世界上的機械人有許多，但能稱得上“逆天”的機械人卻不多。除波士頓動力的后空翻機械人，你還能想到誰呢？其實，在醫療界，早就有位機械人以通亮的眼睛和靈活的雙手著名，它可以在小玻璃瓶內給葡萄做手術、縫合葡萄的“皮膚”，它就是美國直覺內科公司研發的達芬奇手術機械人。 達芬奇機械人其實不是我們一向以為的具有人形和人工智能深度進修功效的智能機械人，它是一種高等機械人平臺，從醫學角度講，就是高等的腹腔鏡體系，它的設計理念是經由過程應用微創的辦法來實行龐雜的內科手術。 ▲圖為達芬奇手術機械人三個構成部門：床旁機械臂體系、成像體系、內科大夫掌握臺 它由內科大夫掌握臺、床旁機械臂體系、成像體系三部門構成，在停止手術時，也須要將機械臂穿過胸部、腹壁等組織，只不外比擬較人手，它更準確、疾速、微創，是以也加重了病人的苦楚。今朝，達芬奇手術機械人 普遍用于成人和兒童的腹部內科、泌尿內科、婦產科和血汗管內科手術。 就在本月25號，第二屆世界醫療機械人年夜會在深圳召開。會上多位專家對微型納米醫療機械人遠景看好，愿望將來可完成迷你機械人直接鉆入血管乃至心臟等焦點器官停止手術。最近幾年來，醫療機械人市場愈來愈熾熱，AI技巧的成長更是帶給機械人行業新的契機。作為手術機械人范疇“年夜哥”的達芬奇機械人，今朝在手術機械人市場幾近壟斷位置。 本文將深挖達芬奇機械人技巧原型面前的軍方配景、直覺內科開創人Frederic Moll博士艱苦的創業進程、直覺內科公司在22年成長中的技巧改革和產物迭代進程，并探討以后手術機械人行業的近況。 幕后豪杰：開創人Frederic Moll 說達到芬奇手術機械人，你必定很獵奇它名字的由來，一個機械工資甚么會和畫家扯上關系呢？現實上，你熟知的誰人從小“畫蛋”的文藝中興時代的畫家達芬奇（Leonardo Da Vinci 1452-1519），不只是位巨大的藝術家，他還癡迷于機械和天然迷信。但因為時期的局限，他的很多“創造”僅僅逗留在了圖紙上，個中就包含他耗時15年設計出來的被稱為“機械軍人”的機械人。 后來，直覺內科公司開創人Frederic H. Moll博士將他們設計的醫療手術機械人體系定名為“達芬奇手術機械人”，以此留念達芬奇給先人帶來機械人技巧發蒙。 ▲圖為畫家達芬奇手稿 雖然Frederic Moll是直覺內科公司開創人，但手術機械人的設法主意并不是Frederic Moll想出來的。 ▲圖為直覺內科開創人Frederic Moll 手術機械人的設計理念是使大夫長途操控機械臂停止精準、微創的內科手術。而長途手術技巧是由兩年夜分歧的技巧，“遙操作”和“內窺鏡”穿插組合而來。 1990年閣下，美國的幾個研討團隊就開端停止這方面的研討，個中就有斯坦副研討院（SRI）的Phil Green和來自斯坦福年夜學的John Bowersox（他也是為軍醫）。他們配合研發的一款“長途手術體系”，這對達芬奇機械人晚期原型機發生了癥結的影響。 1.樹立 SRI團隊設計的初志是想研發一款合適在戰地停止內科手術的手術機械人，可以或許讓前哨疆場受傷的兵士連忙獲得救助，大夫可以在平安的前方就行手術操作。這一手術體系逐步惹起了美國國防部的存眷和興致。1990年，美國國度衛生研討院乃至對這一項目停止了投資，愿望他們能盡快研討出現實運用的原型機械。 ▲圖為斯坦福研討院SRI 有了資金的支撐，長途手術機械人的研討也獲得了推進，在業界名望也愈來愈年夜。1994年受雇與Guidant公司的一名博士也開端對SRI長途手術機械人體系表示出極年夜的興致，他以為這一體系除去軍用價值，還具有很好的貿易價值。他建議Guidant公司研發相似的醫療裝備，但公司卻以為機械人手術風險太年夜，不合適商用，從而否認了這位博士的設法主意。而這位保持己見的博士，你猜的沒錯，他就是Frederic Moll。 