機器人在不斷發(fā)展,未來(lái)更多的機器人將陸續落地使用,互聯(lián)網(wǎng)數據會(huì )把智能體帶進(jìn)廣大的傳統行業(yè)中,使應用更加精準!
中國作為全球第一制造大國,以工業(yè)機器人為標志的智能制造在各行業(yè)的應用越來(lái)越廣泛。其中汽車(chē)行業(yè)就是工業(yè)機器人活動(dòng)的一大領(lǐng)域。倉儲和物流機器人、消費品加工制造、外科手術(shù)機器人、樓宇和室內配送、智能伴侶與情感交互、復雜環(huán)境與特殊對象的專(zhuān)業(yè)清潔、城市應急安防、影視娛樂(lè )拍攝與制作、能源與礦產(chǎn)開(kāi)采、國防與軍事等領(lǐng)域都在逐步應用。
智慧醫療機器人的應用日益廣泛,成為醫療行業(yè)中關(guān)注的熱點(diǎn)方向。全球智慧醫療機器人市場(chǎng)保持高速增長(cháng)態(tài)勢,應用領(lǐng)域涵蓋醫療手術(shù)、康復運動(dòng)、醫護輔助和醫療后勤等四大類(lèi),產(chǎn)品類(lèi)型達數十種,為醫護人員減輕了工作負擔,為患者提供了更加高品質(zhì)的醫療服務(wù)。但制造成本、安全性與穩定性、感知能力等因素,也限制著(zhù)智慧醫療機器人的進(jìn)一步普及應用。
隨著(zhù)5G、人工智能等新技術(shù)與機器人技術(shù)的加速融合,以及納米機器人等多種新型智慧醫療機器人走向市場(chǎng),智慧醫療機器人的應用邊界將進(jìn)一步拓寬,不斷提升醫療行業(yè)運轉效率。
一、智慧醫療機器人概要
不同類(lèi)型智慧醫療機器人的結構各有不同,重要組成部分一般有控制端、視覺(jué)及成像系統、執行端、傳感器等。智慧醫療機器人的功能主要包括手術(shù)導航及操作、醫藥物資運輸、患者康復運動(dòng)輔助、無(wú)人值守醫療后勤操作等,主要用于手術(shù)、院外護理、醫院后勤、院內患者服務(wù)等用途。
1. 智慧醫療機器人全球市場(chǎng)規模
隨著(zhù)醫療自動(dòng)化需求的不斷增長(cháng),智慧醫療機器人市場(chǎng)迎來(lái)了快速增長(cháng)時(shí)期。根據前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數據,2018年上半年,國內醫療服務(wù)機器人市場(chǎng)規模達5.2億美元。根據中投顧問(wèn)產(chǎn)業(yè)研究中心預測,智慧醫療機器人市場(chǎng)2017年~2021年均復合增長(cháng)率約為15.04%,2021年全球市場(chǎng)規模將達到207億美元。
2. 智慧醫療機器人產(chǎn)業(yè)鏈
球智慧醫療機器人產(chǎn)品種類(lèi)及占比(來(lái)源:機器之心不完全統計)
二、智慧醫療機器人關(guān)鍵技術(shù)
控制系統:是根據指令以及傳感信息控制機器人完成一定的動(dòng)作或作業(yè)任務(wù)的裝置,由硬件集成和控制算法組成,直接決定了智慧醫療機器人的性能及優(yōu)劣。伺服系統:智慧醫療機器人的關(guān)節驅動(dòng)離不開(kāi)伺服系統,關(guān)節越多,機器人的柔性和精準度越高,所要使用的伺服電機的數量就越多。
傳感器:使智慧醫療機器人感知聲、光、物體、障礙等外部環(huán)境因素的必需硬件。
機器人視覺(jué):機器人視覺(jué)涉及使用相機硬件和計算機算法的組合,機器人視覺(jué)不僅要把視覺(jué)信息作為輸入,而且還要對這些信息進(jìn)行處理,進(jìn)而提取出有用的信息提供給機器人。
語(yǔ)音識別:語(yǔ)音識別技術(shù)就是讓機器通過(guò)識別和理解過(guò)程把語(yǔ)音信號轉變?yōu)橄鄳奈谋净蛎畹募夹g(shù),多用于智慧醫療機器人與醫生或患者的人機交互。
仿生材料:仿生材料是指模仿生物的各種特點(diǎn)或特性而研制開(kāi)發(fā)的材料,某些智慧醫療機器人需要大量的柔性材料,形成醫療機器人的放生肌肉、骨骼或皮膚組織,輔助醫生或者服務(wù)患者。
5G 網(wǎng)絡(luò )是第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò ),比 4G 網(wǎng)絡(luò )的傳輸速度快數百倍。5G 有四大重要特點(diǎn):高速度、泛在網(wǎng)、低功耗、低時(shí)延,這使得遠程操作智慧醫療機器人成為可能。
