世界上的机械人有许多，但能称得上“逆天”的机械人却不多。除波士顿动力的后空翻机械人，你还能想到谁呢？其实，在医疗界，早就有位机械人以通亮的眼睛和灵活的双手著名，它可以在小玻璃瓶内给葡萄做手术、缝合葡萄的“皮肤”，它就是美国直觉内科公司研发的达芬奇手术机械人。 达芬奇机械人其实不是我们一向以为的具有人形和人工智能深度进修功效的智能机械人，它是一种高等机械人平台，从医学角度讲，就是高等的腹腔镜体系，它的设计理念是经由过程应用微创的办法来实行庞杂的内科手术。 ▲图为达芬奇手术机械人三个构成部门：床旁机械臂体系、成像体系、内科大夫掌握台 它由内科大夫掌握台、床旁机械臂体系、成像体系三部门构成，在停止手术时，也须要将机械臂穿过胸部、腹壁等组织，只不外比拟较人手，它更准确、疾速、微创，是以也加重了病人的苦楚。今朝，达芬奇手术机械人 普遍用于成人和儿童的腹部内科、泌尿内科、妇产科和血汗管内科手术。 就在本月25号，第二届世界医疗机械人年夜会在深圳召开。会上多位专家对微型纳米医疗机械人远景看好，愿望将来可完成迷你机械人直接钻入血管乃至心脏等焦点器官停止手术。最近几年来，医疗机械人市场愈来愈炽热，AI技巧的成长更是带给机械人行业新的契机。作为手术机械人范畴“年夜哥”的达芬奇机械人，今朝在手术机械人市场几近垄断位置。 本文将深挖达芬奇机械人技巧原型面前的军方配景、直觉内科开创人Frederic Moll博士艰苦的创业进程、直觉内科公司在22年成长中的技巧改革和产物迭代进程，并探讨以后手术机械人行业的近况。 幕后豪杰：开创人Frederic Moll 说达到芬奇手术机械人，你必定很猎奇它名字的由来，一个机械工资甚么会和画家扯上关系呢？现实上，你熟知的谁人从小“画蛋”的文艺中兴时代的画家达芬奇（Leonardo Da Vinci 1452-1519），不只是位巨大的艺术家，他还痴迷于机械和天然迷信。但因为时期的局限，他的很多“创造”仅仅逗留在了图纸上，个中就包含他耗时15年设计出来的被称为“机械军人”的机械人。 后来，直觉内科公司开创人Frederic H. Moll博士将他们设计的医疗手术机械人体系定名为“达芬奇手术机械人”，以此留念达芬奇给先人带来机械人技巧发蒙。 ▲图为画家达芬奇手稿 虽然Frederic Moll是直觉内科公司开创人，但手术机械人的设法主意并不是Frederic Moll想出来的。 ▲图为直觉内科开创人Frederic Moll 手术机械人的设计理念是使大夫长途操控机械臂停止精准、微创的内科手术。而长途手术技巧是由两年夜分歧的技巧，“遥操作”和“内窥镜”穿插组合而来。 1990年阁下，美国的几个研讨团队就开端停止这方面的研讨，个中就有斯坦副研讨院（SRI）的Phil Green和来自斯坦福年夜学的John Bowersox（他也是为军医）。他们配合研发的一款“长途手术体系”，这对达芬奇机械人晚期原型机发生了症结的影响。 1.树立 SRI团队设计的初志是想研发一款合适在战地停止内科手术的手术机械人，可以或许让前哨疆场受伤的兵士连忙获得救助，大夫可以在平安的前方就行手术操作。这一手术体系逐步惹起了美国国防部的存眷和兴致。1990年，美国国度卫生研讨院乃至对这一项目停止了投资，愿望他们能尽快研讨出现实运用的原型机械。 ▲图为斯坦福研讨院SRI 有了资金的支撑，长途手术机械人的研讨也获得了推进，在业界名望也愈来愈年夜。1994年受雇与Guidant公司的一名博士也开端对SRI长途手术机械人体系表示出极年夜的兴致，他以为这一体系除去军用价值，还具有很好的贸易价值。他建议Guidant公司研发相似的医疗装备，但公司却以为机械人手术风险太年夜，不合适商用，从而否认了这位博士的设法主意。而这位保持己见的博士，你猜的没错，他就是Frederic Moll。 