田伟、赵铱民院士：机器人和AI如何引领未来医学发展？

「机器人和AI技术一定是引领未来医学革命性改变的方向。」中国医学科学院学部委员、中国工程院院士田伟在2022年中国医学发展大会上如此表示。

「机器人」一词，最早出现在1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克的科幻小说中。恰佩克根据捷克语Robota（劳役、苦工）和Robotnik（工人），创造出「Robot（机器人）」这个词。1959年，美国发明家英格伯格制造出第一台工业机器人，梦想从此照进现实。

「机器人尤其是在医学领域获得了很好的发展空间。」中国工程院院士赵铱民在4月16日召开的2022年中国医学发展大会上也表示，机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。

「目前医疗机器人的整体水平还处在低智能机器人阶段，未来随着AI技术的发展，可能会进入高智能机器人阶段，但它同时也会带来更多社会相关的问题。」田伟认为，在机器人升级换代的过程中，要坚持机器人和AI对于医学的正向帮助。

「不忘初心，这很重要。」田伟说。

机器人不应以模仿和替代医生为目的，尚有许多问题待解

田伟表示，现阶段机器人和AI技术仍处在发展初期，还有很多问题亟待解决。

以达芬奇机器人为例，根据美国食品药品管理局（FDA）的记录，2000-2013年，达芬奇机器人共导致144名患者死亡，1391名患者重伤；2014-2019年，达芬奇系统发生产品质量问题3623次。

而IBM开发的「沃森医生」辅助诊断系统，最初是想成为肿瘤界的「阿尔法狗」，代替医生提供肿瘤诊断、治疗的智能化解决方案，但在实际诊疗中，由于诊断错误率高和给病人开出致命药物，遭受了大量质疑，目前IBM已经尝试「贱卖」沃森。

「医疗是一项非常复杂的行为，机器人和AI发展不应以模仿和替代医生为目的。」田伟强调，机器人和AI现在最大的问题在于，它需要非常明细的规则，而医学恰恰存在很多不明朗的地方。如果一开始就将研发机器人的目标设定为「替代医生」，必然会碰壁。

赵铱民也认为，机器人的作用是拓展提升人的能力，而非替代人。

赵铱民表示，医疗机器人当前技术难点主要包括6个方面：

• 高精度、高灵活性定位机构；

• 图像配准和三维重建；

• 虚拟现实和远程控制；

• 信息融合和系统集成；

• 运动控制和规划；

• 人机交互。

机器人和AI在医学应用上有哪些痛点？

田伟认为，医学领域之所以需要像机器人和人工智能这样的新技术，跟医学本身的发展有关。

从过去的神学，到简单的经验医学，再到今天的科学，随着医学的发展，医学的分支越来越多，各个细分领域的研究也越来越深入，与此同时，信息量也越来越庞大。如何处理这些信息？不同学科之间如何协作？这就产生了人的能力所不能及的地方，包括在疾病的诊疗方面。

正是因为这一点，机器人和AI体现了其在低智能阶段能够给人类带来很多帮助。例如：

在疾病诊疗方面，基于乳腺钼靶影像的病变检查AI系统，检测效能接近人类专家水平；而手术机器人作为机器人技术与现代外科交叉的热点领域，在医疗机器人中技术要求最高，目前已开发出腹腔镜机器人、骨科机器人、介入手术机器人、神经外科机器人。

在智能康复方面，以术后、伤后康复为目的的康复治疗型机器人，以及为老年群体、残疾群体提供移动辅助、护理、假肢护具等的生活辅助型机器人，均有成熟产品上市。

在公共卫生方面，已有多项研究尝试利用AI技术进行阿尔兹海默症的早期筛查和诊断，结果表明AI诊断超过了神经学家的诊断表现。

在慢病管理方面，医疗数据实时监控系统、传感器小型微型化发展为AI介入慢病管理奠定了基础，像血压、心电的日常数据采集设备已经普及。

在基础研究方面，行业痛点在于基因组、蛋白组结构复杂，导致新药研发困难重重；而AI可以替代人类开展复杂的工作，因而在基于病理样本和基因组测序数据，实现疾病预测和检测方面具备较大的应用价值。

值得一提的是，在疫情这种特殊的场景下，远程诊断机器人、药物配送机器人、消毒机器人、体温监测机器人、导诊机器人等，都能够发挥较大作用。

赵铱民指出，在医学领域，软体机器人、仿生机器人、纳米机器人、外骨骼机器人、救援机器人等都将成为机器人研究的热点。

「要将远程技术、大数据、人工智能引入机器人研究，实现手术医疗的灵巧化、个性化、远程化、智能化、临场化，突破人眼、人耳、人手、人力等极限，在微创、精准、智能诊疗方面，发现和创造更大的应用空间。」赵铱民说。

赵铱民认为，机器人在医学应用上的优势包括：

• 突破了传统手术中术野空间的局限；

• 灵活结构控制技术可实现精确定位精准手术；

• 机器人工作稳定可靠、可重复性高；

• 实现手术微创化；

• 不间断连续工作，同时减少医生的职业暴露；

• 将远程手术变为可能。

AI或机器人诊疗该如何承担其医疗后果？

「未来很长一段时间，无论是在AI研究方面，还是在机器人的研究方面，都应以患者利益为中心，以协助医生改善医疗品质为目的。」田伟表示。

那么，如何才能更好地达到这个目的呢？田伟认为，机器人和AI研究必须以凝练医疗短板和需求痛点为基准点和核心主导，绝对不能随意想象。

「必须有大量的临床一线医生愿意参与到研究中去，因为外行人很难了解真正医疗过程中的痛点和需求。」

田伟同时强调，患者不等于数据，科学尚未发展到能够掌握人类所有信息和规则的地步，企图用临床上能得到的简单数据，来决定患者的一切，仍旧非常困难。

在田伟看来，机器人和AI的未来发展方向主要包含3个方面：

首先，以患者为核心、切实满足临床需求的理念要逐渐成为机器人和AI发展的共识；

其次，要继续深耕横向覆盖多病种、纵向深入场景，实现系统化诊疗；

最后，要逐步提升机器人智能化与自动化程度，实现从功能辅助到相对自主。

「人是具有高智能的生物，机器人目前还处在低智能阶段，相对来说分工比较容易。但是未来随着机器人和AI技术的蓬勃发展，一定会面临机器人与人类之间的关系问题。」田伟表示，在这个过程中，要坚持机器人与AI对医学的正向帮助，而不是追求替代医生。

国际著名学术期刊《科学》杂志子刊《科学机器人》，将医疗机器人的自动化程度划分为6个等级：无自动化、机器人辅助、任务自动化、条件自动化、高度自动化、完全自动化。目前这6个等级中的前3者受到国际伦理学认可，但后3者尚未通过伦理学论证。

「医生上岗之前需经过严格的培训，并取得医生执业资格，但AI或机器人诊疗，该如何确定其合法性？机器人该如何承担其医疗后果？这些都是很严肃的问题。」田伟表示，伦理规范应保障机器人和AI临床应用的合理合法性。