00后中国博士生一作兼通讯Nature：全球首次，使用宇树人形机器人完成活体微创手术

发布时间：2026-07-09来源：生物世界

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

近年来，人形机器人（Humanoid Robot）在驱动、控制和学习方面的进展，已迅速将其从遥远的愿景推向近期内的实际部署。

医疗保健是一个尤为紧迫的领域，人员短缺和日益增长的护理需求，正在扩大临床工作量与可用熟练劳动力之间的差距。尽管当前的自动化主要集中于数字化和后勤任务，但医院中的大量工作仍具有具身性（embodied），需要在为人类而设计环境中的移动、操作和安全交互能力。因此，人形形态为此提供了独特的潜力，尤其是在辅助手术任务方面。

传统上，手术机器人系统是专用平台，例如直觉外科公司（Intuitive Surgical）的达芬奇手术系统。然而，目前尚不清楚现有的人形机器人系统在满足微创手术所需的精度、控制性和安全性方面已有多接近。

2026 年 7 月 8 日，加州大学圣地亚哥分校博士生梁泽楷作为第一作者兼通讯作者，在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：In vivo feasibility study of humanoid robots in surgery 的研究论文。梁泽楷，2023 年本科毕业于华中科技大学，2025 年硕士毕业于加州大学圣地亚哥分校，目前在加州大学圣地亚哥分校 Michael C. Yip 教授实验室读博。

该研究把一个市售的通用型人形机器人（宇树 G1）搬进了手术室，让它握着给人类医生使用的普通腹腔镜手术器械，通过远程操作，给两头猪做了腹腔镜胆囊切除手术。这也是首例人形机器人在活体中走完一套标准微创手术（MIS）流程。

近年来，能够行走、操作物体并在日常环境中运行的人形机器人已从遥远的设想变为触手可及的现实。人形机器人特别适合在现实世界中部署，因为其类人形态能够与专为人类设计的空间、工具和工作流程相兼容。

这一转变得益于人形机器人技术栈在驱动、控制和学习方面的持续进步。例如，现代人形机器人越来越多地采用高扭矩、低阻抗的电动执行器，以实现平稳快速的操作。与此同时，在软件方面，全身模型预测控制、基于强化学习的运动策略以及由基础模型驱动的感知与视觉-语言-动作策略取得了显著进展，极大地提升了在非结构化环境中的平衡稳健性、复杂接触操作能力和自主性。

除了技术进步之外，人形机器人的快速发展也日益体现在不断增长的产业动力和早期商业化尝试之中。这些趋势表明，人形机器人可能很快就能大规模地执行繁重的人类工作。

医疗保健是一个尤为关键的应用领域，日益增长的护理需求和持续存在的人员短缺，正对临床系统造成越来越大的压力。现有的医院机器人主要支持物流和行政任务，要将机器人辅助扩展到临床工作流程中，还需要具备具身交互、灵巧操作以及在以人为中心的环境中安全运行的能力。早期部署的医院物流机器人等应用表明，机器人在医疗环境中的辅助具有可行性。然而，大多数现有系统侧重于常规支持任务，而非涉及安全的关键临床操作。

除了支持和后勤之外，一个尤其具有重大影响且关系到安全的关键问题是——人形机器人能否协助完成外科手术任务。使用人形机器人进行手术的想法引起了公众的广泛关注，这主要得益于埃隆·马斯克（Elon Musk）曾高调宣称特斯拉 Optimus 机器人将在几年内超越顶尖外科医生。

以往的研究已广泛探索了用于微创手术的远程操作机器人系统，其中最具代表性的是专为该目的设计的平台，例如著名的达芬奇外科手术系统。为了减少对机械调节式远程运动中心（RCM）机构的依赖，通用型机械臂也通过运动学控制策略被用于维持腹腔镜手术孔位的约束，然而，这些系统仍然依赖于机器人专用的腹腔镜器械，包括达芬奇外科手术系统。

相比之下，具有类人运动学特性和灵巧上肢的人形机器人，为直接操作专为人类设计的手术器械提供了潜在途径。然而，目前的通用型人形机器人在多大程度上能够满足外科手术（尤其是微创手术）对精度、稳定性和安全性的要求，尚不明确。此外，除了微创手术之外，具备灵巧操作能力的人形机器人还可支持更广泛的临床活动，包括与患者互动、床边辅助以及医院物流等。这些多功能能力可能有助于提高资源利用效率，并在资源受限的医疗环境中降低资本、存储和运营需求。

在这项最新研究中，研究团队通过开发一种基于人形机器人、使用通用手术器械的腹腔镜远程操作框架，系统性地评估了当前人形机器人平台（该研究中使用了宇树 G1 人形机器人）在手术任务中的能力与局限性。腹腔镜手术因其在临床上的广泛应用以及达芬奇外科手术系统等成熟机器人系统的可用性，被选为代表性基准。研究团队开发了一种远程操作框架，使人形机器人能够通过主工具操作器（MTM）使用手动腕部器械进行腹腔镜操作。

外科手术人形机器人平台的远程操作系统

该远程操作框架利用立体视觉和手动腹腔镜工具，将直观的人手动作映射为比例缩放的器械控制，从而实现传统微创手术（MIS）机器人所具备的关键功能。研究团队首先通过台架实验和干实验室研究评估系统性能，并进一步在首个基于人形机器人的活体猪实验中验证了该远程操作框架，远程操控的人形机器人完成了两例胆囊切除术——一例手术由人形机器人和一名担任助手的人类外科医生组成的医护机器人团队协作完成；另一例手术则由两台人形机器人组成机器人团队协作完成。

人形机器人现场实施猪的腹腔镜胆囊切除术

总的来说，该研究对当前的人形机器人在腹腔镜手术任务中的技术进行了系统性评估，开发了一种基于人形机器人的腹腔镜远程操作框架，采用通用手术器械，并通过台架表征、涵盖不同手术经验水平的干实验室用户研究以及活体猪实验对其性能进行评估。在各项评估中，量化了该技术相对于现有外科平台的技术可行性、任务表现和临床就绪程度。

该研究综合提供了当前人形机器人在手术应用方面能力与局限性的循证评估，既展示了其潜力，也指出了其在临床部署前亟需解决的关键技术挑战。研究团队表示，远程操作中仍存在一些问题需要解决，例如，手术过程中，需要对人形机器人进行多次重新校准，这导致手术时间比使用达芬奇机器人系统时长得多。但这种情况在早期专用手术机器人系统中也很常见——首例机器人腹腔镜手术耗时 6 小时，而如今仅需 30 分钟。随着时间推移，人形机器人的这种情况很可能会得到显著改善。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10796-x