在最近举行的, 由中欧国际工商学院负责主办的, 二零一五年中国健康产业创新平台奇璞峰会这个场合上面, 全球医生组织的北京代表处的负责人名叫时占祥的人, 针对《机器人在医疗应用上的现状和发展前景》这个话题进行了演讲, 医谷公司觉得里面的几种看法很有启发作用, 因此特地根据演讲的原始记录整理成了下面这些内容, 里面说不定会有不对的地方, 只能够当作学习的参考材料。
机器人是在解决人类社会生产力问题
最近这两年, 有关机器人的话题, 被大家讨论得是特别热烈, 其中有个观点, 争得非常厉害, 说人工智能, 或者说机器人, 其实就是在给人类自己挖坟墓。霍金老先生, 在这方面, 多次都强调过差不多的说法了。但是, 从我个人的角度来看, 咱们到底是为了什么目的在研发机器人?
我们希望机器人可以变得再聪明些, 手也更灵巧些, 安全性也能更高些。归根结底, 我们是希望机器人能够补足个人或人类在某些特定领域里的短板, 去协助人们在一些不方便前往的地方进行作业。放眼长远, 在未来10年、20年乃至30年、50年以后来看, 机器人实际上是在解决社会生产力层面的大问题。
人工智能的标志不是知识而是想象力
在一些情况中, 人们会对这一问题产生迟疑, 也就是说, 究竟何为智能机器人, 以及所谓的智能, 到底是指什么呢。实际上, 在28年前, 当我还在学医的过程里, 就已经在反复思考这个题目了。在我就读医学院期间, 最后半年作为实习生的阶段, 我是在精神病总院进行工作的。
有观点指出, 人类区别于动物的地方, 或者说人类具备智慧的特点在于拥有语言。然而, 如果去观察精神病患者, 就会发现他们经常表现为滔滔不绝地说话, 但是内容通常缺乏逻辑性。关于智能的东西, 不管是学习还是深度学习, 你能告诉我它能不能有逻辑性。
包括最近《Science》发表的一篇文章, 提到机器人可以通过视觉学习识别和定位菠萝。但是, 如果你在菠萝中再加入一些其他事物, 比如把菠萝放在饭里做成菠萝饭, 或者在酸奶里放入菠萝, 再或者在面包中夹进一片菠萝, 人工智能能分辨、认识、总结吗。
但是假如你去询问一名五岁的儿童, 关于这一系列物品存在什么样的共同点, 那个孩子会着重强调它们都含有菠萝元素或者是拥有菠萝的味道，基于这样的观察结果, 我由此得出了一个看法, 那就是衡量智能化的核心标准并不在于知识的多少, 而是在于想象力的丰富程度。
关于医用机器人、Robot和Humanoid
在讨论医用机器人的时候, 很多时候会涉及到一个具体问题。这个问题的核心, 在于区分医疗和医用这两个概念。从我的观点来看, 医疗是一个科学过程。它也是一个实践过程。这个过程是极其严格的。相比之下。医用的要求, 有时候是可以稍微降低一点的。
因此, 我把医用定义为一个具有特定条件的术语。这些条件必须满足。首先是必须实用。其次是必须可用。最后还要确保可负担。拿英国的护理机器人来说。它的价格是27万英镑。这个价格让很多人觉得不划算。因为用27万英镑的费用, 不如直接雇一个人。雇一个真人更加实惠。
关于Robot和Humanoid这两种事物我的看法是, Robot指的是那些能在自控程序指挥下面去干活的智能机器或者是装置, 而Humanoid则是那些长得像人一样的机器人, 它们的样子有点像长了两只眼睛, 而且也能够站起来用两条腿走路。
眼下这个阶段, 日本地区以及咱们国内有着许许多多的企事业单位和各路研发机构都在埋头研究这种方向的技术问题。
关于智能机器人领域
我个人把智能机器人的研发还有产业领域这件事, 归纳起来一共有四个方面, 分别是工业和制造业、教育和娱乐业、医疗与大健康产业, 以及军事与航空航天工业。
在医疗与大健康这个方面, 机器人是把当代的前沿科技和成熟的产品融合在一起了, 这里面包括了人工智能、计算机模拟、传感器、移动通讯和互联网加这些内容, 这些是引领21世纪医疗、养老还有康复等产业前景最前沿的技术和产品。
关于医用机器人与医生的关系
说实话, 智能医用机器人根本就不是为了取代医生, 它也不是为了把现在这个医疗体系给颠覆掉, 它的用途是给那些缺少的医疗人员和健康专业人员补缺, 最后的目的还是为了提高医疗服务的质量。
关于医用机器人的分类
我将个人的总结归纳为以下这五种不同的类型，它们具体是:
1）这种设备是可以通过网络来进行远程操控的医疗机器人。
2）涉及护理工作, 还有涉及到康复治疗工作的, 机器人设备。
3）这些是智能假肢以及被称为“器官”机器人方面的产品。
4）微创的外科手术所使用的机器人。
5）这类带有特殊用途的小型机械装置, 被叫做软体机器人。
