在有着巨大临床需求和产业需求的手术机器人领域，新一轮的创新正在拉开帷幕。
一方面，在早期跟随式创新的模式中，国内企业面对海外巨头的强势引领，缺乏自主的核心竞争力；另一方面，手术机器人在临床落地中所遇到的种种挑战，也使得国内临床需求未能得到充分满足的问题逐渐浮出水面。这些现象无不揭示了一个深刻的事实：单纯模仿、简单跟随的微创新模式需要逐步转向与临床需求紧密结合的源头创新。
但要实现这样的“创新”并非易事。创新过程中，无论是方向选择、技术验证，还是市场推广等环节都是对入局者的巨大考验。而当大量科技创新、技术创新走出实验室，如何快速获取人才、市场、资源，同时规避创新之中潜藏的风险又是一个不容忽视的挑战。它需要一个“前提条件”，即拥有一套完善且具有长期应用价值的创新体系。
上海交大医疗机器人研究院（以下简称“研究院”）已经在该领域探索了五年，走出了一条少有人走的创新之路。
自建院以来，研究院便充分整合上海交大医工交叉团队，进行前沿技术研究和临床应用，同时与上海的多家高水平研究型医院开展合作研究，基于医院的优势特色专科建立临床联合研究中心，促进临床转化。并以多学科人才培养和产业孵化基地，扶持创新机器人技术的临床转化，进一步促进医疗机器人技术创新链与临床应用和产业链的有机融合。
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在近日举办的国际学术论坛暨成果展上，研究院以及合作企业展出显微手术机器人、经自然腔道手术机器人等系列代表行业前沿创新的产品，吸引国际专家驻足探讨。而实现这一切的基础，正是研究院所建立的完善、成熟的创新体系。
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毫无疑问，上海交大医疗机器人研究院的模式正在被验证。

 

01

手术机器人创新突破口

 

2018年达芬奇手术机器人第一批专利保护陆续到期是手术机器人史上重要的一笔。
那时，无论是美敦力、强生、西门子、史赛克等医械巨头，还是国内拥有相关技术储备的企业均争相入局。但在这个竞争激烈的市场中，过去以跟随式创新为主的发展模式，也为当前相关产品落地临床留下了许多问题。于是，部分企业逐渐在市场中销声匿迹，行业方才意识到与临床需求紧密结合的“源头创新”重要性。
上海交大医疗机器人研究院首席科学家杨广中院士是手术机器人领域的顶尖专家，是帝国理工学院哈姆林手术机器人研究中心创始人，Science Robotics的创刊主编，并任英国机器人与自控系统协会顾问委员会主席。他荣膺英国皇家工程院院士，并被英女皇授予CBE勋章，是首位获此殊荣的华人科学家。
2019年底，杨广中院士毅然选择回到自己的母校上海交通大学，担任医疗机器人研究院创始院长，首席科学家。近五年来，他和团队在低调、潜心专研医疗机器人的关键科学问题的同时，正探索着一条适合我国国情，且与其在英国不同的创新之路。
杨广中院士看到了四个契机：一是手术机器人对产业链和加工技术有很高要求，有助于带动国内制造业转型；二是国内临床资源丰富，医生创新能力强，为医疗机器人提供了广阔的应用与发展空间；三是中国的基础研究和创新转化的差距正在不断缩小；四是国内需要探索一条与达芬奇等现有系统不同的路线，解决早期诊断和早期治疗的问题。而当务之急，则是寻找具体的突破口。
与此同时，杨广中院士指出，仅仅复制传统手术方法并不是手术机器人的发展方向，真正的创新应聚焦于解决传统方法无法解决的问题，即通过技术创新，锚定特定市场，建立起稳固的市场地位。而突破口不必拘泥于传统模式，可以是从基础研究中超脱出来的、不直接与应用挂钩的探索，也可以是根据我国国情和培养体系，从解决具体临床问题中提炼出的科研议题。
总结来说，就是要用创新来锚定市场，用基础科学来推动机器人的发展（science for robotics），用机器人来推动基础研究（robotics for science）的发展路径。与此同时，通过国际合作，规避不必要的底层障碍，推动科研更快、更深入地发展。

 

02

用基础科学推动机器人创新发展

 

