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醫(yī)療機(jī)器人研究迎來(lái)黃金時(shí)期

2016-08-19
來(lái)源:搜狐網(wǎng)

  自1880年創(chuàng)立后,200多年間,《科學(xué)》雜志已經(jīng)發(fā)展為世界頂級(jí)期刊,成為全世界最權(quán)威的學(xué)術(shù)期刊之一。《科學(xué)》期刊家族也在不斷壯大,除了已有的Science、Science Advances、Science Immunology、Science Signaling、Science Translational Medicine期刊外,《科學(xué)》期刊家族又要迎來(lái)一位新成員:Science Robotics。


  無(wú)論是獨(dú)立工作還是與人類一起合作,機(jī)器人正在變得無(wú)處不在。它們?cè)谶b遠(yuǎn)的太空里遨游,在神秘的海洋里探索,它們既是我們的醫(yī)生、也是我們的司機(jī),它們正在融入我們的日常生活之中。我們急需一個(gè)平臺(tái),在上面我們能夠傳遞機(jī)器人領(lǐng)域最新的科技進(jìn)展,討論機(jī)器人倫理問(wèn)題以及政策問(wèn)題,進(jìn)行深入的社會(huì)批判。為此,我們創(chuàng)辦Science Robotics期刊。作為《科學(xué)》期刊家族的一員,Science Robotics秉承《科學(xué)》一如既往的品質(zhì),同時(shí)面向科學(xué)研究者和普通公眾。它是跨學(xué)科的,內(nèi)容既包括傳統(tǒng)機(jī)器人學(xué)科,也包括機(jī)器人領(lǐng)域的新興趨勢(shì),比如說(shuō)最新的材料和仿生設(shè)計(jì)。它關(guān)注所有尺寸的機(jī)器人,從龐大的計(jì)算系統(tǒng)到微/納米級(jí)別的機(jī)器人。它擁有廣泛的視野,理論進(jìn)展與實(shí)際應(yīng)用相提并重;并且能夠促進(jìn)實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性、在線補(bǔ)充材料、設(shè)計(jì)/代碼庫(kù)的發(fā)展。我們歡迎所有致力于機(jī)器人領(lǐng)域的研究者-無(wú)論是成熟的研究人員還是開(kāi)拓者-來(lái)加入我們,為了人類福祉一起改寫機(jī)器人的歷史。

  -Guang-Zhong Yang 和 Marcia McNutt

  這段文字以「編輯手記」的方式出現(xiàn)在《科學(xué)》期刊的官網(wǎng)上,作者是兩名科學(xué)家: Marcia McNutt和 Guang-Zhong Yang。


  Marcia McNutt

  Marcia McNutt,2013年任《科學(xué)》期刊家族的主編,今年2月份被選為美國(guó)國(guó)家科學(xué)院(NAS)的校長(zhǎng)。McNutt 的主要研究領(lǐng)域是海洋地球物理學(xué),她在競(jìng)爭(zhēng)激烈的科學(xué)界開(kāi)拓了自己的領(lǐng)土:她是《科學(xué)》期刊歷史上第一位女性主編,同時(shí)她也是美國(guó)國(guó)家科學(xué)院歷史上首位女校長(zhǎng)。

  而另外一名華人科學(xué)家楊廣中(Guang-Zhong Yang),也有著非同一般的經(jīng)歷。1982年,楊廣中考取上海交大自動(dòng)系,4年后考取上海交大圖像處理與模式識(shí)別研究所碩士研究生,并于1987年被選派到英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院留學(xué)獲博士學(xué)位。楊廣中教授是專門研究機(jī)器人外科手術(shù)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院哈姆林研究中心(Hamlyn Centre)的聯(lián)合創(chuàng)始人和主任、全球衛(wèi)生創(chuàng)新研究所副主席。楊教授在帝國(guó)理工學(xué)院擁有重要的學(xué)術(shù)地位-他是皇家學(xué)會(huì)/沃夫森醫(yī)學(xué)影像計(jì)算實(shí)驗(yàn)室(the Royal Society/Wolfson Medical Image Computing Laboratory)的主任和創(chuàng)始人、沃夫森外科技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(the Wolfson Surgical Technology Laboratory)的聯(lián)合創(chuàng)始人、普適傳感中心的主席(the Centre for Pervasive Sensing)。


  華人科學(xué)家楊廣中(Guang-Zhong Yang)

