2001年9月7日，身在紐約的著名外科學(xué)家雅克·馬雷斯科利用ZEUS手術(shù)機器人，系統(tǒng)完成了對身在法國斯特拉斯堡的68歲女患者的膽囊摘除手術(shù)。整臺手術(shù)耗時僅48分鐘，患者術(shù)后48小時內(nèi)恢復(fù)排液，無并發(fā)癥出現(xiàn)。馬雷斯科教授認為，這是外科史上繼微創(chuàng)技術(shù)及電腦輔助應(yīng)用后的第三次變革，成功引入“全球外科技術(shù)共享”理念，無論醫(yī)生在何處，都能參與任何地方的手術(shù)。
這臺具有開創(chuàng)性特質(zhì)的手術(shù)被稱為“林白手術(shù)”。雖然手術(shù)成功完成，但是影像的傳輸和手術(shù)操作卻出現(xiàn)了延遲的現(xiàn)象，這使得遠程手術(shù)難以實現(xiàn)。然而隨著通信技術(shù)不斷發(fā)展以及5G時代的到來，現(xiàn)代通信技術(shù)容量大、速率高、低延時的特點，能為遠程醫(yī)療提供強有力的技術(shù)支持，醫(yī)生可以更快調(diào)取圖像信息、開展遠程會診以及遠程手術(shù)。
遠程醫(yī)療的好處是顯而易見的，通過以計算機技術(shù)、遙感、遙測、遙控技術(shù)為依托，充分發(fā)揮大醫(yī)院或?qū)？漆t(yī)療中心的醫(yī)療技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備優(yōu)勢，對醫(yī)療條件較差的邊遠地區(qū)、海島或艦船上的傷病員進行遠距離診斷和治療，可以極大地提高診斷與醫(yī)療水平，降低醫(yī)療開支，滿足廣大人民群眾的保健需求。
5G通信技術(shù)的出現(xiàn)，可支持在移動狀態(tài)下更快速地傳輸大型圖像文件，例如CT、MRI產(chǎn)生的圖像文件，同時也可以確保安全地操控手術(shù)機器人完成遠程手術(shù)。它將允許通過網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施遠程控制對象，亦可以利用智能應(yīng)用與服務(wù)的數(shù)據(jù)互通，建立集成診療系統(tǒng)。
醫(yī)生能夠通過數(shù)據(jù)超鏈接，利用3D / UHD視頻遠程呈現(xiàn)或UHD視頻流，對患者進行遠程虛擬診治，使偏遠地區(qū)的患者足不出戶即可進行疾病咨詢并獲取專家的診治意見。遠程醫(yī)療加上遠程手術(shù)機器人，可以讓專家在醫(yī)院為幾乎處于任何地方的患者進行手術(shù)。這在一定程度上幫助了醫(yī)療資源的下沉，有利于解決現(xiàn)階段看病難、看病貴的社會問題。
5G的高速移動通信屬性，還使得遠程醫(yī)療服務(wù)可以覆蓋到常規(guī)有線通信難以覆蓋的邊遠地區(qū)以及移動場景。比如在救護車、高鐵等移動環(huán)境下，利用5G通信依然可以實現(xiàn)高速的遠程醫(yī)療服務(wù)。遠程醫(yī)療技術(shù)正顯示出強大的發(fā)展勢頭。正如美國未來學(xué)家阿爾文·托夫勒曾預(yù)言的：“未來醫(yī)療活動中，醫(yī)生將面對計算機，根據(jù)屏幕顯示的從遠方傳來的病人的各種信息對病人進行診斷和治療?！?/span>
隨著通信、計算機、醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展以及人類不懈的努力，可以預(yù)期，不久的將來通過應(yīng)用遠程醫(yī)療技術(shù)，任何人在任何時間地點都能獲得所需的醫(yī)療保健服務(wù)，也就是說，人們享受高科技帶來的醫(yī)療便利的日子離我們已經(jīng)不遠了。
