針灸由“針”和“灸”構成,是東方醫學的重要組成部分之一,其內容包括針灸理論、 腧穴 、針灸技術以及相關器具,在形成、應用和發展的過程中,具有鮮明的中華民族文化與地域特征,是基于中華民族文化和科學傳統産生的寶貴遺産。
針灸機器人研發涉及多個學科的交叉融合。徐天成聯合南京理工大學、天津大學、廣州中醫藥大學等高校志同道合的小夥伴組成研發團隊,共同開展攻關。針灸機器人的基本功是找到穴位、准確紮針。“人體有差異,但多數穴位的分布是按照人體比例固定的,只要建立一個准確的模型,就可以找到不同人的穴位,而這一方法,實際是對傳統針灸同身寸這一理念的延續。”徐天成介紹。
“針灸是中國在國際醫療領域有發言權的優勢技術,已在全球183個國家及地區應用,並被多個發達國家納入醫保。”徐天成表示,隨著針灸在國內外的廣泛應用,針刺研究標准化、國際化的重要性日益突顯,研發智能針灸機器人也成爲一種趨勢。
團隊運用高數混沌理論、分形幾何學、圖論等研發出的“初級階段”智能針灸機器人,由機械手、取穴系統和經絡儀等組成,工作前會參照人的臂長和皮脂厚度等數據,測算好穴位下針,測量精度能達到0.34毫米。機器人還會根據人的胖瘦和部位確定針刺深度,前臂的穴位可以深入皮膚約0.3厘米,上臂的穴位可以深入皮膚1厘米。“機械手上將裝備力學、電學等多種傳感器,以避免紮得太深,還能控制紮針的速度並匹配合適手法。”徐天成說。
2017年,徐天成團隊的針灸機器人項目入圍新加坡李光耀全球創新創業大賽36強,與來自劍橋大學等世界一流名校的碩博士同台競技。2018年,增加了智能屬性的該針灸機器人項目奪得“納賽爾王子國際青年創意獎”,成爲該項賽事開賽10年來的首個中國獲獎項目。2019年,徐天成作爲聯合國教科文組織主辦的第三屆“一帶一路”青年創意與遺産論壇85國青年代表之一全程參與,並通過分論壇交流促使“針灸數字化”寫入大會總結彙報。
徐天成說:“近兩年,研究團隊一直在拓展、完善針灸機器人的功能。”人體常用的穴位在300個左右,目前針灸機器人已能找到40%的穴位。輸入針灸機器人系統的各種專業數據,從初期的2萬多條增加到目前的30多萬條,爲智能配穴、開具針灸處方打下堅實基礎。
在徐天成團隊研發針灸機器人起步階段,這方面的研究還處于空白狀態。時至今日,國內外均有團隊在“啃”這塊“骨頭”,但成熟的産品尚未現身。“這表明針灸機器人前景看好,也促使我們團隊更加注重打造核心競爭力。”徐天成表示,與手術機器人相比,針灸機器人看似容易實則艱辛,其“智能決策”功能是目前廣泛應用的手術機器人所不具備的,不僅要求機器人能模仿針灸醫師的手法,更重要的是將傳統針灸思維轉化成符合現代醫學知識體系的結構化模式,從而完整實現“智能化”,這也是技術難點之一。
針灸機器人還要多久才能用于臨床?徐天成坦言,就本團隊的研究進展及有待解決的難題而言,樂觀地估計也需要兩三年。眼下,團隊正在進行“深度研發”,力爭早日推出能夠真正服務于臨床的“成熟版”智能針灸機器人。