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    香港科技大學(xué)（科大）電子及計(jì)算機(jī)工程學(xué)系副教授申亞京領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，近日成功結(jié)合人工智能及機(jī)器人技術(shù)，研發(fā)出三款突破性的智能醫(yī)療器械，分別適用於診療監(jiān)測(cè)、手術(shù)輔助及術(shù)後復(fù)康，旨在輔助醫(yī)生解決目前診療過程中所遇到的困難，優(yōu)化程序及提高效率，促進(jìn)智慧醫(yī)療的發(fā)展。目前，團(tuán)隊(duì)正積極與公私營(yíng)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)及投資者探討合作，推動(dòng)項(xiàng)目的臨床應(yīng)用及轉(zhuǎn)化落地。

    AI手部觸覺交互系統(tǒng)PhyTac

    人類的雙手擁有高度密集的神經(jīng)分布，具備細(xì)膩的觸感及靈巧的控制能力，然而，當(dāng)手部神經(jīng)、肌肉或關(guān)節(jié)處受到壓迫或發(fā)生病變時(shí)，或會(huì)出現(xiàn)功能喪失、麻痹或針刺感等癥狀，特別是腦中風(fēng)後，不少患者會(huì)經(jīng)歷手部動(dòng)作障礙，及早發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確地診斷這些病癥的嚴(yán)重程度，有助減低對(duì)患者日常生活的困擾。

    然而，現(xiàn)時(shí)手部功能的評(píng)估一般依賴醫(yī)生透過觀察患者的動(dòng)作，並結(jié)合經(jīng)驗(yàn)作診斷。有見及此，申教授的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)AI手部觸覺交互系統(tǒng)PhyTac，這個(gè)呈圓錐狀的裝置設(shè)有多達(dá)368個(gè)感應(yīng)單元，可精準(zhǔn)對(duì)應(yīng)手部各個(gè)發(fā)力點(diǎn)?；颊咧恍枋治昭b置嘗試發(fā)力，醫(yī)生便可即時(shí)在AI系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)手部位置的發(fā)力點(diǎn)，有助醫(yī)生能快速監(jiān)測(cè)患者的康復(fù)過程，更可配合VR虛擬實(shí)境技術(shù)設(shè)計(jì)遊戲，讓病人利用裝置進(jìn)行復(fù)康訓(xùn)練，從而制定合適的復(fù)健方案。

    是次研發(fā)的技術(shù)突破之處，在於團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)以植物「螺旋蘆薈」的結(jié)構(gòu)為靈感作設(shè)計(jì)，與一般蘆薈不同，「螺旋蘆薈」葉片呈三角形，以其對(duì)稱及五尖的螺旋狀紋見稱，能夠避免葉子互相遮擋，從而攝取陽光。受此啟發(fā)，團(tuán)隊(duì)運(yùn)用螺旋狀紋設(shè)計(jì)PhyTac，顯著提升感應(yīng)器的密度之餘，亦大大提升裝置的傳感範(fàn)圍，使裝置能夠準(zhǔn)確反映手部力度，準(zhǔn)確率高達(dá)97.7%。團(tuán)隊(duì)亦正積極與醫(yī)院管理局社區(qū)復(fù)康中心探討合作，研究於中心內(nèi)應(yīng)用PhyTac技術(shù)幫助病人。

    居家肺部功能檢測(cè)儀

    世界衛(wèi)生組織預(yù)計(jì)，到2030年，慢性阻塞性肺?。–OPD）將會(huì)成為全球第三大殺手，而新冠肺炎疫情過後，不少患者均出現(xiàn)新冠後遺癥（又稱「長(zhǎng)新冠」），令定期肺部監(jiān)測(cè)的需求大大提升。為減少肺病病人頻繁前往醫(yī)院進(jìn)行肺量測(cè)試的需要，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一個(gè)「AI家用肺部功能檢測(cè)儀」，這個(gè)小巧的呼吸感測(cè)裝置，直徑僅8cm，重約78克，比一部智能手機(jī)輕一倍，方便用戶在家中隨時(shí)進(jìn)行呼氣測(cè)試及訓(xùn)練。未來，團(tuán)隊(duì)望推動(dòng)與醫(yī)療機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)互聯(lián)，並進(jìn)一步將研發(fā)商品化，幫助有需求的患者盡早實(shí)現(xiàn)居家健康監(jiān)測(cè)。

