1.2 医疗机器人为何开始爆发
1.2.1 内因：机器助人的潜在优势
机器人在精度、稳定性、力量、效率等方面有着人类无法比拟的优势，机器人为医疗行业带来的好处，可能比最专业和最勤奋的医疗工作者还多，主要包括诊疗的准确性、可重复性、可靠性和成本效益。一个机器人不管工作多久，都不会疲劳，它在第一百次使用时的准确性，也与第一次使用时一样。在人工智能加持下，机器人甚至会有着更加突破人类想象的成长性。
医学家和工程师们的合作逐渐让机器人在医院得到了应用，在不同的医疗场景中，机器人技术慢慢落地生根，开枝散叶。目前，根据应用领域，医疗机器人主要分为四大类，包括：1）手术机器人，包含腔镜手术机器人、骨科手术机器人、神经外科手术机器人、血管介入机器人等。2）康复机器人，如外骨骼机器人、悬挂式康复机器人、上肢康复机器人、智能假肢等。3）非手术诊疗机器人，包括放疗机器人、胶囊内镜机器人、采血机器人、诊断机器人、影像机器人等。4）医疗服务机器人，特指在医院场景中提供非诊疗辅助服务功能的机器人，包括配药机器人、医院物流、消毒杀菌机器人、护理机器人等。
（1）医疗机器人对诊疗效果的提升
人能力的局限性是临床手术长期存在的瓶颈。在传统的外科手术中，医生凭借有限的术前、术中影像，依靠自身的医学知识和临床经验，在脑海中规划手术路径和方案。而在临床中，常常面对看不见、找不准的问题，加之人手不可避免的颤抖和医生的疲劳，手术的精准性难以保证。近年来，开放式的外科手术逐渐被微创术式替代，但微创手术狭窄的视野和有限的操作空间有时却使得相关的难题更加显著。
与人徒手进行的传统微创外科手术相比，手术机器人扩展了医生的视野，提高了手术的准确性、灵活性和操控性。通过采用先进的传感技术、新型材料及智能算法，医疗机器人能实现更小的创伤，更智能、更精细地进行操作，从而提供更高品质的医疗服务。手术机器人的末端可以设计得比人手更加灵活，并且可以缩放操作者的运动；手术机器人一般包含实时成像装置，可有效提升手术期间的可视化程度，并能拉进操作者和手术器械尖端之间的联系，实现各种手术操作，如切割、烧灼和缝合等，比开放手术有更好的精度。例如，达芬奇手术机器人可以20倍放大手术视野，提供7个维度精准操控、1厘米切口的微创手术，出血少、恢复快，大大提高术后存活率和康复率。
一名合格医生的培养需要的时间很长。而在这个过程中，医生也需要经历反复的失败，临床医生培养的代价很高。而医疗机器人可以让一名合格医生的成熟时间大大缩短，学习曲线的陡峭程度也大大降低，从而让均质化医疗服务的供给端得到巨大的提升。
康复机器人提供的个性化的康复训练，促进神经系统的功能重建和代偿，有效提升康复治疗效果，同时也降低了康复治疗师的体力消耗，优化了医护资源，并且，机器人相对康复治疗师也有许多优势。比如设置后，机器人可以提供一致、长期和个性化治疗而不会疲劳；使用传感器，机器人可以获取数据，提供客观的康复效果量化评估；甚至机器人可以执行人类治疗师不能完成的康复训练。
（2）医疗机器人对医疗效率的提升
长期以来，依靠人力是医疗机构主要的生产方式，虽然也有很多先进的诊疗仪器，但还是对医生的经验、状态有着非常大的依赖性。过去十年来，随着越来越多医学仪器的使用，可获得的健康数据量也呈爆发式增长。据估计，2013年健康相关数据量已达到4万亿千兆字节以上，而且还在以指数形式增长。例如，每年新发表的皮肤病学文章有11000篇。医生再有能力，医院有再多的医生，也很难处理如此海量的数据。根据世界卫生组织的统计数据，全球需要100000名病理学家从事相关工作，而这是我们现在实际拥有的病理学家数量的十倍。而人工智能在医学数据处理方面具备准确率高、效率高等优势，在医疗健康领域的应用已经展现出了巨大的潜力。
又比如，原先手术器械、耗材等都需要手术室巡回护士从手术间到手术室仓库领取后再运回到手术室，一台较为复杂的手术往往需要巡回护士多次往返于手术间与手术室仓库，巡回护士疲于奔命。而各种发药配药机器人、病房护理机器人、导引机器人、消毒机器人、医院运输机器人可以使医院日常工作自动化，帮助医护人员分担一些沉重、繁琐的体力劳动，这可以节省大量的人力劳动时间，提高医护人员的工作效率。同时也可以帮助医院提高管理效率，降低医护人员职业伤害。各种服务机器人还可以满足不同患者，如行动不便或特殊群体对医护的个性化需求，从而提升就医体验。
1.2.2 外因：当医疗需求遇到技术奇点
纵观历史，新事物的爆发往往取决于需求的迫切性和技术的可及性，医疗机器人也不例外。