屢次請求無果并沒有讓Moll就此廢棄，1995年他從Guidant告退并結識了Acuson的結合開創人Rob Younge和剛分開Acuson公司的John Freund。三人一拍即合，在與SRI勝利會談并取得了長途手術機械人的技巧受權后，成立了Intuitive Surgical Devices公司，同時取得了包含菲爾德基金、塞拉利昂本錢和摩根斯坦利投資者在內的第一筆風投。 2.成長 直覺內科從SRI取得了長途手術機械人的技巧受權后，在1996年4月份組建起了一支工程師團隊。1997年公司將測試改革的新體系定名為“Lenny”（達芬奇幼名），隨后這一手術體系更新的愈來愈先輩，前后涌現了“Leonardo”（達芬奇名字）和“Mona”（靈感來自蒙娜麗莎）兩代更新版本，終究推出的焦點產物定名為“Da Vinci”手術體系。 1999年在期待FDA（美國食物和藥物治理局Food and Drug Administration）同意的同時，直覺內科率先開啟歐洲市場。2000年6月直覺內科完成初次地下募股并取得4600萬美元的資金。一個月后取得FDA同意，達芬奇手術機械人體系開端在通俗內科手術中運用，2001年又進一步取得在胸腔和前列腺切除術等手術項目標允許。 3.曲折 直覺內科的成長并不是好事多磨，2000年達芬奇手術體系地下發賣之前，直覺內科曾被競爭敵手Computer Motion告狀過專利侵權。 ▲圖為Computer Motion的Zeus體系 Computer Motion 在1997年宣布了Zues手術體系，這一體系與達芬奇設計思緒略有分歧，但最后Zeus體系體積更小、更廉價、但機能較差，而達芬奇體系體積宏大且常被詬病設計過度。 然則到了1999年，Computer Motion也開端轉向直覺內科的設計思緒。兩家都沒甚么經歷的始創公司就開端了無停止的司法奮斗，2003年兩邊贊成停止技巧訴訟，走向了歸并。Zeus體系也就慢慢被功效加倍完美的達芬奇體系替換了。 4.分別 使人遺憾的是，2002年Frederic Moll分開本身一手開辦的直覺內科，成立了Hansen Medical公司。分開的緣由是Moll愿望制作出一種更有技巧含量的機械人，能準確操控從手臂或年夜腿的年夜血管切開小口導入的手術對象。 這一理念與直覺內科在營業上發生了抵觸，Hansen公司還與之簽署了一份常識產權協定，許諾將發賣支出的3%付出給直覺內科，二者還會在心臟手術營業長進行協作。 2007年Hansen的Sensei導管體系和Magellan機械人手術體系獲得美國FDA認證，成為手術醫治血汗管疾病的優良處理計劃。 ▲圖為Hansen的Magellan機械人手術體系 創建22年成行業“巨頭” 直覺內科公司的現任CEO為Guthart，他之前曾在斯坦福研討院（SRI）任務過，于1996年參加直覺內科，其他高管年夜多是前期參加的。今朝高管中持股較多的是董事局主席Lonnie Smith和CEO Guthart，分離持有1.15%和0.93%的股分。 直覺內科公司自2000年上市以來，股價10多年最年夜漲幅跨越70倍。截止2017年11月28日16:00（美東時光）直覺內科市值已達402.23億美元。 ▲圖為2000年--2017年直覺內科股價變更 在手術界，達芬奇手術機械人可以說處于壟斷位置，終年都能堅持70%的毛利率。一方面是醫療機械人行業的高門坎，龐雜的FDA審批流程限制了其他手術機械人的成長，另外一方面直覺內科公司的常識產權掩護發生也為其他手術機械人的發生構建了技巧壁壘。同時，達芬奇手術機械人每臺的價錢也非常昂貴，國際引入價錢每臺在2000萬元閣下，且每條機械手臂應用10次后就須要改換，而每次手術依據須要需多條機械手臂介入。 