特稿丨全球首创！历时十载自主研制，这一步走成了！

主要观点总结

文章介绍了全球首创医用植入物等材成形机器人的研发过程及意义。该机器人能够替代手工流程，实现钛合金精准成形，误差小于1毫米。经过多地孵化和合作，最终由我国研发团队自主研制成功。研发过程中遇到了如模拟医生手法、实时仿真建模、力量感知等挑战，通过多学科合作最终解决。该机器人的生产与应用之路将越走越宽。

关键观点总结

关键观点1: 机器人替代手工流程，实现钛合金精准成形。

长期以来，钛合金的弯折成形都是靠医生在手术过程中手工完成，耗时长、难度大。如今，能够替代这一手工流程的机器人已经成功研发并落地应用。

关键观点2: 机器人具有优良的生物兼容性和高硬度特点，适用于骨科手术。

该机器人的应用场景是针对骨科手术中的钛合金条弯折，要求成本低、精度高、成品快。

关键观点3: 机器人研发过程中遇到并解决了多个挑战。

在研发过程中，团队遇到了如何模拟医生手法、实时仿真建模、力量感知等挑战，通过多学科合作和反复研讨，最终成功解决了这些问题。

关键观点4: 机器人成果转化落地，生产与应用之路将越走越宽。

团队已经与多家企业开展合作，共同推动机器人的应用。在全球制造业的支持下，该机器人的生产与应用前景广阔。

正文

请到「今天看啥」查看全文

多次电话沟通未果，蒋灿华意识到问题的根源—— 由于缺少手术场景，工程师不清楚手术中医生究竟是怎么做的，必须让工程师来现场观摩！

于是，团队开始了“第一迁”，湘雅医院的口腔数字重建工作室里多了几位来自宁波的工程师。

观摩了医生的现场示范后，宁波材料所高级工程师张佳楫明白了钛合金条机器成形为什么是“无人区”。这一过程不仅费力，力道还必须恰到好处。例如，为了防止钛合金条变形后回弹，往往要在某个位置多用点力，但是这个力一旦用过了，又会导致钛合金条其他部位翘起来。而多次尝试的话，它又会被折断。

“模仿人手是成功的关键。”张佳 楫说，只有让机器人拥有像人手般的灵活度和自由度，才能精准“复刻”医生的手法。 为此，团队几易设计稿，不断优化设备结构，确保机器人能够完成复杂施力控制，同时尽可能让机器人小型化。

设计稿经反复打磨逐渐成熟时，制造机器人的元器件又问题频出。“许多结构件是精密定制的，（我们）曾经遇到过委托加工10个件，回来组装时却只有1个能用的情况。”梁烨说。

为确保元器件合格，团队多方寻找企业“取经”，最终在宁波蓝野医疗器械有限公司的帮助下，对机器人部分核心组件开展质控测量，完成了机器人的设计安装。

至此 ，世界首台七轴五自由度等材成形机器人初露端倪。

实时仿真，培养“感知力”

由于钛合金条会回弹，要让机器人精准施加一个达到目标形变的力，还需要进行复杂的建模。

“要构建一个涵盖各个方位回弹系数的算法非常困难。”梁烨说，材料的不同部位、不同角度回弹幅度各不相同，多个空间、角度叠加后的回弹更难以计算和预估。

此外，钛合金植入物是一个非规则图形，其形变参数难以量化，因此很难给机器人下达明确的工作指令。一时间，研发工作再次进入瓶颈期。

“我一直在琢磨，为什么资深医生会比新手医生完成得更好。”梁烨试图从自己的经验中找答案。他总结出，自己在操作时对施加力是有感知的——施力的大小与快慢会根据植入物的贴合度实时变化。

请到「今天看啥」查看全文