屡次请求无果并没有让Moll就此废弃，1995年他从Guidant告退并结识了Acuson的结合开创人Rob Younge和刚分开Acuson公司的John Freund。三人一拍即合，在与SRI胜利会谈并取得了长途手术机械人的技巧受权后，成立了Intuitive Surgical Devices公司，同时取得了包含菲尔德基金、塞拉利昂本钱和摩根斯坦利投资者在内的第一笔风投。 2.成长 直觉内科从SRI取得了长途手术机械人的技巧受权后，在1996年4月份组建起了一支工程师团队。1997年公司将测试改革的新体系定名为“Lenny”（达芬奇幼名），随后这一手术体系更新的愈来愈先辈，前后涌现了“Leonardo”（达芬奇名字）和“Mona”（灵感来自蒙娜丽莎）两代更新版本，终究推出的焦点产物定名为“Da Vinci”手术体系。 1999年在期待FDA（美国食物和药物治理局Food and Drug Administration）同意的同时，直觉内科率先开启欧洲市场。2000年6月直觉内科完成初次地下募股并取得4600万美元的资金。一个月后取得FDA同意，达芬奇手术机械人体系开端在通俗内科手术中运用，2001年又进一步取得在胸腔和前列腺切除术等手术项目标允许。 3.曲折 直觉内科的成长并不是好事多磨，2000年达芬奇手术体系地下发卖之前，直觉内科曾被竞争敌手Computer Motion告状过专利侵权。 ▲图为Computer Motion的Zeus体系 Computer Motion 在1997年宣布了Zues手术体系，这一体系与达芬奇设计思绪略有分歧，但最后Zeus体系体积更小、更廉价、但机能较差，而达芬奇体系体积宏大且常被诟病设计过度。 然则到了1999年，Computer Motion也开端转向直觉内科的设计思绪。两家都没甚么经历的始创公司就开端了无停止的司法奋斗，2003年两边赞成停止技巧诉讼，走向了归并。Zeus体系也就慢慢被功效加倍完美的达芬奇体系替换了。 4.分别 使人遗憾的是，2002年Frederic Moll分开本身一手开办的直觉内科，成立了Hansen Medical公司。分开的缘由是Moll愿望制作出一种更有技巧含量的机械人，能准确操控从手臂或年夜腿的年夜血管切开小口导入的手术对象。 这一理念与直觉内科在营业上发生了抵触，Hansen公司还与之签署了一份常识产权协定，许诺将发卖支出的3%付出给直觉内科，二者还会在心脏手术营业长进行协作。 2007年Hansen的Sensei导管体系和Magellan机械人手术体系获得美国FDA认证，成为手术医治血汗管疾病的优良处理计划。 ▲图为Hansen的Magellan机械人手术体系 创建22年成行业“巨头” 直觉内科公司的现任CEO为Guthart，他之前曾在斯坦福研讨院（SRI）任务过，于1996年参加直觉内科，其他高管年夜多是前期参加的。今朝高管中持股较多的是董事局主席Lonnie Smith和CEO Guthart，分离持有1.15%和0.93%的股分。 直觉内科公司自2000年上市以来，股价10多年最年夜涨幅跨越70倍。截止2017年11月28日16:00（美东时光）直觉内科市值已达402.23亿美元。 ▲图为2000年--2017年直觉内科股价变更 在手术界，达芬奇手术机械人可以说处于垄断位置，终年都能坚持70%的毛利率。一方面是医疗机械人行业的高门坎，庞杂的FDA审批流程限制了其他手术机械人的成长，另外一方面直觉内科公司的常识产权掩护发生也为其他手术机械人的发生构建了技巧壁垒。同时，达芬奇手术机械人每台的价钱也非常昂贵，国际引入价钱每台在2000万元阁下，且每条机械手臂应用10次后就须要改换，而每次手术依据须要需多条机械手臂介入。 