在智能診斷的基礎上，人工智能也正在被應用于治療領域，其中最重要的應用形式便是手術機器人。實際上，在這一次人工智能浪潮興起之前，手術機器人已經有大約30年的研發(fā)和應用的歷史，但相應的成本一直比較高昂。而隨著人工智能技術的興起，手術機器人也面臨著新的發(fā)展，可以預期的是，其成本也會隨著技術的普及而逐漸降低，從而可以造福更多的人。目前，手術機器人已經能夠很好地協(xié)助醫(yī)生實施手術，尤其在微創(chuàng)外科領域，可以發(fā)揮十分有效和準確的作用。手術機器人可以分為兩個層級：一是醫(yī)生控制的機器人；二是全自動的機器人。到目前為止，由醫(yī)生控制的手術機器人系統(tǒng)發(fā)展得較為成熟，其中一些具有代表性且相互競爭的系統(tǒng)，可以體現(xiàn)出一定的發(fā)展脈絡。
第一，達芬奇手術機器人。目前，達芬奇手術機器人系統(tǒng)（Da Vinci Robot－assisted Surgical System）是全球應用最廣泛且最為成功的手術機器人，它能夠應用于普外科、泌尿科、胸外科、心血管外科、小兒外科、婦科等領域。達芬奇機器人集成了三維高清視野、可轉腕手術器械和直覺式動作控制三大特性，從而能夠在外科手術中更廣泛地應用微創(chuàng)技術。該系統(tǒng)由位于手術室內的手術臺和手術室外的遠程控制終端兩部分構成。系統(tǒng)內的手術臺是一個擁有3個機器手臂的機器人，負責對手術臺上的病人實施具體手術。
這些機器手臂的靈活性要遠高于人類，且手臂上的微型攝像機可以進入人體內部。同時，機器手臂還可以完成某些人類醫(yī)師難以完成的高難度手術。在遠程的終端設備上，計算機可以通過幾臺攝像機拍攝的二維圖像最終還原為高清的三維圖像，從而讓醫(yī)生可以監(jiān)督或者干預手術的過程。在技術層面上，隨著人工智能技術的不斷應用，其他實力雄厚的新興手術機器人正不斷挑戰(zhàn)著“達芬奇”的地位。
第二，Verb微創(chuàng)手術機器人。Verb Surgical公司由谷歌母公司Alphabet和強生（Johnson ＆ Johnson）聯(lián)合建立，其在微創(chuàng)手術機器人領域的主打產品便是Verb。Verb微創(chuàng)手術機器人在體積、功能、使用安全和價格方面比達芬奇手術機器人更具優(yōu)勢。該智能化手術機器人不僅在體積上更精致小巧，在功能上也更具多樣性和延展性。它摒棄了遠程實施手術的想法，允許操作手術的醫(yī)生更靠近手術臺。與現(xiàn)有的手術機器人相比，未來的新型手術機器人將更多地運用人工智能、深度學習和大數(shù)據(jù)的相關技術，從而使得相應的研發(fā)原理和操作流程發(fā)生根本的改變。
第三，MAKO機械臂手術輔助系統(tǒng)。2013年，美國整形設備制造商Stryker收購了外科治療公司MAKO，后者最為關鍵的技術就是MAKO機械臂手術輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要應用于膝關節(jié)單髁置換術和全膝關節(jié)成形術，可以進行實時手術。在切開手術部位的組織之前，該系統(tǒng)允許進行更多的膝關節(jié)軟組織平衡的修正，還可以為手術置入物的定位、腿的長度以及偏移情況提供精確的數(shù)據(jù)，更可以單獨為髖關節(jié)手術平臺提供擴展應用。
