南京学生造针灸机器人:可自动选穴、定位、无痛进针
当腾讯副总裁、腾讯人工智能实验室AI Lab院长姚星2016年10月在TEDx的一场演讲上透露其AI(人工智能)野心,想给每个人都造一个温暖的“大白”时,南京中医药大学的一位在校学生已经默默开始了他的“大白之旅”——希望造出一款针灸机器人,实现自动选穴、定位以及无痛进针。
能不能做一款会针灸的大白,解决上述人工针灸存在的问题?
受身为针灸师的父亲的影响,徐天成自小便痴迷于神秘的针灸学。他在网上搜索发现,国内外关于针灸机器人的公开消息极少,只2011年曾有报道说将在甘肃兰州建一条生产线可年产10 万台可以自行针灸的中国“皇甫谧”针灸机器人——这款机器人的名字来源于东汉医学家皇甫谧,他因写就中国第一部针灸学的专著《针灸甲乙经》,被后世尊为“针灸鼻祖”。
但自那之后,便再无公开消息。
针灸机器人的领域近乎空白,徐天成决定自己来做。可首要问题便是,针灸师尚且要经过一番揣穴定位,机器人又如何能做到精确自动取穴?
徐天成对澎湃新闻(www.thepaper.cn)说,人体虽各有差异,但穴位却是按人体比例固定分布的,“比如临床常用的‘合谷’穴,其定位在手背第1、2掌骨间,第二掌骨桡侧的中点处。不管你高矮胖瘦,你的合谷穴都在中点。”因此,只要建立一个准确的模型,就可以解决绝大部分人的“穴位定位”问题。
基于这点思考,他大胆将传统经络腧穴学与现代科学文明成果——混沌理论、分形理论结合起来,勾画了一副“数字经络图”。分形理论证明了经络的等比缩放性质,而区别于从前的标量图,该数字经络图属矢量图,意味着使用光学器材定位人体腧穴时,不会因缩放导致的失真使定位存在较大误差。
徐天成认为,人体属于混沌系统,看似杂乱无章,实则蕴藏秩序。如同南美洲的一只蝴蝶扇动翅膀就会在佛罗里达引起飓风一样,人体中的单个穴位也可以通过经络循行发挥对全身的调控作用。而经络的循行路径看似是没有规律的,但以不规则几何形态为研究对象的分形理论却可以为其抽象出一般规律,那就是经络循行在结构和功能上都具有自相似的分形属性。比如,结构上就符合“树枝生长”模式——树干分叉成树枝,树枝分叉成更小的细树枝,细小树枝上的叶子在叶脉的纹路上重复树枝的模式。
“机器人在工作前会测量人的身高和皮脂厚度,测算穴位的位置下针,测量精度能精确到0.34毫米。机械手上还会有超声传感器,避免扎得太深,同时控制扎的速度和提拉。”徐天成说。
而经络仪则体现了人工智能。徐天成团队根据“针灸腧穴学”国家教材提供的标准,向机器人输入了大量症状,机器人再凭借强大的分析能力给出针灸方案,通过机器人这一大数据平台,可做到标准化地采集针灸临床数据并最终反哺于临床,“最终实现使医生从长时间的重复劳动中解脱,更专注于治疗方案。”
据徐天成介绍,目前该款机器人已经能根据症状设计2.7万套针灸组合,“像消化不良、运动损伤等病症,这款机器人已能进行针灸。”。但他同时也坦言,大椎穴、定喘穴等一些紧要的、可能涉及生命安全的穴位,还暂时不能让机器人来针灸。
在徐天成看来,针灸机器人的成功研发,更为重要的意义在于推动针灸标准化以及针灸科研发展。“科研中常因人手对动物施加针灸 *** 作刺激量过大等问题造成妨碍,针灸机器人在模拟人手 *** 作的基础上,避免了因为人类实验员施加针刺与受体动物空间数量级差异导致的刺激量过大等问题,可以提升针灸科研质量。”
更进一步而言,针灸不仅可以用于人体,牛、猪等动物,以及家庭宠物如猫、狗等身上都有穴位,基于数字经络理论可制定动物的针刺标准,指导机器人对动物进行针灸,而这一块恰是目前针灸未能开发的市场之一。
不过,同国内绝大多数医疗机器人企业一样,医疗行业对于机器人的要求算是较高级别。要真正实现临床应用和产业化,这些机器人还需大量临床实验。
虽已有50位(包括团队成员)的在校学生志愿试验,但眼下这款针灸机器人要做的,还是得走出校门,寻求商业世界的力量。
开源协同:为打破内部壁垒而来
对于开源协同,腾讯在集团决策层面有着非常深入的思考;腾讯高级执行副总裁、技术工程事业群总裁卢山表示: 提出开源协同,就是希望以开源的手段来改善过去协同不好的问题。参考开源社区的组织方式,将同类项目的不同技术团队聚合在一起,开源共建。能合当然好,不能合也互通有无,开源坦诚相见,接受使用者的自然选择。从腾讯技术自身发展的层面来说,开源协同也是一个自然而然的结果。
新代码文化:开源是手段,协同是结果
开源协同的推进不仅打破了腾讯各个部门之间坚硬的技术壁垒,极大地提升了研发效率;更重要的是,它还带来了更有意义的改变,比如说代码文化的升级。正如腾讯副总裁姚星在腾讯内部技术社区码客上回应一位普通开发者提出的问题时所言:
开源协同是目前腾讯研发体系升级很重要的一个方法,开源是手段,协同是结果。开源的目的是减少‘重复造轮子’,权限开放、代码相互可见。协同的目标是‘去中心化’, 能使用开源组件,能复用必复用;开源组件去 BG 部门属性,共同拥有腾讯属性;开发人员是开源组件的共同的参与者和创作者,不是甲方和乙方,从而保持快速的响应。
对外开源:前人栽树,后人乘凉
对此,腾讯方面表示,一个项目要对外开源,首先都要在内部开源 “试水”,进入评选机制,结合客观数据和专家的评定,达到优秀项目的水平才会对外开源;除此之外,还要考虑业界的因素,如果业界同类的产品不多,对外开源才更有价值。不过,并不是所有对外开源的项目都需要很高的技术含量,因为很少有企业或用户能达到那种量级,因此,通用性也是一个重点考虑因素。
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