全球首次！用宇树机器人做手术，中国00后博士登Nature

一项发表于Nature的开创性研究，以宇树G1人形机器人为载体，全球首次验证通用人形机器人远程操控完成活体腹腔镜手术的可行性。

撰文 | 凌骏

很长一段时间里，人形机器人做手术，就像是科幻电影里的桥段。

现实中，这些能蹦能跳的人形机器人，真的能走进手术室，满足微创手术对精度、稳定和安全的苛刻要求吗？

现在，这个问题第一次有了答案。7月8日，国际顶刊Nature在线发表了一篇题为《人形机器人用于外科手术的活体可行性研究》的论文。

研究团队把一台市面上就能买到的通用型人形机器人——宇树G1，搬进了手术室，让它握着给人类医生使用的普通腹腔镜器械，通过远程操控，为两头活猪完成了标准的腹腔镜胆囊切除术。

这也是全球首次有人形机器人，在活体上走完一整套微创手术流程。值得一提的是，这篇论文的第一作者兼通讯作者，是一位00后中国博士生梁泽楷。以第一作者兼通讯作者的身份，在Nature上发表这样一项跨越工程与临床的研究，在同龄人中相当少见。

为什么想用“人形机器人”？

据了解，梁泽楷2023年本科毕业于华中科技大学，2025年在加州大学圣地亚哥分校取得硕士学位，目前在该校Michael C. Yip教授的实验室攻读博士。

要理解这项研究的分量，得先弄清楚它和传统手术机器人的根本区别。

过去二十多年里，医疗机器人的代表是达芬奇手术系统这样的专用平台。它性能强，临床应用成熟，但也带来一系列现实负担。

比如，造价高昂，耗材专用，维护合同层层捆绑，加上庞大的机械臂和床旁控制台占据大量空间，使得机器人手术长期被限制在资源雄厚的三甲级医疗中心。

更关键的是，大多数手术室最初是按照人类徒手操作来设计的，专用机器人进场往往需要额外的空间协调、机器人对接和术中反复调整。

人形机器人恰恰提供了另一条思路。它和人类共享相似的形态，理论上能够直接融入人类设计的空间、工具和工作流程，握着人类医生本就在用的普通手术器械操作，而不必依赖机器人专用的昂贵耗材。

除了做手术，具备灵巧操作能力的人形机器人还能承担与患者互动、床旁辅助、医院物流等更广泛的任务。在护理需求持续增长、临床人手日益紧张的今天，这种一机多用的潜力，正是研究团队看重的方向。

而作为首个试图验证的场景，研究团队之所以选择腹腔镜手术，是因为它临床应用极广，而且有达芬奇这样成熟的机器人系统作为参照基准，便于横向比较。

不过，让通用人形机器人做微创手术，技术上并不轻松。

在腹腔镜手术中，器械需要穿过一个固定的小切口，并始终围绕这个支点运动。这个支点在专业上被称为远程运动中心，也就是RCM，它不能被“过度撬动”，否则就可能造成组织损伤。

达芬奇等专用系统，靠机械结构把RCM牢牢固定住，而宇树G1没有这样的机械约束，只能依靠视觉感知和算法，主动维持一个虚拟的远程运动中心。

为此，团队搭建了一套远程操作框架：医生在控制台上戴着立体头显，通过主操作手把直观的手部动作，按比例缩放后，映射为机器人手腕的运动。

机器人头部前置摄像头，则借助一个特殊的视觉“路标”——ArUco标记，来定位RCM的位置。

在正式进入活体实验前，团队先在实验室里，系统评估了这套系统的能力与短板。

数据显示，人形机器人在做直线运动时，能达到约1.30毫米的均方根精度，但在弧线运动上误差明显放大，约为10.40毫米，说明曲线操作仍是弱项。

系统的操作端到执行端延迟约为156毫秒，而临床上普遍认为，手术机器人的延迟最好控制在150毫秒以内。

此外，宇树G1的手臂展开长度只有约450毫米，而成年人的臂展在1.6到1.8米之间，这种偏小的体格，在一些为人类操作设计的训练场景中，可能会带来明显的“够不着”的问题。

宇树给两头猪做手术

真正的重头戏在活体手术台上。

研究团队在其所在机构的外科模拟中心，为两头分别约11周龄和16周龄的雌性家猪，实施了腹腔镜胆囊切除术。

研究显示，所有操作都获得了机构动物护理伦理的批准，由持证兽医全程负责麻醉与监护。手术遵循标准的腹腔镜流程，由一名主刀医生在控制台操控人形机器人。另有一名床旁助手负责扶镜、牵拉组织等配合。

第一例由一台人形机器人主刀，一名人类外科医生担任床旁助手，术中一度还动用了第二台人形机器人，短暂负责扶镜和牵拉。

第二例同样由人形机器人主刀，床旁协助仍以人类为主，但未进行两台机器人的协作。两例手术均以机器人方式顺利完成，无一中转开腹。

结果显示：两例手术都以机器人方式顺利完成，没有一例需要中转为常规腹腔镜或开腹手术。

其中，第一例术中没有出现重大并发症；第二例出现了轻微的胆汁溢出和肝床出血，但通过吸引和电凝得到了妥善处理。

从耗时上看，第二例明显比第一例熟练，因为主动操控台时间从约56分钟缩短到约32分钟，机器人重新部署的次数也从8次降到4次。

当然，作为全球首次尝试，这套系统离真正走进人类手术室还有不小距离。研究团队指出了几个亟待攻克的难题。

首先是反复校准的问题。由于猪的呼吸起伏和机器人底座轻微漂移，RCM的位置在术中不断变化，一旦漂移过大或视野变差，就必须暂停手术重新校准，这导致整台手术时间远远长于使用达芬奇系统。

其次是无菌问题。目前的商用人形机器人缺乏可高温高压灭菌的部件，这项研究只能用无菌手套，套在机器人手臂上，并不能完全满足人体手术的无菌标准。

此外，机器人活动范围受限，力量不足，也增加了主刀医生的认知和操作负担。

不过，研究团队对前景保持乐观。早期机器人腹腔镜手术需耗时6小时，而如今同类手术仅需30分钟。

任何新技术在起步阶段都会经历这样的笨拙期，随着时间推移，人形机器人手术的效率很可能得到显著改善。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10796-x

来源：医学界

校对：蔡 菜

运营：赵 静

责编：汪 航

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