霍普金斯大学推出AI驱动自主手术机器人

自上世纪90年代美国Intuitive Surgical公司推出DaVinci手术机器人以来，机器人辅助手术已成为全球医疗技术创新的重要方向。近年来，AI深度学习模型，尤其是“transformer”架构的突破，为手术机器人从“机械助手”进化到“智能合作者”提供了全新路径。霍普金斯大学团队借助这一代AI模型，率先推出了基于真实数据训练的、能自主分析、决策和纠错的AI驱动手术机器人，加速迈向自主外科手术新时代。

一、技术体系与创新模式：SRT-H的AI核心与系统集成

霍普金斯大学团队开发的新一代AI手术机器人，名为SRT-H（Surgical Robot Transformer-Hierarchical），以DaVinci机器人作为硬件平台，将类ChatGPT的两级transformer AI模型深度集成到手术决策和动作执行全过程。

其核心创新体现在：

1. 高低层分工的AI决策系统

SRT-H的高层AI模块负责“理解任务和全局规划”，可以分解和统筹整个手术流程。低层AI则专注于把高层指令转化为具体的机械臂动作，实现毫米级的精确操作。这一分层设计赋予机器人灵活适应不同解剖结构和突发情况的能力，突破了以往只能按既定路径执行的局限。

2. 模仿学习与多模态训练机制

团队选定美国常见的胆囊切除手术作为突破口，将其分解为17个标准步骤，利用猪的胆囊和肝脏样本反复演示操作。AI系统通过分析17小时、数万次手术操作视频及机器人运动学数据，加上专家的语言注释，实现“看视频学手术”的模仿学习。SRT-H不仅能精准模仿，还能实时理解人类语音反馈，如“把夹子往上移一点”，在操作中不断调整和提升。

3. 真实场景自适应与自我修正能力

与以往机器人只能在高度受控环境下操作不同，SRT-H可在组织结构存在差异、视觉信息受干扰等多变场景下稳定工作。实验中，机器人能自主识别和纠正操作中的失误，实现类似人类外科医生“边做边学、边纠正”的效果，体现了AI驱动机器人设备在复杂手术环境下的高适应性与可靠性。

二、实验过程与性能评估：AI机器人手术的真实考验

在具体实验中，研究团队让一名训练有素的研究助理通过DaVinci机器人多次完成胆囊切除，采集海量视频、动作和注释数据。SRT-H在这些数据基础上训练后，面对未见过的新样本，胆囊切除成功率达100%。机器人能精准识别胆囊相关导管与血管，准确放置夹子、完成切割，并能应对各种组织和环境变异。与人类外科专家相比，SRT-H的手术结果同样精准，只是在操作速度上略慢。

在多轮重复实验和模拟紧急场景下（如染色剂改变组织外观、初始位置调整等），AI机器人表现出高度稳定性和鲁棒性。此外，SRT-H能与人类医生进行语言互动，获取即时建议并将其内化为操作经验，展现出自我进化能力。

尽管如此，完全实现全自动化尚需时日。例如在实验中，当需要更换手术工具时，AI机器人还需请求人类辅助。尽管完全无人值守的手术尚未达到成熟，但人机协作已经走向高度智能。

三、未来展望

霍普金斯大学AI驱动手术机器人的突破，不仅体现在算法和技术层面，更对医疗行业的生产关系与服务模式带来深远影响。一方面，可以提升手术安全性与一致性。相比传统人控手术，AI机器人能24小时保持高水准、无疲劳、无情绪波动的“操作一致性”，减少人为失误，降低术后并发症风险。特别是在胆囊切除等每年高达70万例的常规手术中，AI机器人可显著提升大规模手术安全和质量基线。另一方面，促进医学知识下沉与医疗资源普惠。全球医疗水平高度不均。通过远程部署AI手术机器人，借助先进算法赋能本地手术团队，能够让全球更多患者受益于顶级医疗技术，推动医疗公平。同时，这为手术培训和新医生培养提供了全新范式：初学者可与AI机器人“共学共进”，通过自然语言交互获得个性化反馈，形成“导师+AI助手+学生”的多元化协作。

参考文献：

[1]Jacek Krywko. Experimental surgery performed by AI-driven surgical robot[EB/OL].(2025-07-22). https://arstechnica.com/science/2025/07/experimental-surgery-performed-by-ai-driven-surgical-robot/.

[2]Jill Rosen.Robot performs first realistic surgery without human help[EB/OL].(2025-07-10). https://hub.jhu.edu/2025/07/09/robot-performs-first-realistic-surgery-without-human-help/.

[3]Andrew Court. AI-trained robot completes groundbreaking gall bladder operation with 100% success: ‘The future is bright’[EB/OL].(2025-07-12). https://nypost.com/2025/07/12/science/ai-trained-robot-completes-groundbreaking-gall-bladder-operation-with-100-success-the-future-is-bright/.