窦琪｜智制外科大夫帮手 自从手术新篇

　　博士阶段，窦琪收成了科研生活生计第一个具有里程碑意义的。深度进修正在天然图像范畴虽已大获成功，但面临CT、MRI这类三维医学影像，却陷入窘境——保守神经收集无法充实捕获人体剖解布局正在三维空间的复杂联系关系。“天然图像是二维的，而医学影像是活生生的人体布局，必需用三维思处理。”窦琪从零摸索，提出三维深度神经收集架构，建立不变的反向和现空间多级特征融合机制，成功将其使用于医学图像朋分和检测。这项研究耗时一年半，仅注释手艺道理的示企图，窦琪就频频打磨1个多月。最终，论文颁发正在医学影像范畴顶刊《医学影像阐发》（Medical Image Analysis），不只斩获2017年度爱思唯尔期刊最佳论文——这是中国科研单元初次获此殊荣，更为三维医学影像阐发供给了通用范式。

　　回首本人的科研，窦琪常感伤：“正在航空航天大学（以下简称‘北航’）读书时，教员常说，21世纪是生命科学的时代。其时还没有AI医疗的明白概念，但大学里的教员让我们把根本打牢、把视野放宽。现正在回头看，那些交叉课程，都是今天的基石。”从北航的萌芽，到港中大的成长取，再到英国帝国理工大学的，她用十余年时间证明，交叉学科的“1+12”从来不是一蹴而就，而是用每个阶段的深耕细做，换来最终的厚积薄发。

　　窦琪取手术机械人的，早正在北航的讲堂上就埋下了种子。生物医学工程专业分析交叉的培育系统为她打下了深挚根底。计较机、机械从动化、人体剖解……这些看似繁杂的课程，让她得以普遍触摸工程手艺正在医疗场景的使用空间。因对计较机的交叉使用场景感乐趣，大三时，她就走进尝试室，并悄然定下读博的标的目的。

　　这份“死磕”换来了冲破。2021年9月，SurRoL模仿器正在机械人国际会议IROS上开源，现在已成为全球标杆——美国约翰斯·霍普金斯大学、英国伦敦大学学院、新加坡国立大学等出名大学的顶尖尝试室都正在用它开展研究。“做准确的事，迟早会被承认。”窦琪语气安静，却藏着果断。

　　正在窦琪看来，具身智能的成长趋向是实现机械人的高度自从取人道化。同时，AI、机械人手艺取各范畴的交叉立异，势必送来迸发。“具体到医疗AI和手术机械人范畴，我相信正在不远的未来，更数字化、更伶俐的机械人必然能实现临床使用，为大夫和患者供给切实帮帮。”正在跨学科的海潮中锚定社会需求航向，窦琪的科研，一直贯穿戴“做难而准确的事”的苦守。正在时代的机缘里，将小我科研抱负融入粤港澳大湾区科创成长的脉搏，融入平易近生福祉的期许，前大概仍有无数，但这份以科研之力守护生命健康的初心，这份锚定标的目的便勇往直前的热爱，终将让冰凉的机械发展出温暖的“聪慧”，让手术室里的AI相伴之光，更多患者的但愿。

　　手术机械人是机械人财产“皇冠上的明珠”，更是“健康中国2030”计谋中守护平易近生健康的利器。这一范畴，曾因达芬奇机械人的垄断被国外攥紧手艺话语权，现在却因一群中国科研人的冲破送来转机。当微创外科进入机械人手术时代，智能化成为破局环节，中文大学副传授窦琪率领多学科研究团队交出了一份亮眼答卷：成功研发出基于人工智能（AI）驱动的手术机械人从动化手艺，并将手艺集成于国产机械人中，纱布抓取、血管夹闭等多项自从手术操做，相关登上《科学·机械人》（）。据引见，这是全球首例基于具身智能手艺实现的多功妙手术从动化活体动物验证，为从动化手术机械人范畴供给了数据驱动的纯视觉处理方案。“手术机械人不是代替大夫，而是要成为他们最靠得住的‘第三只手’。”窦琪言语干脆利落，一如她正在科研疆场上曲击难题的行事气概，这位立脚国际科研膏壤的摸索者，正以手艺冲破为国产手术机械人叩开全球前沿大门。