从投资的方面去看, 关于规模还有市场的这些情况来看, 我觉得在中国的前两者, 那是要远远比后三者更加大一些。
关于远程医疗机器人
关于这个远程医疗机器人, 从我自己个人的角度来看呢, 它应当具备下面这些相关的特点。
第一个特点是它具备可移动性, 第二个特点是操作十分简易, 第三个特点是它拥有的功能是比较专业化的。
第二, 它能够实现远程医疗服务, 并且具备可用性、实用性以及可负担性。
第三点, 大家往往比较忽视智能化这一方面。它包含了远程遥控功能。它能够兼容种类繁多的应用程序。它支持学习与反馈机制。它还具备云存储的能力。就我个人而言。我现在手里的手机。在国内地域范围内。完全可以实现对三十六台机器人的控制操作。
从终端这一个方面来说, 这个转移是从个人电脑端移动到手机端, 然后再移动到智能机器人端。在最早的时候, 我们都是通过计算机网络来进行远程医疗的, 但是这里面存在一个问题, 就是你不能离开这台设备, 没有办法持续进行个性化的健康咨询, 也没有办法实现医患之间的“实景”交流。
自智能手机问世之后, 人们就可以借助手机来进行医疗问诊操作, 然而需要注意的是, 手机端的功能范围其实并不局限在诊疗这一项业务上, 与此同时, 手机的存储空间存在较为明显的局限性状况, 并且其在使用过程中还会面临诸多其他类别的不便与缺陷表现。
因此, 我们盼望有一种独立的设备, 以便去执行那类操作, 结果就出现了远程医疗机器人。还有, 一些搞研发的人想要在这个设备上添加测量血压、血糖和血氧的功能。确实, 实际上很多东西都可以加进去, 但是, 有没有必要这样做, 在动手之前必须想清楚。
打个比方来说, 汽车肯定有它自己的特点, 但并不是说每一辆汽车都要把所有功能全都塞进去。
打个比方, 眼下的情况是, 上文里头说的那个远程医疗机器人, 已经在国外的某些地方、还有国内的北京和上海这些大城市开始搞实践了。这种做法, 实实在在地解决了一些医生在平时工作中碰到的难题。
比如说, 它既能帮医护人员跟外面的人远程聊两句, 又能帮着医生给患者做那种一对一的、特别的咨询。再一个好处就是, 它把这医生和患者之间面对面、实实在在的交流这块事儿给搞定解决了。
这是上海社区当中的一个实际案例, 内容是本人使用手机直接拍摄记录的, 其中涉及了一位患有慢性疾病的老年患者, 他同时存在糖尿病以及血脂升高的问题, 现在主要想弄清楚应该如何处置这种情况, 具体而言需要调整药物治疗方案, 常规的医疗流程做法是让该患者被转诊到上级医院去就诊, 由专门的内分泌科专家医生来进行诊治, 然而实际情况并非如此, 患者在真正完成转诊程序之后, 上方医院的主任医师表示没必要这样做，并指出应当如何解释这一状况, 最终的结论是仅仅变更药物种类即可。
因此, 这实际上是一种远程咨询模式。首先由上层的主任医师与患者进行互动, 明确具体的病情状况, 并告知日后需要注意的相关事项。随后, 主任医师再向全科医生传授相应的用药指导方案。
在这样的流程下, 仅仅经过五分钟左右的三方协调, 问题便能够得到彻底解决。这种做法具有一举多得的效果: 它既帮助了社区医生积累诊疗经验, 实现了能力提升；同时也免去了患者因转诊而遭遇的各种不便与麻烦。
倘若将这种运作方式广泛推广, 直至在全国范围内得以实施, 那么就势必能够极大地节约三甲医院内被大量占用的宝贵医疗资源。
另外, 我们再举一个具体的例子, 就拿康复护理领域里的一种设备来说, 这种设备叫做外骨骼可穿戴机器人。根据统计的数据, 中国每年都会有三百万人发生中风的情况。
在这样的情况下, 人们会面对一个现实的问题, 因为如果要去医院接受康复理疗的服务, 那么每一个 patient 至少都需要一位家属陪同照顾, 但是, 只要使用了这种外骨骼可穿戴机器人, 患者就能够实现生活上的自理能力, 同样地, 这个情况对于残疾人这个群体而言, 也是完全适用的。
再比如提到护理机器人, 有些人也许第一反应是陪老人聊天、提供情感照护, 或者帮人喂饭这些场景。不过, 实际情况是目前市面上出现的某些护理机器人, 其功能虽然显得比较单一, 但却有效地解决了切实存在的问题, 例如协助行动不便的病人移动, 或者帮助老年人夜间起身去洗手间等情况。
此外, 日本松下公司曾经进行过一项市场调查, 结果显示, 在未来五年的时间里, 该类机器人的市场规模预计将会增长到原来的十倍之多。
关于达芬奇手术机器人
眼下, 达芬奇手术机器人这个产品已经到了第四代这个阶段。人们觉得它是最成功的那个典型例子。拿第三代和第四代进行对比的话。第四代达芬奇手术机器人除了在一些操作软件方面做了改进以外。它在安全性这一块也表现得更好了。