科幻電影《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》中的阿麗塔從被撿回來后完全“義體化”；DC漫畫中的鋼骨（Cybrog）在被炸成重傷后依靠高科技成為一半人類一半機械的生化人延續(xù)生命；漫威漫畫旗下的超級英雄冬兵戰(zhàn)士蘇醒后在斷肢處裝上了機械手臂……隨著科技的進步發(fā)展，這些人機融合的場景在未來都有可能實現(xiàn)。
近來人機融合的代表便是當下很火熱的外骨骼機器人。未來的外骨骼機器人將發(fā)展得更加完美和實用，成為人體與機器的完美結(jié)合。穿戴者和外骨骼成為一個閉環(huán)的協(xié)同系統(tǒng)。機器能通過肌電、腦電信號或傳感器感受穿戴者的運動狀態(tài)和運動意圖，實現(xiàn)人機多自由度、全運動過程的實時同步和功能輔助；同時人也能體驗到機器的工作狀態(tài)。
在未來，如“阿麗塔”一樣的機械義體和如“冬兵”一樣的機械義肢將成為現(xiàn)實。依托于材料科學(xué)、神經(jīng)接口和控制技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類為了突破自身肉體的限制或為了提升殘障人士的生活質(zhì)量，將可能選擇把機械融入自己的身體，成為半機械半人類的機械人?，F(xiàn)如今，器官短缺一直是重要瓶頸，而異體移植后的排斥反應(yīng)也給病人帶來終生的困擾，所以，生物化器官的定制將極大突破上述困境。
通過精準的模型重建和3D打印，可以獲得大到外形輪廓、小到血管分布都準確的人工器官，同時，人工器官同樣具備生物活性，在確保生物功能性的情況下減小身體排異反應(yīng)。在未來，器官移植手術(shù)意味著一個全新的生物相容的機械器官將會代替原本幾近衰竭的人體器官繼續(xù)在人體內(nèi)發(fā)揮作用。
機械義肢將會解決殘疾問題，對于未來的殘疾人而言，定制化的機械手臂和機械腿等機械義肢將會完美地適配每個不同的殘疾個體，人工合成的神經(jīng)將會植入人體并連接機械義肢和大腦，雙向的神經(jīng)反饋會使得機械義肢的操控如我們自己的肢體一樣簡單直觀，安裝機械義肢后生活質(zhì)量或許還會比之前更高。
在科幻電影《普羅米修斯》構(gòu)建的世界里，那套完全自動化的診斷和手術(shù)平臺Medpod 720i的構(gòu)思成了整片的小亮點，自動掃描診斷、噴霧麻醉，甚至給人縫合傷口時就像是在使用訂書機，實現(xiàn)了治療三步走：進去，治好了，出來。
另一部科幻電影《極樂空間》里面介紹的一臺關(guān)鍵設(shè)備：Medbay智能醫(yī)療倉，患者只需躺在里面，智能醫(yī)療設(shè)備就可以完成從掃描、診斷到治療、修復(fù)的一切過程，讓身體完成重啟，給你一個健康的身體。相信像這樣利用全自動的醫(yī)療機器人開展外科手術(shù)會是未來醫(yī)療機器人發(fā)展的重要趨勢。
美國約翰·霍普金斯大學(xué)研究的一套名叫“Star System”的軟組織手術(shù)機器人進行了一次豬大腸無人縫合測試，成功地自動縫合了被切斷成兩截的豬大腸，其中60%的工作由STAR機器人自主完成?！癝tar System”系統(tǒng)包括一臺外科手術(shù)機器人（機器手）、3D成像識別系統(tǒng)、近紅外傳感器和一套自動縫合算法程序。
它的視覺系統(tǒng)依靠近紅外熒光（NIRF）標記，通過一個3D攝像頭記錄整個手術(shù)區(qū)域的圖像，并結(jié)合所得數(shù)據(jù)為自己實時規(guī)劃縫合任務(wù)。在測試中，機器人自動并完美地完成了對測試軟組織的縫合。測試后的結(jié)論表明，機器人所縫合的部位與人類相比，縫合質(zhì)量相當于一位從業(yè)7年以上的主刀醫(yī)生。