　　博士结业后，窦琪慕名前去英国帝国理工大学，插手国际顶尖的生物医学影像阐发尝试室做博士后。正在国外的研究履历中，她不只深化了医学影像阐发的研究，更正在取华人学者的交换中打开了视野。“既然影像阐发手艺已逐步成熟，为何不往硬件平台延长，使用到手术机械人上？”这个念头，为日后的冲破埋下伏笔。

　　2021年，窦琪团队取国产手术机械人企业康诺思腾展开产学研合做，手艺落地的程序大大加速。为了让手艺更贴合临床需求，她自动对接港中大医学院团队，邀请外科大夫全程参取研发。正在多学科团队的协做下，手艺精准度不竭提拔，终究送来环节的活体动物尝试。

　　科研攻坚之余，窦琪积极摸索多学科团队扶植，尝试室人才辈出。她倡导逃求高质量科研的团队文化，强调不做无用功，并激励学生深切手术室领会流程取大夫需求，认为找准问题是手艺立异的前提。人才培育上，她更沉视对科研档次取思虑能力的塑制。闲暇时，她会组织学生开展户外勾当，加深交换，让尝试室成为跨学科人才成长的摇篮。

　　窦琪方针明白：给机械人拆上能“看懂”手术场景的“慧眼”，让它正在没有额外设备的环境下，精准完成辅帮操做。终究手术场景瞬息万变，连经验丰硕的大夫都要全神贯注，仅凭内窥镜图像就让AI自从判断，难度可想而知。将冲破口选正在AI具身智能手艺上，她率领团队搭建起奇特的手艺框架，将机械视觉模子、强化进修取视觉伺服节制手艺深度融合。此中一个环节立异，是基于根本模子的视觉系统——它像大夫的眼睛一样，通过尺度双目内窥镜的及时画面，精准识别血管、组织的，而且计较出手术器械取软组织的距离。“就像给机械人配了‘超等大脑’，既能看懂画面，又能快速做出反映。”窦琪注释道。

　　2013年，北航的暑假交换勾当，让窦琪取港中大结缘。“校园漂亮，科研气味稠密。”此次偶尔体验，让她判断申请港中大计较机系曲博，进入王安然传授尝试室——一个专注于计较机医疗使用的科研高地，让她的学科交叉之有了明白发力点。“深度进修算法AlexNet正在ImageNet图像识别竞赛中的冲破，让人们看到了手艺变化的机遇。”窦琪抓住契机，将研究锁定正在AI取医学影像的连系上。

　　正在窦琪看来，手术机械人的成长关乎平易近生福祉。我国优良医疗资本分布不均，一些下层病院因缺乏经验丰硕的外科大夫，难以开展复杂微创手术。从动化手术机械人能辅帮大夫完成根本操做，降低手术门槛，让更多患者受益。“研究不只要逃前沿，更要接地气，让手艺实正办事于国度医疗卫生事业。”这份坐位，让她的科研走得非分特别果断。

　　这些的，加之分歧肄业阶段的堆集，让窦琪得以融合多学科劣势，最终汇聚成合力。2020年回到港中大组建团队时，面临“AI取机械人各说各话”的行业窘境，她毫不怯场——“交叉学科不是简单叠加，0。5+0。5=0，1+12，必需每个范畴都深切控制。”这份对交叉学科的深刻理解，成为窦琪鞭策手艺冲破、破解行业难题的焦点驱动力。

　　5年前，窦琪决定进军AI手术机械人从动化范畴时，面临的是“无米之炊”的困境。“其时连公用模仿器都没有，而模仿器是机械人智能落地的焦点东西。”那时具身智能的概念尚未兴起，但她已清晰规划出手艺径：用交互式进修连系视觉，正在模仿器中锻炼活动规划，再无缝跟尾实正在手术场景。这个思经手艺推演完全可行，可第一步就卡了壳——全球都找不到适配的手术机械人模仿器。

　　近年，粤港澳大湾区科创活跃，内地项目赞帮持续向科研工做者，这为窦琪供给了广漠平台。2022年她获批初次向港澳的国度天然科学基金青年基金，2023年入选优良青年基金，2025年，她获何享健科学基金青年科学家项目首期赞帮。这些资金将帮力她开展前沿摸索及取内地病院的合做，加快手艺临床。从英国回港，拿到多个项目赞帮，窦琪高兴本人踩准了国度科创成长的海潮。她常对团队说，把小我科研事业融入国度成长大势，才能更好阐扬价值。

