刀和控制臺(tái)，醫(yī)生可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)完成同類(lèi)水平的手術(shù)——在某種程度上，其操作甚至比專(zhuān)家更為“精準(zhǔn)”。

    隨著信息技術(shù)等的復(fù)合應(yīng)用，將會(huì)有越來(lái)越多的功能得以實(shí)現(xiàn)。例如，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，以下情景或許將成為現(xiàn)實(shí)：醫(yī)生只需在任何一處利用通信終端，就可以遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人為病人提供治療服務(wù)——目前，在“密歇根中風(fēng)網(wǎng)絡(luò)”等案例中，遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人的顯示屏可以顯示醫(yī)生的動(dòng)態(tài)面孔，而病床上的患者則可以通過(guò)遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人實(shí)現(xiàn)與醫(yī)生的對(duì)話(huà)，而醫(yī)生則可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)指揮機(jī)器人，為急診室里的中風(fēng)病人診斷病情并提供治療方案。

    仿人生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)，是否會(huì)如同互聯(lián)網(wǎng)一樣，成為下一項(xiàng)改變世界的技術(shù)?