我們相信未來常規(guī)的外科手術(shù)終極形態(tài)會像《普羅米修斯》里那樣，完全由一套醫(yī)療程序全自動控制機器人來完成，人類醫(yī)生可能會轉(zhuǎn)為研究開發(fā)新的術(shù)式或與機器人配合來完成更復(fù)雜的手術(shù)。
由自動化的手術(shù)機器人親自“操刀”的手術(shù)將會進一步降低手術(shù)創(chuàng)傷，同時機器人高度的精確性和穩(wěn)定性可以保證常規(guī)外科手術(shù)的一致性，為所有患者提供更為均質(zhì)化的醫(yī)療服務(wù)，憑借更加先進的機器人手術(shù)技術(shù)，將極大降低手術(shù)帶來的痛苦，手術(shù)隨做隨走可能在不遠的將來變成現(xiàn)實。
1966年，著名作家艾薩克·阿西莫夫出版了一部科幻小說《夢幻旅行》，講述了通過科學(xué)手段把人縮小到細胞大小，在人體內(nèi)經(jīng)歷了夢幻般的冒險。這部小說啟發(fā)了很多科學(xué)家，雖然我們很難把真人縮小到細胞大小，但制作一個微型機器人代替人類進入體內(nèi)完成作業(yè)是完全可行的。
所以一直以來，微型機器人成為科學(xué)研究的熱點，我們都期盼機器人能聽從指揮，到達人體指定位置，在對人體危害最小的情況下遞送藥物或殺死病變組織。夢想并非遙不可及。2010年，美國科學(xué)家研制出一種DNA構(gòu)成的納米蜘蛛機器人，它們只有4納米長，比人類頭發(fā)直徑的十萬分之一還要小，這些機器人可以按照DNA的軌跡實現(xiàn)啟動、移動、轉(zhuǎn)向和停止等功能，科學(xué)家可以通過編程來辨別癌細胞并且控制納米蜘蛛殺死癌細胞。
驅(qū)動系統(tǒng)是納米機器人“身體”中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，英國劍橋大學(xué)科學(xué)家近日研制出迄今全球最小的納米發(fā)動機“螞蟻”，它采用光驅(qū)動，未來可應(yīng)用在水中導(dǎo)航裝置、環(huán)境感應(yīng)器及在人體內(nèi)工作的機器人上。
DARPA（美國國防部高級研究計劃局）正致力于一項In Vivo Nanoplatform（體內(nèi)納米載體平臺）項目，以幫助美國士兵快速診斷和治療多種疾病。這一舉措，可能會減少對前線醫(yī)護工作者的需求，因為攜帶藥物的納米機器人可以存在于每個個體體內(nèi)并實現(xiàn)自主轉(zhuǎn)移。納米技術(shù)的先驅(qū)羅伯特·弗雷塔斯（Robert Freitas）已設(shè)計出一款名為Respirocyte的納米機器人，它可以攜帶90億個氧分子與二氧化碳分子，為一般紅血球攜帶量的200倍。
使用這種系統(tǒng)可以使得人類在跑步時得以全力沖刺整整15分鐘而體感并不疲憊，這一程度的供氧量也等同于人類能夠在水中自如憋氣長達數(shù)小時之久。
想象一下，當你感冒時，不用再打針吃藥，醫(yī)生只需在你血液里植入納米機器人，機器人在體內(nèi)探測出病毒源頭，并到達病毒所在處“消滅”它。讓納米機器人進入人體進行血管探測，去除癌變細胞，進行定點給藥。現(xiàn)在，有許多病情是外科醫(yī)生用手術(shù)刀解決不了的，比如病源可能僅僅是一個病變細胞，此時，外科醫(yī)生的手術(shù)刀根本派不上用場，用藥物治療又會對患者的整個身體產(chǎn)生損傷，納米機器人“醫(yī)生”便有了用武之地。
醫(yī)生只需將載有數(shù)以萬計的納米機器人的藥液注入病人的血管，有導(dǎo)航作用的納米機器人會沿光路到達指定位置，進行血管養(yǎng)護、健康檢查、精準給藥、疾病治療和器官修復(fù)等工作，更小的納米機器人還可能去除有害的DNA或安裝正常的DNA，使機體正常運行，延緩衰老。