市场份额上，达芬奇机械人今朝仍以美国外乡为主，2014-2016三年在美分离发卖出238台、298台和338台。中国市场方面，达芬奇手术机械人已入驻10年，2014-2016三年分离卖出10台、13台、15台；国际手术量上增加疾速，2016年全年手术量近1.8万，同比增加57%，但增速比拟之前几年有所放缓。 四次产物迭代，更准更平安 达芬奇手术机械人代表着现今手术机械人最高程度，它有三个症结焦点技巧：可自在活动的手臂腕部、3D高清影象技巧、主控台的人机交互设计。 机械手可以模仿人手的各类操作，具有7个自在度，在停止深部操作时，机械手举措灵巧，体积玲珑，比人手操作更准确。同时，达芬奇机械人还能过滤人手的发抖，进步了手术的精准性和平安性。 ▲图为大夫在掌握台操作达芬奇机械人 今朝达芬奇机械人已推出了五代产物： 1.第一代Da Vinci体系机械人，1996年推出。 2.第二代Da Vinci S体系机械人，2006年推出，第二代的机械手臂运动规模变年夜，使大夫不分开掌握台就可以停止多图不雅察。 ▲第二代Da Vinci S体系机械人 3.第三代产物Da Vinci Si体系机械人，2009年推出，在第二代基本上增长了双掌握台、模仿掌握器、术中荧鲜明影技巧等功效。 ▲第三代Da Vinci Si体系机械人 4.第四代Da Vinci Xi体系机械人，2014年推出，灵巧度、精准度、成像清楚度等方面有了明显进步，2014年下半年还开辟了长途不雅察和指点体系。 ▲大夫在长途操作第四代Da Vinci Xi体系机械人 5.第五代Da Vinci X体系机械人，2017年推出，新一代的达芬奇机械人是第三代Da Vinci Si和第四代Da Vinci Xi的杂交版，它添加了声响体系、镭射引诱体系和轻量级内窥镜等新功效，机械臂的体积也更小，功效也更多了。 ▲图为达芬奇机械人机械臂多种手术钳 它们是“达芬奇”的敌手吗？ 跟着科技和人们生涯程度的赓续提高，人们对教导、医疗等生涯各方面请求都在进步。是以，医疗机械人市场远景将异常辽阔，据BCG波士顿征询测算，到2020年全球医疗机械人市场估值将达114亿美元。宏大的医疗市场，将促使分歧的医疗机械人出现，而手术机械人又是医疗机械人中最主要的一类。 固然达芬奇机械人在软组织手术上处于垄断位置，但它其实不能用来做一切的手术，像骨科手术一类的硬组织手术，达芬奇机械人就力所不及了。软硬组织手术之间存在着跨界壁垒，互相也不轻易构成替换竞争。同时，达芬奇机械人昂贵价钱，也使许多病院都望而生畏。 ▲图为法国Medtech神经内科定性机械人ROSA 今朝，市场上曾经涌现了一些新兴的手术机械人，如以色列Mazor Robotics公司的手术机械人Renaissance体系、法国Medtech神经内科定性机械人ROSA、美国Curexo关节机械人、美国Mako关节机械人。 今朝国际也有很多的团队在停止相干范畴的测验考试，最知名的就是被业内称为国产手术机械人“四小龙”的：柏惠维康、天智航、金山科技、好手机械人。今朝这些公司的产物在技巧上都赓续地更新，在价钱上占领很年夜优势。 结语：手术机械人缺口伟大 与人的生长一样，任何一家公司的生长都不会好事多磨。达芬奇手术机械人和直觉内科公司，从始创的艰苦到明天的繁华，面前有开创人Moll的保持不懈，也有技巧人员的艰苦支付，能力有一代代产物的更迭。 固然，今朝临床运用的手术机械人也有一些症结成绩亟待处理，如视觉的掌握才能须要进步，可以或许使大夫无时差挪动掌握3D镜头视角。 现在AI海潮下，机械人行业热忱从新被扑灭，IBM的Watson肿瘤“机械人”面世更是惹起人们对AI和医疗机械人火花的热议。无须置疑的是，医疗范畴已成为AI的必争之地，这一伟大行业缺口曾经开启，期待开辟。