市場份額上，達芬奇機械人今朝仍以美國外鄉為主，2014-2016三年在美分離發賣出238臺、298臺和338臺。中國市場方面，達芬奇手術機械人已入駐10年，2014-2016三年分離賣出10臺、13臺、15臺；國際手術量上增加疾速，2016年全年手術量近1.8萬，同比增加57%，但增速比擬之前幾年有所放緩。 四次產物迭代，更準更平安 達芬奇手術機械人代表著現今手術機械人最高程度，它有三個癥結焦點技巧：可自在活動的手臂腕部、3D高清影象技巧、主控臺的人機交互設計。 機械手可以模仿人手的各類操作，具有7個自在度，在停止深部操作時，機械手舉措靈巧，體積玲瓏，比人手操作更準確。同時，達芬奇機械人還能過濾人手的發抖，進步了手術的精準性和平安性。 ▲圖為大夫在掌握臺操作達芬奇機械人 今朝達芬奇機械人已推出了五代產物： 1.第一代Da Vinci體系機械人，1996年推出。 2.第二代Da Vinci S體系機械人，2006年推出，第二代的機械手臂運動規模變年夜，使大夫不分開掌握臺就可以停止多圖不雅察。 ▲第二代Da Vinci S體系機械人 3.第三代產物Da Vinci Si體系機械人，2009年推出，在第二代基本上增長了雙掌握臺、模仿掌握器、術中熒鮮明影技巧等功效。 ▲第三代Da Vinci Si體系機械人 4.第四代Da Vinci Xi體系機械人，2014年推出，靈巧度、精準度、成像清楚度等方面有了明顯進步，2014年下半年還開辟了長途不雅察和指點體系。 ▲大夫在長途操作第四代Da Vinci Xi體系機械人 5.第五代Da Vinci X體系機械人，2017年推出，新一代的達芬奇機械人是第三代Da Vinci Si和第四代Da Vinci Xi的雜交版，它添加了聲響體系、鐳射引誘體系和輕量級內窺鏡等新功效，機械臂的體積也更小，功效也更多了。 ▲圖為達芬奇機械人機械臂多種手術鉗 它們是“達芬奇”的敵手嗎？ 跟著科技和人們生涯程度的賡續提高，人們對教導、醫療等生涯各方面請求都在進步。是以，醫療機械人市場遠景將異常遼闊，據BCG波士頓征詢測算，到2020年全球醫療機械人市場估值將達114億美元。宏大的醫療市場，將促使分歧的醫療機械人出現，而手術機械人又是醫療機械人中最主要的一類。 固然達芬奇機械人在軟組織手術上處于壟斷位置，但它其實不能用來做一切的手術，像骨科手術一類的硬組織手術，達芬奇機械人就力所不及了。軟硬組織手術之間存在著跨界壁壘，互相也不輕易構成替換競爭。同時，達芬奇機械人昂貴價錢，也使許多病院都望而生畏。 ▲圖為法國Medtech神經內科定性機械人ROSA 今朝，市場上曾經涌現了一些新興的手術機械人，如以色列Mazor Robotics公司的手術機械人Renaissance體系、法國Medtech神經內科定性機械人ROSA、美國Curexo關節機械人、美國Mako關節機械人。 今朝國際也有很多的團隊在停止相干范疇的測驗考試，最知名的就是被業內稱為國產手術機械人“四小龍”的：柏惠維康、天智航、金山科技、好手機械人。今朝這些公司的產物在技巧上都賡續地更新，在價錢上占領很年夜優勢。 結語：手術機械人缺口偉大 與人的生長一樣，任何一家公司的生長都不會好事多磨。達芬奇手術機械人和直覺內科公司，從始創的艱苦到明天的繁華，面前有開創人Moll的保持不懈，也有技巧人員的艱苦支付，能力有一代代產物的更迭。 固然，今朝臨床運用的手術機械人也有一些癥結成績亟待處理，如視覺的掌握才能須要進步，可以或許使大夫無時差挪動掌握3D鏡頭視角。 現在AI海潮下，機械人行業熱忱從新被撲滅，IBM的Watson腫瘤“機械人”面世更是惹起人們對AI和醫療機械人火花的熱議。無須置疑的是，醫療范疇已成為AI的必爭之地，這一偉大行業缺口曾經開啟，期待開辟。
