發(fā)布日期：2017-10-27
當(dāng)騰訊副總裁、騰訊人工智能實(shí)驗(yàn)室AI Lab院長(zhǎng)姚星2016年10月在TEDx的一場(chǎng)演講上透露其AI（人工智能）野心，想給每個(gè)人都造一個(gè)溫暖的“大白”時(shí)，南京中醫(yī)藥大學(xué)的一位在校學(xué)生已經(jīng)默默開始了他的“大白之旅”——希望造出一款針灸機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選穴、定位以及無(wú)痛進(jìn)針。
針灸最早記載于《黃帝內(nèi)經(jīng)》一書。一般的針灸之學(xué)認(rèn)為，生命的能量是“氣”，氣在十二經(jīng)絡(luò)中流動(dòng)，“氣”堵塞，即會(huì)招致疾病。所以，治病之道在于紓解阻塞或找一條暫時(shí)的替代路線，而用針刺或艾條灸經(jīng)絡(luò)上相應(yīng)的通道關(guān)卡——穴位，則可恢復(fù)“氣”的平衡。
在今天大多的醫(yī)書和“銅人圖”上，人體已經(jīng)確定的穴位有300多處。盡管國(guó)內(nèi)外對(duì)經(jīng)絡(luò)與穴位的存在與否尚存爭(zhēng)議，但其療效在國(guó)際上已頗有些認(rèn)可度。以美國(guó)為例，到2015年時(shí)全美就已經(jīng)有44個(gè)州承認(rèn)針灸合法，針灸成為美國(guó)整合醫(yī)學(xué)和醫(yī)療保健的一部分。
對(duì)于針灸醫(yī)師而言，由于存在著個(gè)體差異，如何辨證選經(jīng)選穴、取穴是否準(zhǔn)確、針灸手法是否得當(dāng)?shù)?，正是體現(xiàn)針灸師水平高下之處。
實(shí)際上，傳統(tǒng)針灸遭現(xiàn)代醫(yī)學(xué)”攻擊“的一個(gè)主要方面就是，人工取穴多有一定的主觀性和不確定性，而且針灸師手法標(biāo)準(zhǔn)化欠佳，由此進(jìn)一步造成針灸實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性較差等。國(guó)外甚至曾有研究認(rèn)為針灸與安慰療法無(wú)異。
這種背景下，試圖運(yùn)用非人工手段進(jìn)行自動(dòng)取穴、使得穴位定位標(biāo)準(zhǔn)化，成為近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)界的努力方向。
2015年《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》里“醫(yī)療機(jī)器人”大白的橫空出世，讓當(dāng)時(shí)就讀于南京中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿專業(yè)的大四學(xué)生徐天成，心中一動(dòng)。
能不能做一款會(huì)針灸的大白，解決上述人工針灸存在的問(wèn)題？
受身為針灸師的父親的影響，徐天成自小便癡迷于神秘的針灸學(xué)。他在網(wǎng)上搜索發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于針灸機(jī)器人的公開消息極少，只2011年曾有報(bào)道說(shuō)將在甘肅蘭州建一條生產(chǎn)線可年產(chǎn)10 萬(wàn)臺(tái)可以自行針灸的中國(guó)“皇甫謐”針灸機(jī)器人——這款機(jī)器人的名字來(lái)源于東漢醫(yī)學(xué)家皇甫謐，他因?qū)懢椭袊?guó)第一部針灸學(xué)的專著《針灸甲乙經(jīng)》，被后世尊為“針灸鼻祖”。
但自那之后，便再無(wú)公開消息。
針灸機(jī)器人的領(lǐng)域近乎空白，徐天成決定自己來(lái)做?？墒滓獑?wèn)題便是，針灸師尚且要經(jīng)過(guò)一番揣穴定位，機(jī)器人又如何能做到精確自動(dòng)取穴？
徐天成對(duì)澎湃新聞（www.thepaper.cn)說(shuō)，人體雖各有差異，但穴位卻是按人體比例固定分布的，“比如臨床常用的‘合谷’穴，其定位在手背第1、2掌骨間，第二掌骨橈側(cè)的中點(diǎn)處。不管你高矮胖瘦，你的合谷穴都在中點(diǎn)。”因此，只要建立一個(gè)準(zhǔn)確的模型，就可以解決絕大部分人的“穴位定位”問(wèn)題。
基于這點(diǎn)思考，他大膽將傳統(tǒng)經(jīng)絡(luò)腧穴學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)文明成果——混沌理論、分形理論結(jié)合起來(lái)，勾畫了一副“數(shù)字經(jīng)絡(luò)圖”。分形理論證明了經(jīng)絡(luò)的等比縮放性質(zhì)，而區(qū)別于從前的標(biāo)量圖，該數(shù)字經(jīng)絡(luò)圖屬矢量圖，意味著使用光學(xué)器材定位人體腧穴時(shí)，不會(huì)因縮放導(dǎo)致的失真使定位存在較大誤差。
徐天成認(rèn)為，人體屬于混沌系統(tǒng)，看似雜亂無(wú)章，實(shí)則蘊(yùn)藏秩序。如同南美洲的一只蝴蝶扇動(dòng)翅膀就會(huì)在佛羅里達(dá)引起颶風(fēng)一樣，人體中的單個(gè)穴位也可以通過(guò)經(jīng)絡(luò)循行發(fā)揮對(duì)全身的調(diào)控作用。而經(jīng)絡(luò)的循行路徑看似是沒(méi)有規(guī)律的，但以不規(guī)則幾何形態(tài)為研究對(duì)象的分形理論卻可以為其抽象出一般規(guī)律，那就是經(jīng)絡(luò)循行在結(jié)構(gòu)和功能上都具有自相似的分形屬性。比如，結(jié)構(gòu)上就符合“樹枝生長(zhǎng)”模式——樹干分叉成樹枝，樹枝分叉成更小的細(xì)樹枝，細(xì)小樹枝上的葉子在葉脈的紋路上重復(fù)樹枝的模式。
