2022年12月，由鉑力特支持中國科學院香港創新研究院人工智慧與機器人創新中心（以下簡稱「創新中心」）研製的微創腦手術柔性機器人系統MicroNeuro獲得了首屆中銀香港科技創新獎。MicroNeuro系統將手術大模型與機器人相結合，將有效幫助醫生減少精神高度緊張的干擾、較精準抵達大腦深處順利完成腦手術，同時減少腦組織損傷。鉑力特為這項系統的研發提供了金屬增材製造技術支持。
接下來，讓我們進一步了解MicroNeuro系統對實施精準、微創腦手術帶來的意義，以及鉑力特金屬增材製造技術在該系統先端結構件製造中的應用。
MicroNeuro微創腦手術柔性機器人系統：（左-a）預臨床實驗現場；（右-b）柔性機器人
鉑力特
/ 為什麼需要MicroNeuro微創腦手術柔性機器人系統？
腦部作為人體最為複雜和重要的器官之一，控制著人體的各項生理和心理活動，腦部手術十分複雜、風險極高，需要精密的手術設備和高度專業化的醫療團隊。
由中國科學院香港創新研究院人工智慧與機器人創新中心執行主任劉宏斌及香港中文大學醫學院神經外科陳達明團隊聯合研發的MicroNeuro系統融合了多級柔性內鏡、高精準控制、增強現實手術導航與AI大模型等最新技術，解決了腦組織脆弱、空間狹小、手術操作困難等挑戰，致力突破人類手-眼-腦操作的極限。使用MicroNeuro系統，醫生只需在顱骨上鑽一個小孔，便可操作柔性機械臂安全地抵達大腦深處進行精準的手術，同時大幅減少對腦組織的損傷。
「我們認為金屬3D列印是機器人系統中先端結構件的唯一的低成本、高精度生產方式。」
中國科學院香港創新研究院人工智慧與機器人
創新中心的工程師
/ 為什麼選擇金屬3D列印技術？
鉑力特協助MicroNeuro項目組研發的這款先端結構件，結構小巧精緻，最小的結構只有0.15mm壁厚。傳統加工存在難定位、難加工、易變形等問題。金屬3D列印在保證精細結構成形的同時，加工效率也很高。3D列印可以顯著縮短零件的研發時間、降低材料成本、提高材料利用率，高效又環保。
而創新中心的工程師提到，「用在腦手術機器人工具的先端結構件，用於固定安裝圖像單元、照明單元、器械通道等部件。此外，我們也在外徑僅3mm的內鏡中加入了力感知功能，所使用的光纖也需要固定到先端上。未來，我們可能還需要在這個結構件上集成如沖洗鏡頭、抽吸氣等異形通道。因此，我們認為金屬3D列印是這類零件的唯一的低成本、高精度生產方式。」
/ 批量交付質量穩定的3D列印零件
先端結構件是用SUS 316L不鏽鋼材料3D列印而成，使用BLT-A160D設備，5小時可滿版3D列印1190件；得益於鉑力特設備的穩定性，不同設備不同批次滿版列印後的產品質量一致，批產效率高、質量好。
該零件的成形工藝路線是3D列印＋拋光工藝，鉑力特產品團隊實現了零件的細節成形，又通過拋光後處理保證對於零件表面的粗糙度要求，良率穩定。
在研發階段，鉑力特產品團隊基於用戶需求，幫助用戶實現了精細結構的快速驗證；在批量生產方面，團隊發揮高效率與低成本的優勢，按期交付了一致性強，質量穩定的先端結構零件。
「鉑力特為我們提供了優質的金屬3D列印服務，協助我們研發了柔性內窺鏡先端零件、多腔剛性外鞘內鏡、異性導水管多種關鍵部件。結合鉑力特的技術讓腦手術機器人的設計更加便捷靈活、結構緊湊，徹底解決了微型醫療器械加工難度高、設計受限、生產效率低等難題。3D列印出的金屬零件精確度極高，表面處理精美，且強度和耐用性都非常理想。這些零件的質量直接提升了我們的研發效率和最終產品的性能。我們與鉑力特保持著長期友好的合作，鉑力特團隊在應對我們的需求和疑問方面表現出了既專業又細心的態度，助力腦手術機器人的研發。未來我們希望可以繼續講金屬3D列印技術推廣到我們其他課題研究上，與鉑力特開展更加緊密的合作。」
關於中國科學院香港創新研究院人工智慧與機器人創新中心：中國科學院香港創新研究院是中國科學院在港設立的首個國家級新型研發機構。2019年在港正式註冊，下設兩個創新中心。其中，人工智慧與機器人創新中心 (https://www.cair-cas.org.hk) 依託中國科學院自動化研究所(CASIA)建設，圍繞新一代人工智慧基礎理論、面向健康的智能技術、新型人機互動技術與設備、人工智慧開放平台技術等開展國際前沿研究工作。其目標是打造香港人工智慧國家隊品牌，吸引國際高端人才，建設人工智慧與機器人在醫療科技，生命健康等創新應用的國際創新高地。
參考資料：
《中國科學院香港院AIR中心成果首次亮相WAIC世界人工智慧大會》
《大模型加持手術機器人：可助力分級診療，需解決數據流通難》.澎湃新聞