納米機器人除了有治療的作用，還能起到隨時體檢并處理早期問題的作用，成為人體內(nèi)的“人造免疫T細胞”。納米機器人在人的血管網(wǎng)絡(luò)中漫游，進行巡邏和檢查，盡早發(fā)現(xiàn)異常細胞，而且可以對人體內(nèi)細胞組織進行修復(fù)。它不僅可以完成早期診斷工作，更重要的是可以充當微型醫(yī)生并發(fā)揮治療作用，解決傳統(tǒng)醫(yī)生難以解決的問題。
比如殺死癌細胞，疏通血栓，清除動脈脂肪沉積物等。攜帶有急救活性藥物的納米機器人在人體受到傷害時還能充當“人造血小板”，幫助止血和加快傷口愈合。在可預(yù)見的未來，被視為當今疑難病癥的癌癥、艾滋病、高血壓等都將迎刃而解。屆時，人類因疾病所帶來的痛苦將減少，人的壽命也將得到延長。
在《鋼鐵俠》系列電影中，賈維斯（Jarvis）是鋼鐵俠的AI管家，它是一款超智能軟件，能獨立思考，有人類的感情，會幫助鋼鐵俠處理各種事務(wù)，計算各種信息。
我國科幻電影《流浪地球》中的領(lǐng)航員空間站核心智能主機MOSS、《2001：太空漫游》中的超級計算機哈爾9000、《機器人總動員》里掌管飛船運行大權(quán)的機器人Auto和《星際穿越》里可以隨意調(diào)節(jié)幽默度的機器人Tars都是科幻電影中對于未來人工智能管家系統(tǒng)的假想。這些人工智能管家?guī)椭祟愄幚砀鞣N事務(wù)，去完成系統(tǒng)中的預(yù)設(shè)目標和任務(wù)。
在未來的醫(yī)療場景中，應(yīng)該也將會有類似于家庭醫(yī)療健康管家系統(tǒng)存在，就像賈維斯一樣，對主人每天的生理健康指標信息進行收集并分析，得到相應(yīng)的結(jié)論提醒主人應(yīng)該對生活做出哪些調(diào)整。這樣的醫(yī)療系統(tǒng)配備有相應(yīng)的醫(yī)療機器人終端，就像電影《超能陸戰(zhàn)隊》中的機器人健康助手大白（Baymax），它最重要的任務(wù)就是通過攝像頭等設(shè)備掃描目標用戶，感知其體征、健康數(shù)據(jù)和情緒，然后采取措施進行健康護理。
在動畫里，主人公阿宏兩次被大白抱住，一次是因為自己哥哥去世，心情的低落被大白掃描到；一次是掉入水中，被大白感知到體溫下降，而被抱住。大白還調(diào)整了自身的溫度，來提高阿宏的體溫。對于未來的家庭健康管家類型的醫(yī)療機器人來說，這些功能都將不會是問題。
“不敢生病”“社會圈子不斷萎縮”“情感訴求強烈”等特征，是空巢老人群體所具有的共性。據(jù)國家統(tǒng)計局最新數(shù)據(jù)，我國60歲及以上人口達到2.4億，占總?cè)丝诘?7.3%。為了面對即將到來的人口老齡化問題，健康管家不僅要實時對老年用戶的生理狀態(tài)和身體健康進行實時監(jiān)護，對特殊危急情況進行處理，比如聯(lián)系醫(yī)院急救等，還要關(guān)愛老年用戶的心理健康，緩解老人的孤獨感，為他們的晚年生活增添樂趣。
從現(xiàn)在來看，未來幾年基于5G建立起來的大規(guī)模醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)將覆蓋數(shù)以億計的健康檢測設(shè)備，以及臨床可穿戴設(shè)備和遠程傳感器。5G將改善一系列遠程醫(yī)療健康管理工作，醫(yī)生可依靠這些儀器持續(xù)捕獲患者的電子醫(yī)療數(shù)據(jù)，如生命基本體征，身體活動頻率，甚至檢測出他們正在服用的處方藥物等。