根據(jù)經(jīng)絡(luò)循行的自相似性和分形迭代原則，徐天成團(tuán)隊(duì)以臨床常用的心經(jīng)、脾經(jīng)等經(jīng)絡(luò)穴位為基本單元，構(gòu)建數(shù)學(xué)公式，編程繪制六條經(jīng)絡(luò)主干的分形化經(jīng)絡(luò)循行線，創(chuàng)建數(shù)字經(jīng)絡(luò)；并采取相同的技術(shù)路線，選取十二條經(jīng)絡(luò)中六條經(jīng)絡(luò)上85個(gè)國(guó)標(biāo)穴位繪制數(shù)字經(jīng)絡(luò)。
這一原創(chuàng)“數(shù)字經(jīng)絡(luò)理論”（《混沌內(nèi)部的隱秩序——經(jīng)絡(luò)的數(shù)字化研究》）斬獲第十四屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)作為大四學(xué)生的他沒(méi)有想到，當(dāng)初這一出自興趣的研究，竟成了日后他及團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造機(jī)器人的重要理論基礎(chǔ)——后者（《數(shù)字經(jīng)絡(luò)理論針灸機(jī)器人》）則獲“ROBO”世界大學(xué)生醫(yī)療機(jī)器人創(chuàng)意大賽（中國(guó)賽）二等獎(jiǎng)，且被列為第九屆李光耀全球創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全球36 強(qiáng)。
目前仍在南京中醫(yī)藥大學(xué)就讀針灸推拿專業(yè)研究生的徐天成對(duì)澎湃新聞介紹，到去年年底他們已成功實(shí)現(xiàn)了84個(gè)國(guó)標(biāo)穴位的數(shù)字化。目前初步研發(fā)出來(lái)的針灸機(jī)器人由經(jīng)絡(luò)儀、機(jī)械手、取穴系統(tǒng)三部分組成，其中，基于進(jìn)針?biāo)俣扰c患者痛覺(jué)的定量關(guān)系開發(fā)出來(lái)的機(jī)械手，可以實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)針，減少進(jìn)針疼痛，同時(shí)，對(duì)于“痛感”不同的人群，依托算法和內(nèi)置的力學(xué)傳感器，當(dāng)進(jìn)針阻力達(dá)到閾值時(shí)可自動(dòng)停止進(jìn)針過(guò)程，保障安全進(jìn)針。
“機(jī)器人在工作前會(huì)測(cè)量人的身高和皮脂厚度，測(cè)算穴位的位置下針，測(cè)量精度能精確到0.34毫米。機(jī)械手上還會(huì)有超聲傳感器，避免扎得太深，同時(shí)控制扎的速度和提拉。”徐天成說(shuō)。
而經(jīng)絡(luò)儀則體現(xiàn)了人工智能。徐天成團(tuán)隊(duì)根據(jù)“針灸腧穴學(xué)”國(guó)家教材提供的標(biāo)準(zhǔn)，向機(jī)器人輸入了大量癥狀，機(jī)器人再憑借強(qiáng)大的分析能力給出針灸方案，通過(guò)機(jī)器人這一大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可做到標(biāo)準(zhǔn)化地采集針灸臨床數(shù)據(jù)并最終反哺于臨床，“最終實(shí)現(xiàn)使醫(yī)生從長(zhǎng)時(shí)間的重復(fù)勞動(dòng)中解脫，更專注于治療方案。”
據(jù)徐天成介紹，目前該款機(jī)器人已經(jīng)能根據(jù)癥狀設(shè)計(jì)2.7萬(wàn)套針灸組合，“像消化不良、運(yùn)動(dòng)損傷等病癥，這款機(jī)器人已能進(jìn)行針灸。”。但他同時(shí)也坦言，大椎穴、定喘穴等一些緊要的、可能涉及生命安全的穴位，還暫時(shí)不能讓機(jī)器人來(lái)針灸。
在徐天成看來(lái)，針灸機(jī)器人的成功研發(fā)，更為重要的意義在于推動(dòng)針灸標(biāo)準(zhǔn)化以及針灸科研發(fā)展。“科研中常因人手對(duì)動(dòng)物施加針灸操作刺激量過(guò)大等問(wèn)題造成妨礙，針灸機(jī)器人在模擬人手操作的基礎(chǔ)上，避免了因?yàn)槿祟悓?shí)驗(yàn)員施加針刺與受體動(dòng)物空間數(shù)量級(jí)差異導(dǎo)致的刺激量過(guò)大等問(wèn)題，可以提升針灸科研質(zhì)量。”
更進(jìn)一步而言，針灸不僅可以用于人體，牛、豬等動(dòng)物，以及家庭寵物如貓、狗等身上都有穴位，基于數(shù)字經(jīng)絡(luò)理論可制定動(dòng)物的針刺標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)機(jī)器人對(duì)動(dòng)物進(jìn)行針灸，而這一塊恰是目前針灸未能開發(fā)的市場(chǎng)之一。
不過(guò)，同國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)醫(yī)療機(jī)器人企業(yè)一樣，醫(yī)療行業(yè)對(duì)于機(jī)器人的要求算是較高級(jí)別。要真正實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，這些機(jī)器人還需大量臨床實(shí)驗(yàn)。
雖已有50位（包括團(tuán)隊(duì)成員）的在校學(xué)生志愿試驗(yàn)，但眼下這款針灸機(jī)器人要做的，還是得走出校門，尋求商業(yè)世界的力量。
來(lái)源：澎湃新聞
