2025-07-20 新闻动态 63
手术机器人凭借精准定位、
稳定控制、操作灵活等优势
得到越来越广泛的应用
然而其动辄2000多万元的进口价格
让我国很多医疗机构望而却步
突破核心技术，打破国外垄断
不断降低手术机器人的成本
是造福人民群众生命健康的重大科研课题
近日
华南理工大学吴贤铭智能工程学院
王恒教授团队
发布了全栈自研的手术机器人电磁定位系统
该系统定位精度达到国际先进水平
堪称手术机器人领域的“北斗导航”
成果引发社会各界广泛关注
《广州日报》（科技周刊）进行整版报道
《广州日报》（科技周刊）报道
王恒教授与他的团队成员
又是如何运用磁驱动技术
让手术机器人实现精准定位？
01
挽救生命的“引路人”
让手术机器人快速直达病灶
进行手术的过程可以比作
我们开车前往一个陌生的目的地
需要精准的地图和导航
患者在术前、术中的医学影像
对机器人来说就是一张三维“地图”
而人体内肠道、血管等狭窄的自然腔道
就是这个“地图”上
让手术机器人前往病灶的“道路”
手术机器人的“精准定位”（图为AI生成）
手术的进行过程中
需要配合一系列的精细操作
俨然是“螺蛳壳里做道场”
因此精准的导航系统
对手术机器人而言尤为关键
1
当前手术机器人导航技术的局限性
目前
手术机器人的导航技术
包括了光学导航、术中CT和电磁导航等
光学导航
术中CT
电磁导航
光学导航比较适合骨科等开放性手术
但受限于视线遮挡
无法用于腔内微创手术
术中CT更适用于腔内手术导航
但存在辐射危害
无法实时三维定位等劣势
2
磁导航技术让术中操控更精准
据王恒教授介绍
当前的磁导航技术
包括了磁定位和磁驱动两种
磁导航技术工作原理
运用磁导航技术
引导手术机器人有诸多优势
不仅不会产生辐射
也不会被遮挡
更可对器械腔内精准定位
电磁定位技术
3
电磁定位系统让手术进行更顺利
每一台手术都承载着生命的重量
而手术机器人电磁定位系统
则扮演着手术室的“北斗导航”角色
用无形的电磁信号编织成守护生命的“安全网”
接下来，让我们继续了解
电磁定位系统都有哪些应用场景？
01
经皮穿刺手术
在经皮穿刺手术中，微型磁传感器可以安放在针头上，通过磁导航引导相关器械精准地穿刺到肿瘤等病灶，既可以获取组织进行活检，也可以对病灶进行精准治疗。
02
腔内微创手术
腔内微创手术包括了各种经自然腔道内镜手术和血管介入手术。
腔内微创手术的模拟演示过程
在磁定位系统的引导下，医生可以更直观地了解组织和器械之间的空间位姿关系，进而操控柔性器械灵活精准地通过复杂迂曲的腔道，到达目标工作位置并开展治疗。
03
骨科手术
在髓内钉植入手术中，因髓内钉在植入过程中不可视，难以判断末端锁孔位置。借助磁定位系统，可以辅助瞄准髓内钉锁孔，精准完成髓内钉锁定操作。
04
运用 VR+AR 技术进行手术训练
电磁导航系统可用于各类医疗操作的教学训练和医疗机器人领域的科学研究。目前，医学生已开始使用VR+AR 技术进行手术训练，将微型磁传感器装到相应的医疗器械上。
通过磁定位和配准，可以沟通虚拟和现实空间，辅助医学生完成沉浸式手术训练。在具身智能领域，电磁定位技术也可以精准记录人类操作的动作数据，助力机器人学习技能。
电磁定位系统不仅可以广泛应用于各种手术场景，它更像为冰冷的机械臂，安装了一套“电子反射弧”，构建出比人体膝跳反射更精准、更稳定的“智能闭环”。
它不仅让手术机器人能“看到”病灶
更能像人类“感知”位置、“响应”需求
实现了用科技复刻生命的智慧，
让我们一起来了解它的工作原理吧！
A
磁场发射源
磁场发射源能为定位跟踪提供稳定的磁场分布。通过自主研发的主动定位技术，可以把磁场自主投射到目标区域。
B
微型磁传感器
微型磁传感器位于手术机器人的末端执行器上，主要作用是检测磁场强度和方向，并将其转换为电信号，通过位姿解算精准实现手术机器人的定位追踪。
C
系统控制单元
传感器单元的数据信号传递到系统控制单元后，可运用团队自研的位姿估计算法，实现高精度、高实时的定位追踪。
通过外接电脑屏幕显示，医生可以准确看到微型磁传感器所在位置。
D
传感器单元
微型磁传感器传输电信号给传感器单元时，由于这些电信号比较微弱，存在“噪声”，传感器单元会将这些信号进行放大，并去除“噪声”，将微弱磁场信号转化为定位所需的高质量信号。
02
织就手术台的“安全网”