国内还有非常多企业都已经准备好了要为这块区域进行研发工作。但是我本人认为没有必要去做的。或者也可以说这样做是比较过时的事情。原因是这样的。到了第六代以及第七代的时候, 那些机器人并不是以这种样式存在的。接下来我会把具体的原因讲给大伙听。
首先的话, 这个达芬奇手术机器人它的功能实在是太多了, 能够去满足妇产科、泌尿外科还有普外科等多数个科室里面所做的那些手术需求。但是呢, 如果一个医院仅仅只购买了一台该设备, 那么究竟应该让哪个科室先去使用, 或者是具体由谁来负责操作这些方面的问题, 很可能是会引发出非常多矛盾的。
第二点是因为功能的数量过多, 所以与之对应的建设成本就会非常高。目前在我国的国内情况下, 其总造价大约是2000多万人民币, 而美国的类似费用大概在200万美元上下。此外, 还需要考虑后续的维护费用, 这一部分在17万美元左右换算过来约合每年100万人民币的支出规模。
第三、达芬奇公司能够依靠其手术机器人以及3D模拟机, 持续收集来自医生的最新操作数据与遇到的问题, 并且借此实现产品的改进工作。由于存在上述优势, 后来者往往很难跟上该公司在研发方面所取得的进展速度。
这就提示我们, 要首先解决差异性这个问题。我觉得微创手术的差异化体现专科化、专项化甚至专手术上。骨科可以做这个, 神经外科可以做那个, 普外科、妇产科还有泌尿外科分别负责各自的范围。所有这些都可以分开做, 也可以单独设一个专门的手术中心来处理相应的状况。
未来的趋势显示, 真正具有微创特点的外科手术机器人应当采取分拆式设计, 而不是一概采用结合在一起的模式。这其中的道理十分相同, 因为它们都是建立在一个平台基础之上的, 所以, 只需满足单独的功能要求即可。在这样的情况下, 手术机器人的价格就能够得到降低, 与此同时, 病人的看病成本也随之减少。
未来的微创手术机器人应当具备清晰的功能定位，并着重强调其在细分领域的应用。按照手术的操作流程来划分, 它的范围既包括大的机体外科手术, 也涵盖小的简单伤口缝合。
这一发展趋势将有助于打破由达芬奇机器人所形成的垄断局面。这类设备的发展路径是从蛇形单臂机器人、实现手术定位和导航的机器人, 最终走向具备更强大功能的人工智能DIY医用机器人平台以及智能化的手术室系统。
关于3D模拟机
对于医生这个群体来说, 微创手术机器人存在一个最关键的问题, 那就是学习和掌握熟练的操作技能。这就意味着一定要进行3D模拟训练才可以。这和飞行员在真正登上飞机驾驶舱之前, 必须要进行模拟飞行训练的道理是一样的。
3D模拟机应当具备这样一种功能, 即实现将老师进行的手术录制内容进行转化。等到老师完成一台手术的操作之后, 他所录制的视频资料就能被转化成属于3D模拟机的一个课件, 同时也能够成为教程。
在这样的情况下, 学生可以通过对模拟操作进行的比对, 来获得有针对性的指导并得到提高。与此同时, 借助于模拟机这一工具, 我们能够把医生在实际操作练习过程中可能产生的错误收集起来, 从而推动改进措施的落实。
关于特种功能微型机器人
其中一个方向是专注于诊断机器人领域, 举例来说就是进行直肠活检操作, 现阶段普遍采用的夹子夹取手段会让患者感到相当程度的身体不适甚至痛苦不堪, 然而若引入微型机器人技术则能够有效减轻或是完全取代此类令人不适的痛感体验。
医用机器人发展的障碍
有一部分人他们觉得, 机器人发展面临的障碍是因为传感器有问 题, 还有智能方面也有问题。对于这一点呢, 我持有不同的看法, 在我看来, 如果有下面提到的这两个关键性问题没法得到有效的解决办法的话, 那么整个机器人产业想实现进步和发展就是根本不可能的。
首要的问题是无线通讯技术, 我们现在采用的是WiFi方式, 这种方式的传输速率以及稳定程度都满足不了医疗环节里的实际应用需求, 有一个解决办法是利用照明光源来构建LiFi系统, 这个地方只要有灯光存在就行, 在网络上进行数据上传和下载的操作速度能够抵达1GB每秒的水平, 这件事看起来是有可能帮忙去弥补并且解决机器人所面临的能源供应还有网络连接问题的。
第二个技术属于全谱相机。机器人可以借助它, 实现从可见光, 到红外线, 再到紫外线的全光谱视觉覆盖。
3米之外即远程
这是去年发生在西非的埃博拉疫情, 家属不幸被传染了, 小孩也被医疗隔离了, 通过远程医疗机器人可以减少医护人员被感染和死亡的风险。再比如, 今年在北京传染病医院的观察室也使用了这样的机器人。