第四，SPORTSurgical機器人手術系統(tǒng)。該系統(tǒng)是位于加拿大多倫多的泰坦醫(yī)療公司（Titan Medical）開發(fā)的項目，其價格遠遠低于達芬奇手術機器人。SPORT系統(tǒng)將手術臺、單切口攝像頭、置和多關節(jié)器材結合，并旨在將機器人手術精細化。手術醫(yī)生借助該系統(tǒng)，僅通過一個切口即可進行微創(chuàng)手術。目前，泰坦醫(yī)療公司主要聚焦普通外科（膽囊、闌尾切除術），婦科（子宮切除良性腫瘤）和泌尿科三種手術類型。值得一提的是，2017年8月，泰坦公司宣布，已經完成與中國龍?zhí)┽t(yī)療有限公司的交易，這使得龍?zhí)┽t(yī)療成為泰坦公司的最大股東。
當然，由醫(yī)生控制的手術機器人遠遠不止這四種，國內外的許多醫(yī)療公司和科研機構都在不斷開發(fā)新型的手術機器人系統(tǒng)，并且正逐步將其投入市場。但是，這種手術機器人仍然需要醫(yī)生的控制，因此嚴格來說并不是完全意義上的機器人。相比之下，全自動的手術機器人在技術上更進一步，也更能體現(xiàn)智能化的前沿水平。目前，全自動的手術機器人依然處于實驗室階段，但已顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
位于華盛頓的美國國家兒童健康系統(tǒng)（Children＇s National Health System）的研究團隊正致力于開發(fā)能夠取代醫(yī)生雙手的自主手術機器人，他們認為這樣能夠提高手術的效率和安全性。2016年5月，該團隊在著名期刊《科學轉化醫(yī)學》（Science Translational Medicine）上公布了他們的研究成果——STAR（Smart Tissue Autonomous Robot），即智能組織自主手術機器人。這是全球第一臺可以處理軟組織的自主手術機器人。
自主手術機器人研究進展乏力有兩個重要的技術原因：一是缺少區(qū)分和監(jiān)測目標組織器官的可視化系統(tǒng)，二是缺少能夠執(zhí)行復雜手術任務的智能算法。但是，STAR內部全新架構的成像系統(tǒng)與智能算法，使其不僅可以制定手術方案，還可以根據(jù)成像系統(tǒng)傳回的信息，判斷組織的變化，進而對手術方案作出調整。為了檢驗效果，研究團隊選擇了復雜性比較高的腸吻合手術，讓STAR與熟練的外科醫(yī)生、達芬奇機器人三者做了實驗比較。
從研究論文中的結果來看，無論是在離體還是在活體的吻合術中，STAR都要明顯優(yōu)于熟練的外科醫(yī)生和達芬奇手術系統(tǒng)。目前，STAR自主手術機器人正在逐步向臨床階段邁進。由此，手術機器人的“輔助”或“助手”的地位將會得到根本改變，智能機器有望真正接手外科醫(yī)生的工作，為人類進行外科手術等治療服務。
總體而言，在智能診斷以及智能治療領域，人工智能優(yōu)于人類的地方在于如下幾點。
第一，人工智能系統(tǒng)可以通過快速的機器學習，不斷提高醫(yī)療的精確性和準確率。人類醫(yī)生對疾病的診斷往往建立在長時間的學習基礎上，人工智能卻可以在較短時間內利用并行的算法進行快速的機器學習。機器學習的成長速度，遠遠超過人類醫(yī)生。也就是說，如果幾個月前人工智能的診斷速度還只是人類診斷速度的百分之幾，幾個月后它的診斷速度就有可能接近人類甚至超過人類。
第二，人類醫(yī)生在診斷時往往會受到環(huán)境、情緒、精力和注意力等內外因素的干擾，人工智能則不會受到環(huán)境、情緒、精力和注意力等因素的干擾。特別是在做手術的過程中，人工智能和機器人的優(yōu)勢會更為明顯，可以更好地提升手術的質量。因此，無論是醫(yī)生控制的機器人還是自主機器人，研發(fā)的基本動力都來自人類提高醫(yī)療精準性的內在訴求。
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