让电磁定位系统实现“中国智造”
商用电磁定位系统MagTrack
当前，王恒教授的团队
已发布商用电磁定位系统MagTrack
将于近期成立企业
促进该产品的应用和推广
据王恒教授介绍
国外的电磁导航系统产品
一套要20多万元
而在电磁定位系统实现国产化以后
预计购置价格将会降低一半左右
王恒教授与团队成员
团队目前已和国内多家科研院所
达成合作意向
并在多款医疗机器人预研产品上进行试用
“我们会通过科研合作
拓展电磁定位导航系统的应用
共同开发下游的创新医疗器械”
王恒教授说道
软磁体及柔性连续体机器人
除了电磁导航技术
王恒团队正在开展科研攻关的项目
还有软磁定位技术
和基于磁性橡胶的柔性机器人形状感知技术等
基于磁性橡胶的柔性机器人
基于磁性橡胶的柔性机器人形状感知系统
是一种创新的连续体机器人形状感知解决方案
该技术可以精确感知各类柔性医疗机器人
或柔性器械的空间三维形状
为医生提供可视化引导
进一步提升微创手术的精准度和安全性
除了王恒教授团队的电磁导航系统攻关
广州其他科研机构和科技企业
也正在手术机器人领域加速布局
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打破国外垄断，这位华南理工教师
为手术机器人带来“中国方案”！
在往期的推送中
我们为大家讲述了
由华南理工大学电子与信息学院
杨荣骞教授团队创办的
广州艾目易科技有限公司
成功研制出AimPosition光学定位系统
和MAGPILOT电磁定位系统
新孵化的多种类型手术机器人
当前，艾目易科技有限公司
已与多家国内手术机器人相关厂商合作
新孵化出了多种类型的手术机器人
广泛应用于牙种植、膝关节置换
交叉韧带重建和神经外科手术等
与华南理工大学共建手术机器人联合实验室
团队还与华南理工大学
共建手术机器人联合实验室
组建科研团队
在手术机器人关键技术研究方面深化合作
持续探索更多的前沿领域和应用场景
推进手术机器人技术创新发展和产业化应用研究
一系列科研成果转化的背后
是华南理工科研工作者们
对 “国之大者” “家国情怀”的深刻诠释
他们让先进医疗技术不再是 “奢侈品”
而是守护14亿国民健康的 “民生标配”
这正是中国科技工作者最温暖的答卷
03
湾区制造的“排头兵”
让科技赋能国家战略与民生需求
王恒教授团队的创新探索
也是华南理工大学吴贤铭智能工程学院
深耕智慧医疗领域
构建前沿技术策源地的生动缩影
在“智能制造”“智慧医疗”双轮驱动下
吴贤铭智能工程学院正以具身智能为笔
在粤港澳大湾区的热土上
书写着 “科技报国” 的新篇章
华南理工大学吴贤铭智能工程学院
该学院积极响应中国制造业升级与大湾区发展机遇
以“机器人+”为核心战略
打造“156+X”特色交叉学科群
致力于在多个工业场景
实现具身智能机器人的突破与落地
吴贤铭智能工程学院工业
具身智能机器人“156+X”学科布局图
为系统推进智慧医疗科技创新
由该学院主导建设的
华南理工大学“人工智能与智能制造”学科平台
布局“智慧医疗与辅助装备研究中心”
汇聚优势力量进行关键技术攻关
与坎特博雷大学共建实验室
与此同时，学院积极拓展国际合作
携手新西兰坎特伯雷大学
共建“华南理工大学—坎特伯雷大学
智慧医疗自动化国际合作实验室（SMART）”
扩展国际前沿视野
智能医疗与辅助装置平台构成
学院还建设了智慧医疗方向的
省部级科研平台
涵盖智能与康复装备工程、智能医疗器械
和高端医疗器械等方面
形成了覆盖基础研究、技术开发
成果转化和监管支撑的
全链条智慧医疗创新生态
学科的价值
在于与时代同频
专业的温度
在于为民生赋能
7月11日
省加快推进现代化产业体系建设专题会议
（人工智能与机器人产业专场）在广州召开
围绕人工智能与机器人产业
进一步凝聚共识、形成合力、推动发展
未来，华南理工大学将面向
“制造强国”“健康中国”的宏伟蓝图
紧扣国家战略需求和广东产业体系建设
把学科优势化为服务社会的“硬核力量”
在粤港澳大湾区的热土上
书写“科技报国”的新篇章
华南理工大学 学生记者团
信息来源：广州日报、吴贤铭智能工程学院、电子与信息学院
微信编辑：黄明华
初审：冀早早
复审：卢庆雷
终审：邹浩
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