    裝置設(shè)有一個(gè)「仿生生物力學(xué)的氣流感測(cè)器」（Biomimetic Biomechanical airflow sensor），讓病人可透過吹氣測(cè)試最高氣流速（Peak Expiratory Flow），準(zhǔn)確度達(dá)99%。此外，團(tuán)隊(duì)更特別結(jié)合了創(chuàng)新的趣味遊戲，讓用家可一邊透過控制吹氣力量，一邊控制遊戲中的飛鳥避過障礙，有助長(zhǎng)期病患者在家中進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。有關(guān)數(shù)據(jù)將會(huì)記錄在伺服器中，研究團(tuán)隊(duì)更正構(gòu)建雲(yún)端數(shù)據(jù)平臺(tái)，以實(shí)時(shí)傳輸吹氣測(cè)試的結(jié)果，讓醫(yī)生可遙距監(jiān)測(cè)病患的測(cè)試情況及進(jìn)展。未來，團(tuán)隊(duì)望推動(dòng)與醫(yī)療機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)互聯(lián)，並進(jìn)一步將研發(fā)商品化，幫助有需求的患者盡早實(shí)現(xiàn)居家健康監(jiān)測(cè)。

    全球最小多功能手術(shù)機(jī)器人

    微型醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人常應(yīng)用於微創(chuàng)手術(shù)，惟目前技術(shù)難十全十美，難以同時(shí)實(shí)施內(nèi)窺鏡手術(shù)操作、準(zhǔn)確的導(dǎo)航功能且體積微小。有見及此，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款全球最小的多功能手術(shù)機(jī)器人，直徑僅為0.95毫米，體積較現(xiàn)有同類機(jī)器人小60%，集拍攝及精準(zhǔn)導(dǎo)航能力，可協(xié)助醫(yī)療人員在人體內(nèi)取樣、傳送藥物及進(jìn)行激光熱療手術(shù)。團(tuán)隊(duì)已將機(jī)器人用於肺部支氣管模型及離體豬肺內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，證實(shí)機(jī)器人能夠在受限環(huán)境中保持優(yōu)秀的介入導(dǎo)航能力，並拍攝清晰的掃描成像，同時(shí)能在困難部位實(shí)踐多種治療功能。現(xiàn)時(shí)，團(tuán)隊(duì)正就內(nèi)窺鏡的光路進(jìn)行優(yōu)化並尋求資本合作，預(yù)計(jì)半年內(nèi)將會(huì)開展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，為開展下一階段的臨床試驗(yàn)作準(zhǔn)備。

    申教授表示，人工智能及機(jī)器人技術(shù)日新月異，人機(jī)互動(dòng)的潛力無限，定必成為未來的大勢(shì)所趨。是次研發(fā)的一系列醫(yī)療器械，正正是希望結(jié)合機(jī)器人技術(shù)、工程學(xué)與生物醫(yī)藥等跨學(xué)科知識(shí)的成果，目的是為醫(yī)生解決於診斷及治理的過程所遇到的瓶頸，提高醫(yī)療流程的效率。憑藉科大於機(jī)器人及AI領(lǐng)域的研究?jī)?yōu)勢(shì)，團(tuán)隊(duì)將會(huì)繼續(xù)開發(fā)更高感知的機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與人類之間更加安全和自然的互動(dòng)，從而開拓更多具影響力的研究設(shè)計(jì)，支援醫(yī)療等各行各業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

    申教授的團(tuán)隊(duì)去年獲創(chuàng)新科技署「產(chǎn)學(xué)研1+計(jì)劃」（RAISe+）的撥款資助，成為首批24個(gè)項(xiàng)目之一。團(tuán)隊(duì)以突破性的觸覺傳感器（tactile sensor series），精準(zhǔn)地計(jì)算出人形機(jī)器人指尖於各方向的接觸力度，賦予類似人類的觸覺，在科技應(yīng)用上非常廣泛。該研發(fā)可以讓機(jī)器人更準(zhǔn)確地感知和理解其環(huán)境和人類動(dòng)作的意向，加上能夠理解語音意義及接收視覺訊息，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與人類之間更加安全和自然的互動(dòng)，正與香港各研究院、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、醫(yī)療健康中心、機(jī)器人等相關(guān)行業(yè)展開合作。