　　2020年，窦琪竣事英国帝国理工大学的博士后研究回到中文大学（以下简称“港中大”），彼时的手术机械人范畴正处于“AI取机械人各说各话”的混沌境地。保守手术机械人由大夫操控——双手掌控多只机械臂，脚下还要屡次切换节制，精神耗损庞大；而所谓的“从动化”机械人，要么依赖复杂的额感器，要么被人工预定义法则，正在临床使用中“束手束脚”。“手术机械人可否更有自从性？”窦琪决定从零起头摸索。

　　“每个阶段都碰到好教员，是我最幸运的事。”窦琪常说。北航的通识教育让她敢跨界，港中大的王安然传授带她入对行，帝国理工的学术空气让她拓视野，而帮帮她完成从影像到机械人跨界的，是港中大机械人研究所所长刘云辉传授。更让她受益的，还有被誉为“手术机械人之父”的拉塞尔·泰勒（Russell H。Taylor）传授，“他和蔼可掬，思维活跃，每次交换都毫无保留，他的激励和承认给了我良多力量”。

　　现在，窦琪正率领团队向“让AI手术机械人走进手术室”的方针迈进。她认为，AI辅帮手术机械人要走进手术室，起首要霸占的是心理的。当然，监管层面的规范流程必不成少，但究其素质，是要撤销人们对平安性的顾虑。“其实，手术机械人的AI自从化程度和从动驾驶一样，也分为L1到L5不划一级。目前我们的手艺成熟度，还达不到全从动手术的级别，现阶段的研发沉心是做大夫的‘智能帮手’。将来5年，但愿我们的手术机械人能实现根本使命的模块化智能辅帮，笼盖大夫日常高频手术操做。”。

　　学科壁垒曾是最大妨碍，AI研究者不懂手术流程，外科大夫不领会算法逻辑，人工智能和机械人两个范畴尚未交错，团结适的手术机械人模仿器都找不到。窦琪没有，而是率领团队自从研发了手术机械人具身智能平台SurRoL。这个平台就像“数字孪生”，AI手艺正在完成锻炼后，能间接迁徙到实正在机械人上。更罕见的是，她自动将SurRoL向全球开源，鞭策社区汇聚了国表里从业者，她说：“科研不是闭门制车，帮帮更多人参取进来，才能更快鞭策行业成长。”？。

　　现在，窦琪团队的研究正稳步推进临床，多轮动物尝试正正在有序开展。将来，她打算让机械人“懂得”分歧外科大夫的操做习惯，实现个性化人机协同。“每个大夫都有本人的手术气概，让机械人顺应大夫，才能成为他们贴心的智能伙伴。”洒脱精悍的窦琪，正带着她的“慧眼”机械人，正在手术机械人从动化的赛道上稳步前行，让AI辅帮手术的将来，离临床越来越近。

　　“良多人感觉工程化工做出不了论文，没需要费气力。”但窦琪深知，根本东西是交叉学科的“敲门砖”。她带着团队从零起头搭建SurRoL模仿器，从底层架构、数据传输系统，到人机交互界面、强化进修算法引擎，一点点啃下硬骨头。设想的功能大夫并不需要，团队就正在频频试错中复盘调整。“科研大都时候都正在失败，环节要找准问题环节。”窦琪常对学生说，她本人带着团队调试代码，正在手术室不雅摩记实大夫操做细节，确保手艺贴合现实需求。

　　当腔镜手术机械人正在港中大医疗机械人立异手艺核心自从完成血管夹闭、组织牵拉、纱布抓取等一系列操做时，正在场的人无不显露欣慰的脸色，这意味着国产手术机械人正在从动化范畴可能实现“弯道超车”。“手艺能实正办事于临床，才最成心义。”窦琪的目光一直聚焦正在临床价值上，这取她将小我事业融入国度健康计谋的密不成分。

　　另一个冲破正在于通用性。以往的从动化手艺都是“专人专岗”，针对血管夹闭开辟的法式，换成软组织牵拉就不再合用。窦琪团队改用数据驱动的交互式进修体例，通过具身智能算法让机械人“触类旁通”，无论面临纱布抓取仍是血管操做，都能快速适配。“我们做的不是单一使命的机械人自从操做，而是能应对复杂手术场景的‘多面手’。”这份底气，来自团队无数个日夜的调试。

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