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近日，中國科學院自動化研究所團隊研發出一款自主顯微眼科手術機器人系統，并驗證了臨床可行性。該系統在整個眼內空間能夠實現自主的視網膜下和血管內注射，可以提高眼底注射的精確性、安全性和一致性，并減少醫源性損傷，同時能夠輔助外科醫生更加專注于手術設計和監督任務。視覺是人類感知世界、獲取外部信息的主要渠道。由于眼睛軟組織結構精細、操作空間狹小，醫生在眼內手術中的手動操作面臨著挑戰。自主機器人手術系統在眼科手術中的應用，能夠通過更智能、精準的操作控制來提升手術安全性，縮短外科醫生學習曲線，為多種眼科疾病的治療提供了新可能。自主顯微眼科手術機器人系統構建了從術中三維空間感知、跨尺度精確定位到軌跡精準控制的核心算法模塊。在三維空間感知方面，研究提出了多視角空間融合方法，克服了多模態眼內成像中的成像異質性和動態空間失準問題，構建了術中動態更新的全局三維地圖，實現了對眼內區域的全面感知；在精確定位方面，研究提出了基于準則加權的多傳感器數據融合方法，解決了檢測范圍、誤差幅度和采樣頻率的差異，使機器人手術器械尖端在眼內區域實現精確的宏觀—微觀定位；在軌跡控制方面，研究提出了多約束目標優化方法，對機器人末端執行器的軌跡進行精確規劃，并結合人監督下的力—位置—影像混合控制確保了手術安全性。在眼球假體、離體豬眼球及活體動物眼球的視網膜下注射與血管注射實驗驗證中，該系統均實現了100%的注射成功率。與醫生手動手術及醫生主從操作機器人手術相比，平均定位誤差分別減少了79.87%和54.61%，表現出更高的安全性和精準性。這一研究為眼內手術的自主化開辟了新的技術路徑，驗證了自主機器人在顯微手術中應用的可行性，有望推動眼科手術治療的智能化和精準化升級，在遠程醫療和極端環境等復雜場景中展現出應用潛力。相關研究成果發表在《科學-機器人》（Science Robotics）上。研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中國科學院相關項目等的支持。論文鏈接顯微眼科機器人進行自主視網膜手術示意圖