  楊教授主要的研究領(lǐng)域有三大方面:醫(yī)學(xué)影像、傳感、機(jī)器人。在醫(yī)學(xué)圖像上,楊教授在新型磁共振相位對(duì)比度成像和計(jì)算機(jī)建模技術(shù)取得突破,改變了體內(nèi)血流的定量和可視化,包括局部聚焦成像技術(shù)的發(fā)展結(jié)合利用實(shí)時(shí)導(dǎo)航回波解決高分辨率冠狀動(dòng)脈造影的呼吸運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。同時(shí),楊教授憑借在動(dòng)態(tài)流量壓力映射的突出成就獲得了國(guó)際醫(yī)學(xué)磁共振協(xié)會(huì)頒發(fā)的伊西多·拉比獎(jiǎng)(ISMRM I. I Rabi Award)。他開(kāi)創(chuàng)了機(jī)器人控制的知覺(jué)對(duì)接的概念,而這個(gè)概念的提出代表了在機(jī)器人的學(xué)習(xí)和知識(shí)獲取以及機(jī)器人的感知/認(rèn)知行為方面范式的轉(zhuǎn)移。并且,在軀體傳感網(wǎng)絡(luò)的研究領(lǐng)域(Body Sensor Network,BSN),楊教授研究出一個(gè)普遍、智能、符合語(yǔ)境的個(gè)性化無(wú)線監(jiān)控平臺(tái)。楊廣中教授被時(shí)代雜志評(píng)為「英國(guó)科學(xué)」最重要的100名科學(xué)家之一。

  楊廣中創(chuàng)建的倫敦帝國(guó)理工學(xué)院哈姆林研究中心(Hamlyn Centre),專注于機(jī)器人外科手術(shù)。


  說(shuō)到外科手術(shù)機(jī)器人,我們最先想到的恐怕是「達(dá)芬奇」手術(shù)機(jī)器人(da Vinci)。但楊廣中教授認(rèn)為當(dāng)今的外科手術(shù)機(jī)器人,包括「達(dá)芬奇」機(jī)器人缺乏智能性和針對(duì)性。在我們5月份文章外媒被這個(gè)超越達(dá)芬奇的智能手術(shù)機(jī)器人刷屏了,外科醫(yī)生請(qǐng)火速圍觀:雖然「達(dá)芬奇」是目前世界上最先進(jìn)的軟組織機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng),但是「達(dá)芬奇」作為輔助性手術(shù)機(jī)器人,就是外科醫(yī)生手的延伸,整臺(tái)手術(shù)是在醫(yī)生地操縱下完成的,「達(dá)芬奇」并不具備自主完成手術(shù)的能力。

  鑒于目前外科手術(shù)機(jī)器人的缺點(diǎn),楊廣中教授提出了未來(lái)醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展目標(biāo)-「To sense, to act, to adapt, to learn, to evolve, to be intelligent, to disappear」(感知,操控,適應(yīng),學(xué)習(xí),進(jìn)化,智能化,最終與人融為一體)。

  「To sense」, 是為了解決目前在實(shí)際外科手術(shù)操作中的挑戰(zhàn),通過(guò)3D重建與定位,以及更細(xì)微的顯像,將細(xì)胞水平的信息代入實(shí)驗(yàn)中;

  「To act」,引入腕和肘,和手指結(jié)合,共同實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制,并利用仿生學(xué)(以「蛇」為出發(fā)點(diǎn))對(duì)機(jī)器人進(jìn)行重新設(shè)計(jì);

  「To adapt」,讓機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)束縛從而完成在人體關(guān)鍵部位進(jìn)行的手術(shù);

  「To learn,to evolve, to be intelligent」,以視覺(jué)跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)合一;

  「To disappear」,利用3D打印或微制造技術(shù)做出更小的機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)有限元重構(gòu)組織應(yīng)力場(chǎng)以控制手術(shù)中的力度,它們甚至可以捕獲一個(gè)血細(xì)胞,從而最終實(shí)現(xiàn)彌散式、無(wú)處不在的醫(yī)療機(jī)器人。


  在BBC某次采訪中,楊廣中教授認(rèn)為華人科學(xué)家要擴(kuò)大在科研工作的影響力,就必須融入英國(guó)主流社會(huì),依靠自己堅(jiān)實(shí)的學(xué)術(shù)背景在學(xué)術(shù)工作上發(fā)展。《科學(xué)》新創(chuàng)立的子期刊Science Robotics由他擔(dān)任編輯印證了他曾說(shuō)過(guò)的話:「華人科學(xué)家和其他任何種族背景的人一樣,能否在英國(guó)學(xué)術(shù)科研領(lǐng)域里發(fā)展,與個(gè)人的種族背景沒(méi)有關(guān)系,要看個(gè)人的科研水平,以及能否融入主流社會(huì)。只要有勤懇的治學(xué)態(tài)度,發(fā)揮華人的勤奮刻苦精神,華人科學(xué)家在英國(guó),或是在國(guó)際上就有很大的發(fā)展?!?/p>

  目前,Science Robotics的總編輯由《科學(xué)》期刊主編Jeremy Berg擔(dān)任,楊廣中教授擔(dān)任編輯。Science Robotics將會(huì)發(fā)布原創(chuàng)、經(jīng)過(guò)同行評(píng)審、以科學(xué)或工程為基礎(chǔ)可以推進(jìn)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展的研究文章。同時(shí),還會(huì)有編輯委托的評(píng)論文章。作為《科學(xué)》 期刊家族的一員,國(guó)際學(xué)術(shù)編輯團(tuán)隊(duì)會(huì)將Science Robotics文章保持在同一個(gè)高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。



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