自從人類先祖的雙手第一次握住粗糙的石器，荒野猛獸，見之如神，鴻蒙初辟的天地間時代分野初現，深邃的時間隧道里，人類與工具的故事由光點化光線，彼端遙指遠方。黃帝驅車，日行百里；商人造犁，倉廩豐盈，工具的演變歷程貫穿了人類發展的歷史，也必將觸及人類的未來，歷經蒸汽時代、電氣時代、信息時代，時至今日隨著智能化技術發展，各行各業都在悄然發生變化，一個以機器人為實際依托的智能時代已呼之欲出。
2022年8月18日，由北京市人民政府、工業和信息化部、中國科學技術協會主辦，中國電子學會、北京市經濟和信息化局、北京經濟技術開發區管委會承辦的世界機器人大會在北京亦創國際會展中心舉辦，品類繁多的機器人在現場亮相，其實際用途關乎生活的各方各面，其中與人類生命健康相關的各類醫療類機器人成為了此次大會的焦點。
同濟大學電子與信息工程學院齊鵬教授受邀參與此次2022世界機器人大會“醫療機器人醫工交叉前沿科技論壇”并發表演講，齊鵬教授表示：“醫療機器人技術是醫學與工程技術發展相結合的產物，其研究是一個涉及機械設計、材料工程、計算機技術、人體工學、自動控制等跨學科的大工程，并且在正式面向市場前還需要大量的動物實驗、臨床測試和嚴格的認證。
在醫療機器人的研究方面，美國引領發展，歐洲緊隨其后，我國成為后起之秀，在很多關鍵技術上呈現出另辟蹊徑的特色，與此同時，大量的臨床需求吸引了國外的醫療機器人公司紛紛重點關注中國市場。
以介入手術機器人為例，當前，我國高校和研究機構所進行的研究主要針對整體系統中的核心關鍵技術進行攻關，比如，導管的推進機構設計、針對導管的力反饋技術、多靈活度導管的開發以及基于傳感器位置反饋或者圖像信息進行的導管末端位置控制等方面的研究。哈爾濱工業大學付宜利教授和蘇州大學孫立寧教授團隊早起即開發了整套實驗研究系統，包括導管的創新設計、輸送機構、電磁定位以及圖像導航技術；項目對整體系統進行了較早的探索性研究，但并未進入臨床實驗階段。北京航空航天大學王田苗教授團隊在血管介入手術機器人的機構設計方面成果顯著；北京理工大學段星光教授團隊針對血管控制系統進行深入研究；中科院自動化研究所侯增廣研究員團隊對血管介入手術的導管和導絲操縱裝置進行了開發；上海交通大學謝叻教授團隊對集成了導管力反饋技術的推送裝置進行了研究，等等。此外，國內其他高校也有相關研究與成果發布，根據調研情況，筆者認為各單位研究方向略有重疊，主要是針對主從式操作設備進行開發，實驗階段與臨床結合度低，臨床應用推進緩慢，處于從研發到產業化過度的瓶頸期。
在國外，當前心血管介入手術機器人的主要研究包括：哈佛大學Robert D. Howe教授團隊針對內超聲導管進行了主從式操作機構的設計，開發出類似前面提到的Amigo系統的操作裝置，同時模擬跳動心臟的真實情況，對其中的導管進行控制研究。哈佛大學醫學院Nobuhiko Hata教授的相關研究則面向手術導航方面，同時其研究也涉及基于核磁共振圖像的運動補償。斯坦福大學J. Kenneth Salisbury教授團隊和David Camarillo教授團隊聯合前Hansen Medical公司，對多自由度的EP導管的基本數學模型和控制算法進行了研究，并基于其團隊機械設計背景，優化并改進了導管的繩驅動硬件系統。英國帝國理工學院Guangzhong Yang教授團隊與比利時魯汶大學Emmanuel Vander Poorten教授通過歐盟第七研究框架下CASCADE項目對血管復雜環境下的智能導航導管系統進行了研究，其研究特點在于利用超聲導管對血管內環境進行認知與導管本體的自主操作。前倫敦國王學院Kaspar Althoefer教授和Razavi醫生的聯合團隊主要面向多自由度導管結構的研究、液壓驅動和觸覺反饋系統的開發，以及自主導航和控制系統的研究，其創新點在于設計的新型導管與驅動系統是核磁共振兼容的，手術則是通過核磁共振圖像替代X射線圖像。除上述研究團隊以外，還有很多研究機構和團隊針對類似的導管機器人或者連續體機器人（continuum robots）進行研究，其在理論、設計、傳感、控制等方面具有相似性。
當前全球專業服務機器人市場規模增長迅速，據 2021 年 11 月 4 日國際機器人聯合會 IFR 發布的《世界機器人 2021 報告》（World Robotics 2021，以下簡稱“報告”）統計顯示，2020 年專業服務機器人營業額增長了 12%，達到 67 億美元。其中，醫療機器人銷售占專業服務機器人總營業額的 55%，達到了 36 億美元。在手術機器人的三大細分賽道，骨科和腹腔鏡領域格局初定，而血管介入機器人領域還未見分明，全球有數百億市場待國內外企業開拓，介入治療是利用現代高科技手段進行的微創性治療，在醫學影像設備的引導下，將特制的導管，導絲等精密器械，引入人體，對體內病態進行診斷和局部治療，可以說介入手術機器人與這種新興的高科技治療手段處于共同發展的狀態。”
值得一提的是，在介入手術機器人領域，我國的血管介入手術機器人產研進程已在世界范圍內領跑，發展勢頭迅猛，前景良好，已基本處于國際領先地位，這得益于國家政策扶持和各企業的創新精神與科研投入。
當前國際科研領域競爭激烈，國產自主研發的重要性日益凸顯，在此次機器人大會上亮相的ETcath血管介入手術機器人正是唯邁醫療完全自主研發打造的國產設備。
2021年10月8日，該血管介入手術機器人已在安貞醫院由周玉杰教授團隊完成國產自主研發血管介入機器人首例經皮冠狀動脈介入治療手術（PCI）。ETcath血管介入手術機器人作為第一臺支持多類型導管的國產自主研發血管介入手術機器人，其在此次手術中完成了國產自主研發血管介入手術機器人的第一次臨床冠脈支架植入和第一次臨床球囊擴張，意義重大。
負責手術的周玉杰教授表示：“采用ETcath輔助手術，不僅可以讓手術更精準，減少患者并發癥，同時也能最大程度避免了X射線輻射傷害，整個手術過程中導絲操控、球囊傳遞、支架送入以及IVUS導管推送均由ETcath血管介入機器人完成”。
唯邁醫療ETcath介入手術機器人已取得國際國內百余項專利，占據了血管介入機器人的技術高地，奠定了其在世界范圍內機器人行業的領先地位。唯邁醫療在國際機器人領域首創發明專利數全球領先，顯然已成為國際血管介入手術機器人領域重要的中國力量。
機器人的發展即為智能時代的發展，醫學的未來即為生命的未來，人類與工具的故事如何發展，智械與醫療的前路通往何方，還需看人類怎樣耕耘，再等待時間給出答案。
中企網微博
中企網微信