"蛇形機(jī)器人"COBRA有望成為英國(guó)第1個(gè)喉癌手術(shù)機(jī)器人

COBRA機(jī)器人長(zhǎng)5米，直徑約9毫米（普通鉛筆的粗細(xì)），通過(guò)遠(yuǎn)程操作，可以在安全性要求極高的機(jī)器部件的狹窄空間內(nèi)穿行和急彎繞行。在這些機(jī)器部件中，狹小和不適合人類進(jìn)入的位置使得在不完全拆解的情況下，是無(wú)法進(jìn)行檢查或維修的。

沿著機(jī)器蛇的“脊柱”布置了一系列肌腱——一種柔順的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和多個(gè)連續(xù)部分，使其能夠彎曲大約90°，因此具有非凡的靈活性和響應(yīng)能力。當(dāng)通過(guò)遠(yuǎn)程命令拉動(dòng)這些肌腱時(shí)，就會(huì)驅(qū)動(dòng)彎曲運(yùn)動(dòng)——模仿人類操作員在使用維修工具時(shí)手的運(yùn)動(dòng)范圍。蛇形臂的內(nèi)部是中空的，可以有不同的寬度，安裝不同的工具或器械。

遠(yuǎn)程操作意味著位于數(shù)千英里外的維護(hù)工程師可以通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕引導(dǎo)COBRA在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部或狹窄管道網(wǎng)絡(luò)（例如核電站）中的復(fù)雜組件中導(dǎo)航，有些直徑僅與1英鎊硬幣相同。

為了進(jìn)行復(fù)雜的工業(yè)維修，COBRA目前配備了立體視覺相機(jī)和連接到蛇“頭部”的微型切割工具（末端執(zhí)行器）；根據(jù)所需的任務(wù)，可以更換其他需要修復(fù)或監(jiān)控的設(shè)備。

COBRA在醫(yī)療領(lǐng)域的早期測(cè)試

UTC主任Dragos Axinte教授說(shuō)：“我們已經(jīng)開始早期測(cè)試，看看機(jī)器人是否可以導(dǎo)航并有足夠的運(yùn)動(dòng)能力來(lái)執(zhí)行外科手術(shù)。對(duì)于醫(yī)療應(yīng)用，需要對(duì)探頭的設(shè)計(jì)和控制方法進(jìn)行大量安全調(diào)整，以使其適用于人體內(nèi)部檢查。該機(jī)器人具有廣泛的應(yīng)用潛力，醫(yī)學(xué)是我們研究的一個(gè)令人興奮的方向?！?/span>

NHS信托萊斯特大學(xué)醫(yī)院的耳鼻喉顧問和機(jī)器人外科醫(yī)生Oladejo Olaleye博士已經(jīng)對(duì)COBRA的醫(yī)療用途進(jìn)行了初步研究。

在一個(gè)假人身上對(duì)COBRA進(jìn)行了測(cè)試，通過(guò)口腔進(jìn)入喉嚨后部難以觸及的部位——目前如果沒有高度侵入性的手術(shù)，這些部位是無(wú)法進(jìn)入的。安裝在機(jī)器人上的高清攝像頭提供了喉嚨的“視野”，并顯示在操作屏幕上。

COBRA機(jī)器人易于操作，經(jīng)過(guò)五分鐘的培訓(xùn)后Olaleye博士在UTC實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了演示。使用手持驅(qū)動(dòng)器讓機(jī)器人在喉嚨中繞彎并鎖定多個(gè)位置，從而實(shí)現(xiàn)外科醫(yī)生所需的佳手術(shù)視野。

Olaleye博士認(rèn)為，COBRA 是“工程和醫(yī)學(xué)手術(shù)之間的接口”和“診斷內(nèi)窺鏡檢查和治療手術(shù)的未來(lái)”，為診斷和治療喉嚨、胸部或腸道疾病提供了一種可行的微創(chuàng)選擇。

現(xiàn)有的少數(shù)用于外科手術(shù)的機(jī)器人是巨大的機(jī)器，并不是專門為在人體內(nèi)部小的腔體中導(dǎo)航制造的。相比之下，COBRA非常緊湊和便攜，在胸腔、胃和腸道手術(shù)以及喉嚨手術(shù)中發(fā)揮了潛力，適用于不同的手術(shù)環(huán)境。

Olaleye博士在一份聲明中說(shuō)：“COBRA的優(yōu)勢(shì)包括靈活的結(jié)構(gòu)、彎曲和保持位置的能力、高清視圖、易于適應(yīng)和便攜性。獲得對(duì)喉嚨和喉癌的清晰視野，有望轉(zhuǎn)化為以更少的疼痛完全清除腫瘤，更快地恢復(fù)，提高患者的生存率和更好的康復(fù)結(jié)果。”

COBRA的下一步是在進(jìn)行臨床試驗(yàn)之前進(jìn)行一系列驗(yàn)證研究，從而將機(jī)器人的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為醫(yī)療實(shí)踐。