2017年11月16日，应我院助理教授齐鹏邀请，哈佛大学医学院美国国家医疗图像导航中心（NCIGT）徐冉博士在嘉定校区智信馆305室作了题为《下一代手术机器人：同心曲管针的缺陷与改进》的学术报告。

      徐冉，曾就读于哈尔滨工程大学获学士学位，2016年获加拿大西安大略大学博士学位。徐博士现在就职于美国国家医疗图像导航中心（NCIGT）和哈佛大学医学院，主要研究方向为：同心曲管手术机器人设计及其在神经、肺部、肝胆外科的应用，机器人与智能手术工具辅助医疗的方法与实现、基于光线的力与形状传感器设计、手术机器人与智能传感器的系统集成与一体化设计、手术机器人的数学建模与控制。

      前来参加学术报告的有我院控制科学与工程系的老师和同学们。报告历时一个多小时，在交互式的学习交流中，徐冉博士详尽地介绍了自己研究同心曲管针手术机器人的艰辛历程。从机械结构设计、软硬件环境搭建到数学建模与控制、曲管针路径规划，这其中每一个环节，徐博士都是自己亲自动手设计和完成的，期间遇到过的困难难以想象。在曲管针末端运动不受控的问题上，徐博士讲到这是他自己遇到的第一个大难题。学术界也没有研究清楚曲管针末端的不稳定、非连续运动问题。请教了一些数学专家无果后，他自己从头开始“啃”相关数学知识，最终建立了同心曲管针的运动控制模型，经过合理简化，提出了一种有效的解决方案，并大幅度提高了机器人的响应控制速度。为了使机器人能够真正应用于手术，徐博士不断改进设计方案，先后研发了三款样机，最终大幅度减轻了机器人的重量，能够方便地在手术台上操作。在制作第三代机器人时，徐博士遇到了另外一个大难题。为了解决实际应用问题，需要实时检测同心曲管穿刺针末端的应变情况，这样就必须在2毫米的管径内安装传感器，而符合尺寸要求的材料只有光纤。当时，徐博士跑遍加州，没有一家厂商能够完成这一工艺。没有人能做，就只能自己硬着头皮上。徐博士本科是学机械工程的，于是便购买零件和工具，亲自动手做了一台专用的铣床设备，经过几次失败后（一旦失败，价值100美元的光纤传感器就彻底没用了），最终在2毫米的管径内安装上了光纤传感器，完成了第三代样机的制作，也就是目前徐博士正在向市场推广的手术机器人。

徐博士设计的手术机器人系统采用同心曲管穿刺针，这种曲管针可以在人体内组织器官内“拐弯”，让医生对针头有更灵活和准确的操控。传统穿刺针无法插到的地方，可以用这个新的技术很轻松的解决。当曲针到达指定位置以后，可以对病灶实行活检、消融和引流等诊断和治疗手段。整套机器人装置采用遥操作架构，令医生可以在手术室外对机器人发送指令完成手术，避免了CT和X光影像设备产生的大量辐射，保护了医生的安全。

徐冉博士在做报告

       报告结束后，参会师生就同心曲管手术机器人研发当中的科学问题和产业现状，与徐冉博士展开了热烈的讨论。报告在现场师生的热烈掌声中顺利结束。（撰稿人  王经纬 齐鹏）