力觸覺(jué):是解決醫療現場(chǎng)沉浸感問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù),力觸覺(jué)技術(shù)可以傳遞壓力,溫度、紋理、速度、加速度、震動(dòng)等各種信息,就像人在現場(chǎng)真正的觸摸一樣,反饋給醫生或者患者真實(shí)的感受。
三、智慧醫療機器人應用場(chǎng)景及現狀
四、智慧醫療機器人代表應用案例
北京醫院——天璣骨科機器人:天智航的“天璣”第三代機器人可以輔助醫生開(kāi)展四肢、骨盆骨折以及脊柱全節段手術(shù),已在北京積水潭醫院等10多家醫院投入臨床應用,累計完成2000多例手術(shù)。應用天璣骨科機器人開(kāi)展手術(shù),手術(shù)精度可達到0.8毫米,減少術(shù)中輻射70%以上,提高手術(shù)效率20%以上,具有減少術(shù)中失血量和組織微創(chuàng )等優(yōu)勢。
癱瘓患者——Fourier X1外骨骼機器人:傅立葉智能外骨骼機器人Fourier X1主要針對下半身癱瘓的患者,幫助他們實(shí)現坐、站、行走、上下樓梯等基本功能。Fourier X1的首批試用者中有一位胸部以下完全截癱,大腿、膝蓋、腳踝都沒(méi)有力量的患者,在經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的適應和訓練已能使用外骨骼進(jìn)行初步行走。
思源醫療器械——自動(dòng)焊接機器人。機器人要完成焊接作業(yè),必須依賴(lài)于控制系統與輔助設備的支持和配合。完整的焊接機器人系統般由機器人操作手、變位機、控制器、焊接系統(用焊接電源、焊槍或焊鉗等)、焊接傳感器、中央控制計算機和相應的安設備等組成。機器人操作手是焊接機器人系統的執行機構,它由驅動(dòng)器、傳動(dòng)機構、機器人臂、關(guān)節以及內部傳感器(如編碼盤(pán))等組成。它的任務(wù)是精 確地保證末操作器所要求的位置、姿態(tài)和實(shí)現其運動(dòng)。工業(yè)機器人操作手具有6個(gè)旋轉關(guān)節的鉸接開(kāi)鏈式機器人。
樂(lè )康醫療器械——焊接機器人:焊接機器人是種具有“柔性”的機器,機器人具有人或者生物的某些功能,例如,工業(yè)機器人操作手模擬了人類(lèi)手臂的功能,步行機器人模擬了人和動(dòng)物下肢的運動(dòng)功能。機器人可以通過(guò)傳感器了解外部環(huán)境或者“身體內在的”狀態(tài)與變化,甚至可以做出自己的邏輯推理、判斷與決策,也就是所謂的機器人的智能行為。
工業(yè)焊接機器人只有作為作業(yè)系統的部分才能發(fā)揮作用。由于各種不同類(lèi)型的機器人不斷涌現,它們發(fā)揮作用的形式和組成的系統也在不斷變化。工業(yè)焊接機器人作為制造系統的部分發(fā)揮作用是典型的。
五、智慧醫療機器人發(fā)展趨勢
樂(lè )康醫療器械批發(fā)產(chǎn)業(yè)
1. 人口老齡化推動(dòng)康復產(chǎn)業(yè)發(fā)展,康復機器人市場(chǎng)增速明顯。
2. 制造業(yè)升級政策推動(dòng)國內智慧醫療機器人產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。
樂(lè )康醫療器械:應用
1. 對交互性要求較高的智慧醫療機器人最先受益于人工智能技術(shù)。
2. 應用制造業(yè)升級政策推動(dòng)國內智慧醫療機器人產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。
3. 血管介入機器人具備導管推進(jìn)和導航引導優(yōu)勢,逐步進(jìn)入臨床應用。
樂(lè )康醫療器械:技術(shù)
1. 5G技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸操作信號,確保遠程手術(shù)機器人效果。
2. 軟體機器人作為輕量級輔助設備更靈活輔助患者受傷恢復。
3. 知識圖譜技術(shù)讓導診機器人更加智能化服務(wù)于診前過(guò)程。
4. 納米機器人能夠在患者體內運送藥物和治療疾病。
5. 計算機視覺(jué)技術(shù)發(fā)展提升智慧醫療機器人的識別能力。