這些數(shù)據(jù)可被醫(yī)生近乎實時接受，并且可以隨時隨地，在線訪問患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)庫，及時得到疾病信息，提高診治質(zhì)量和效率，為患者提供個性化治療解決方案?？傊?，未來的家庭健康智能管家值得期待。
科幻電影《攻殼機動隊》和《黑客帝國》中都展示了“腦后插管”的神經(jīng)接口技術(shù)，通過植入式的神經(jīng)接口實現(xiàn)人腦與計算機的直接互聯(lián)。目前，腦機接口技術(shù)（Brain-computer Interface, BCI）已經(jīng)可以實現(xiàn)人類或動物大腦與外部設(shè)備的通信功能，為計算機開創(chuàng)一個單向或雙向的神經(jīng)接口。
單向腦機接口技術(shù)，計算機可以接受大腦發(fā)來的命令或發(fā)送信號到大腦，而雙向腦機接口技術(shù)則允許大腦和計算機之間的雙向信息交換。腦機接口技術(shù)探索了在人體神經(jīng)系統(tǒng)留下接口的可行性。隨著技術(shù)發(fā)展，接口形式會趨向通用，應(yīng)用對象也不再局限于簡單的運動指令傳輸，真正發(fā)展成為類似USB的神經(jīng)接口。
通過神經(jīng)接口，可以便捷地向外部設(shè)備發(fā)送指令，實現(xiàn)特定功能。通過人體植入芯片，可以隨時用意念調(diào)用身體健康數(shù)據(jù)，患者去醫(yī)院就診時將不用再反復(fù)化驗和描述病情，通過簡單的神經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸，醫(yī)生即可快速準確地掌握患者的身體狀況。有運動功能障礙的患者可以方便操作外部假肢完成各項動作，真正做到假肢與人體的功能融合。
通過神經(jīng)接口，可以建立各項類似條件反射的應(yīng)激保護機制。例如高空墜落時外骨骼設(shè)備將自動啟用，保證穩(wěn)定著陸；突發(fā)心肌梗死等急性重癥時，會自動注射藥物并呼叫急救服務(wù)等。通過神經(jīng)接口，也可以實現(xiàn)“意念控制”，對下位機發(fā)出生物信號指令，下位機就會做出相應(yīng)的操作并實時進行反饋。
神經(jīng)接口也可接受外部設(shè)備信息，輔助提高人類機體性能。醫(yī)生培訓(xùn)場景可能發(fā)生變化，不再是面對圖像等信息源，而是通過計算機模擬虛擬場景，通過神經(jīng)接口技術(shù)讓醫(yī)生融入其中，走入人體、器官甚至細胞之中，探察各項結(jié)構(gòu)。
康復(fù)訓(xùn)練也不再是“手把手”的指導(dǎo)，通過神經(jīng)接口向大腦運動中樞發(fā)送信號，驅(qū)動各肌肉群準確完成康復(fù)動作，提升康復(fù)效果。神經(jīng)接口也極大地擴展了人體信息來源，人體感知將不再是認識世界的唯一途徑，外部設(shè)備可以為盲人提供圖像，為聾啞人提供聲音，為心理障礙患者提供疏導(dǎo)，為阿爾茨海默患者提供記憶。
神經(jīng)接口還可以應(yīng)用在沉浸式虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練中，就像影片《黑客帝國》中描述的一樣，通過神經(jīng)接口技術(shù)連接到虛擬世界中。對于學(xué)習(xí)使用外骨骼的患者，他們可以想象自己在走路和移動，訓(xùn)練也會有實際反饋，讓他們通過機器人外骨骼行走。
神經(jīng)接口打開了人類與環(huán)境交互的另一扇大門，也許在未來，人體機能不再決定人類壽命，腦機互聯(lián)將可能以數(shù)字化的方式實現(xiàn)人類生命的延續(xù)。
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