【摘要】行业图谱研究是本中心科技成果转化研究的一项子课题，目标定位于清晰理解前沿科技成果的技术核心、科创企业的技术竞争力及科研工作者的研究进度，从而助力科技成果转化效率的提升。行业图谱研究将以系列形式展开，选取国家战略重点科技领域的商业应用场景逐一进行，时效性较强。
本报告为行业图谱研究之生物医学系列中的课题：自主手术机器人行业研究报告。自主手术机器人作为手术机器人领域的新兴方向，旨在通过集成先进的计算机视觉、感知、运动控制和人工智能技术，实现对手术过程中的环境感知、信息处理和任务执行，从而提高手术的精确性、安全性和效率，减少对医生直接手动操作的依赖。近年来，自主手术机器人正处于技术进步、临床需求等因素驱动下快速发展阶段。自主手术机器人主要应用于简单重复，并且任务量很大的手术子任务，比如缝合等。自主手术机器人的关键技术涵盖感知系统、决策系统和执行系统，其中感知技术决定着该技术水平的核心竞争力。
在全球范围内，以美国北卡罗来纳大学威明顿分校等研究机构研
发的STAR(Smart Tissue Anastomosis Robot)自主手术机器人系统为代表，正引领着自主手术机器人的快速发展。这些系统通过集成光学相机、近红外荧光成像等多源感知技术，以及基于深度学习的组织识别与跟踪算法，实现了对手术环境的实时感知；并采用基于规则或强化学习的智能规划算法，对缝合等关键手术步骤实现自主操控。目前，STAR系统在动物实验中展现出优于人工缝合的精确性和稳定性。根据自主化程度，自主手术机器人可分为6个等级。STAR机器人系统是目前自主化程度最高的自主化手术机器人系统，自主等级为3级，即有监督的自主性。该系统的自主化程度有望得到进一步的提升。
在国内，以北航和北邮为代表的研究团队在手术自主化领域有相应的研究和尝试，其中的感知系统主要是根据双目摄像头进行设计。尽管相关的研究已经发表，但是目前的自主化的手术任务，比如手术切口闭合、手术中组织表面血液移除，相较简单。同时，目前国内的研究只停留于实验室模型验证阶段，需要进一步的动物实验和临床实验验证。
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