以此为基础，研究院瞄准临床需求，以及手术机器人未来发展前沿，强调基础科学、临床需求和工程创新三者的结合，构建起全面的创新体系。
围绕手术机器人、康复与辅助机器人、医院自动化与高通量机器人技术三大核心研究领域，研究院建设手术机器人、康复与辅助机器人、医院自动化与高通量机器人、微纳系统、感知与认知、智能复合材料、仿生和生物混合系统、生物光子学、精密机电与制造及机器人视觉与影像介入十大研究中心，以实现创新概念的引领、优质科研成果的持续产生，以及机器人科研、教育、技术开发与临床转化的发展。
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搭建起平台后，研究院依托上海在工程技术、基础科学研究和临床医学上的优势，成立医工交叉团队，通过跨学科合作，推动医疗机器人技术的快速发展。团队不仅包括了来自不同学科背景的专家，还吸引了众多有志于医疗机器人领域的年轻科研人员。
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结合机器人技术、生物医学工程、材料科学等多学科，团队持续推动医疗机器人技术的深度融合与创新。围绕肿瘤、心血管、神经退行性疾病等重大疾病的早期诊断和个性化治疗，研究院聚焦研发灵巧、智能和微创的医疗机器人技术，以及以机器人和人工智能技术为核心的新一代医疗装备。
不止于此，研究院还依托交大工科基础和临床资源，以多学科人才培养为核心，建立面向国家重大战略需求的多学科交叉复合型人才培养机制，以引领医疗机器人关键技术的创新研究。同时与世界知名研究机构开展学术交流和国际合作，组织国际会议、学术论坛（如“零号湾机器人大讲坛”）和医疗机器人竞赛，汇聚国际一流人才，建成为医疗机器人前沿研究的学者荟萃地、临床应用和产业化基础和应用研究的发明家聚集地。

 

03

让前沿创新真正落地临床

 

完成前沿技术创新的探索后，研究院深知，创新技术的真正价值在于能够解决实际问题并落地临床。因此，其搭建起一条从源头创新到技术孵化，再从技术孵化到落地的创新生态链。
在创新过程中研究院特别强调与临床需求的紧密结合，基于各医院的优势特色专科，与上海交通大学医学院、仁济医院、上海市胸科医院、上海市第九人民医院、上海市第一人民医院、上海市第六人民医院、上海国际和平妇幼保健院、上海市儿童医院、上海市新华医院、同仁医院、复旦大学附属中山医院、复旦大学附属华山医院等10多家单位建立了临床联合研究中心，以促进临床转化，同时确保研发的机器人技术能够真正解决实际问题。
值得一提的是，临床联合研究中心的合作研究涵盖肿瘤、心血管、脑卒中、骨科、泌尿、口腔、眼科、耳鼻喉、妇科、儿科、康复科、医学影像等领域的智能化手术及康复机器人，且每个临床联合研究中心将聚焦各自的 2 - 3 个优势方向开展医疗机器人的合作研究，共同推动医疗机器人的研发、产业化及临床应用。
目前，在面向泌尿、胸科、口腔与颌面疾病的医疗机器人，以及基于软体外骨骼的辅助机器人等领域，研究院已经取得创新技术突破。
在项目孵化层面，研究院积极激励团队成员提出创新思维及方案，并全力协助其将创意孵化为实实在在的产品或服务，给予项目涵盖资金注入、技术赋能及人才引进等多方面的支持。同时，研究院还主动与行业内伙伴携手，共促项目的商业化进程与产业化落地。
具体而言，研究院建立了“上海市医疗机器人技术创新中心”。中心聚集上海及国内外医疗机器人优质高端创新资源，在17平方公里的大零号湾地区初步建成集聚医疗机器人产业链上下游企业的产业生态圈，加快推进医疗机器人领域创新链与产业链的建设与整合，形成以上海市为核心，联动长三角，辐射全国的医疗机器人创新链和产业链的融合体系，同时全面开展国际产业合作，实现国际化发展。
面向医疗机器人产品需求，中心依托上海医疗资源与临床优势，构建了“公司自研+交大研究院原创科技”双核驱动模型，为客户提供产业孵化服务。同时，中心还构建起产业联盟，打造功能平台服务，通过创新机制体制，以及科技与资本、医院、产业的深度合作，落成医疗机器人领域的国家级功能型创新平台。
其目的，则是促进医疗机器人技术创新链与临床应用和产业链的有机融合，并联合一批高水平医院建设医疗机器人临床示范应用基地，与地方政府合作建立医疗机器人和科创示范区，协同促进临床应用和医疗机器人经济的形成与发展。
这无疑是医疗机器人产业持续发展的关键所在，这一动作也将最大限度地释放医疗机器人产业的潜力。
当前，手术机器人市场竞争激烈，面临同质化严重、一二级市场价值错位、技术与医生临床经验融合不足、成本控制及安全性能等挑战。然而，研究院的探索展现了创新突破的光明前景：实现创新突破并非遥不可及，凭借丰富的临床资源、广阔的市场需求，加之杰出的科研团队和深厚的技术积累，以及持之以恒地追求创新，定能不断攀登新的高峰，取得更多成果。