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    香港科技大學（科大）電子及計算機工程學系副教授申亞京領導的團隊，近日成功結合人工智能及機器人技術，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、手術輔助及術後復康，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，促進智慧醫(yī)療的發(fā)展。目前，團隊正積極與公私營機構、產(chǎn)業(yè)及投資者探討合作，推動項目的臨床應用及轉(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，具備細膩的觸感及靈巧的控制能力，然而，當手部神經(jīng)、肌肉或關節(jié)處受到壓迫或發(fā)生病變時，或會出現(xiàn)功能喪失、麻痹或針刺感等癥狀，特別是腦中風後，不少患者會經(jīng)歷手部動作障礙，及早發(fā)現(xiàn)和準確地診斷這些病癥的嚴重程度，有助減低對患者日常生活的困擾。

    然而，現(xiàn)時手部功能的評估一般依賴醫(yī)生透過觀察患者的動作，並結合經(jīng)驗作診斷。有見及此，申教授的團隊開發(fā)了一個AI手部觸覺交互系統(tǒng)PhyTac，這個呈圓錐狀的裝置設有多達368個感應單元，可精準對應手部各個發(fā)力點。患者只需手握裝置嘗試發(fā)力，醫(yī)生便可即時在AI系統(tǒng)中對應手部位置的發(fā)力點，有助醫(yī)生能快速監(jiān)測患者的康復過程，更可配合VR虛擬實境技術設計遊戲，讓病人利用裝置進行復康訓練，從而制定合適的復健方案。

    是次研發(fā)的技術突破之處，在於團隊首創(chuàng)以植物「螺旋蘆薈」的結構為靈感作設計，與一般蘆薈不同，「螺旋蘆薈」葉片呈三角形，以其對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)，團隊運用螺旋狀紋設計PhyTac，顯著提升感應器的密度之餘，亦大大提升裝置的傳感範圍，使裝置能夠準確反映手部力度，準確率高達97.7%。團隊亦正積極與醫(yī)院管理局社區(qū)復康中心探討合作，研究於中心內(nèi)應用PhyTac技術幫助病人。

    居家肺部功能檢測儀

    世界衛(wèi)生組織預計，到2030年，慢性阻塞性肺病（COPD）將會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「長新冠」），令定期肺部監(jiān)測的需求大大提升。為減少肺病病人頻繁前往醫(yī)院進行肺量測試的需要，團隊研發(fā)出一個「AI家用肺部功能檢測儀」，這個小巧的呼吸感測裝置，直徑僅8cm，重約78克，比一部智能手機輕一倍，方便用戶在家中隨時進行呼氣測試及訓練。未來，團隊望推動與醫(yī)療機構的數(shù)據(jù)互聯(lián)，並進一步將研發(fā)商品化，幫助有需求的患者盡早實現(xiàn)居家健康監(jiān)測。

    裝置設有一個「仿生生物力學的氣流感測器」（Biomimetic Biomechanical airflow sensor），讓病人可透過吹氣測試最高氣流速（Peak Expiratory Flow），準確度達99%。此外，團隊更特別結合了創(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，有助長期病患者在家中進行呼吸訓練。有關數(shù)據(jù)將會記錄在伺服器中，研究團隊更正構建雲(yún)端數(shù)據(jù)平臺，以實時傳輸吹氣測試的結果，讓醫(yī)生可遙距監(jiān)測病患的測試情況及進展。未來，團隊望推動與醫(yī)療機構的數(shù)據(jù)互聯(lián)，並進一步將研發(fā)商品化，幫助有需求的患者盡早實現(xiàn)居家健康監(jiān)測。

    全球最小多功能手術機器人

    微型醫(yī)療手術機器人常應用於微創(chuàng)手術，惟目前技術難十全十美，難以同時實施內(nèi)窺鏡手術操作、準確的導航功能且體積微小。有見及此，團隊研發(fā)出一款全球最小的多功能手術機器人，直徑僅為0.95毫米，體積較現(xiàn)有同類機器人小60%，集拍攝及精準導航能力，可協(xié)助醫(yī)療人員在人體內(nèi)取樣、傳送藥物及進行激光熱療手術。團隊已將機器人用於肺部支氣管模型及離體豬肺內(nèi)進行測試，證實機器人能夠在受限環(huán)境中保持優(yōu)秀的介入導航能力，並拍攝清晰的掃描成像，同時能在困難部位實踐多種治療功能?，F(xiàn)時，團隊正就內(nèi)窺鏡的光路進行優(yōu)化並尋求資本合作，預計半年內(nèi)將會開展動物實驗，為開展下一階段的臨床試驗作準備。

    申教授表示，人工智能及機器人技術日新月異，人機互動的潛力無限，定必成為未來的大勢所趨。是次研發(fā)的一系列醫(yī)療器械，正正是希望結合機器人技術、工程學與生物醫(yī)藥等跨學科知識的成果，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。憑藉科大於機器人及AI領域的研究優(yōu)勢，團隊將會繼續(xù)開發(fā)更高感知的機器人，實現(xiàn)機器人與人類之間更加安全和自然的互動，從而開拓更多具影響力的研究設計，支援醫(yī)療等各行各業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

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