一方面，医疗资源供给端和患者需求端的严重不平衡，使得医疗市场需求非常强烈。世界范围内人口老龄化问题的不断加剧，导致恶性肿瘤、心脑血管疾病等发病率不断上升，医疗资源总体不足和医疗支出不断攀升已经成为全球性的严重问题。医疗机器人能够辅助完成精准稳定的疾病诊疗，使医疗服务质量有效提升；术后还可以辅助康复训练，大大缩短术后康复时间，缓解目前术后康复资源严重不足的问题。这些迫切的临床需求给予医疗机器人极大的市场空间。
另一方面，近年来随着全球新科技革命和工业4.0标准的发展，医学、工程学、机器人学不断突破，3D打印、虚拟现实、增强现实、大数据、云计算、物联网等新兴技术与医疗领域的紧密结合，使得医疗理念和方式正在发生革命性变革。医疗机器人作为新技术的融合载体，其概念内涵、技术体系、临床应用范围均会得到极大丰富，从而加速医疗机器人产业的发展。
（1）永无止境的医疗需求
老龄化是全球几乎所有国家面临的现实挑战。据普华永道思略特数据显示，全球60岁以上老年人将以56%的增速增长，从2015年的9亿增长到2030年的逾14亿。因衰老导致的疾病、残疾、行动不便的人数不断增加，对医疗、康复的需求也随之增长。
以医院为中心的系统可以很好地处理严重的健康事件，可以用数天或数周的时间对患者进行急性护理。但医院的设计并没有准备好处理那些病情复杂且需要长期治疗的大量人群。由此导致医疗服务供给的严重不足，根据世界卫生组织（World Health Organization, WHO）报告，全球医护人员缺口将从2015年的700万增长至2035年的1300万。医护人员短缺促进了对医疗机器人使用的需求。
随着世界经济的不断发展，人均可支配收入的提高，人们追求健康的意识也越来越强，人们对于高质量医疗的需求不断增长。而医疗机器人凭借诸多优势，自然成为追求更高质量医疗服务的选择。当前的医疗体系也已经发生了很大的变化，从过去以疾病为中心逐渐向以健康为中心的理念转化，随着医疗器械的信息化、智能化、网络化、便携化的发展，新时代下的医疗体系也孕育着医疗机器人的大发展。
（2）工业制造水平与医疗机器人
机器人产业被誉为制造业皇冠上的明珠，可以反映一个国家的整体工业水平。随着我国制造业规模和水平的不断提升，我国目前已基本掌握了机器人本体设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，在电机、减速器、驱动器等核心零部件方面也取得一定突破。虽然在总体技术上和国际先进水平还有一定差距，但一些产品的技术水平已达到国际先进水平。
医疗机器人作为一种特殊的专用机器人，虽然相比于工业机器人有独特的技术和性能要求，但在产业发展的底层逻辑上，仍然符合高端装备制造业的发展规律。因此，随着我国从制造大国向制造强国迈进，我国整体制造业水平的不断提升将为医疗机器人产业的发展提供强大的技术和产业支撑。
（3）人工智能与医疗机器人
人工智能和机器人在医疗保健领域的潜力巨大。进入21世纪尤其是近几年，全球人工智能产业进入快速发展时期，人工智能已经不再是科幻小说中的事物，已经成为我们生活的一部分。人工智能变得无处不在，在人手一部的智能手机上，Apple手机上的Siri每周处理20亿个自然语言请求，Android手机上20%的请求通过语音进行。我们日常使用的越来越智能化的搜索以及来自电商网站上的猜你喜欢、电话服务中心的聊天机器人，无不彰显着人工智能正在走向成熟。虽然当今的人工智能仍然属于弱人工智能，但在一些具体的应用场景上，已经体现出效率更高，速度更快，成本更低的明显优势。
在医疗领域，人工智能与机器人技术结合也逐步体现出显著的技术优势和巨大的市场潜力。目前，人工智能已被用于更及时、更准确地发现早期癌症等疾病。例如，根据美国癌症协会的数据，美国每年进行1210万次乳房X线照片检查，但这些乳房X线照片中有很大一部分会产生错误结果，导致许多的健康女性被告知患有癌症。人工智能的使用使得乳房X线照片的检查和翻译速度提高了30倍，准确率达到99%，减少了不必要的组织活检，同时也降低了误诊率。消费类可穿戴设备和其他医疗设备与人工智能相结合也被广泛用于早期心脏病检查，使医生和其他护理人员能够在更早、更易治疗的阶段更好地监测和发现可能危及生命的事件。
据估计，80%的健康数据是当前的医疗系统所不能理解的，大量非结构化的健康数据被浪费。目前，IBM的Watson for Health机构使用认知技术帮助医疗机构解锁大量的健康数据。Watson可以查看和存储更多医疗信息，搜索每个医学期刊，病理报告以及世界各地治疗和反应的案例研究，比任何人都要快得多。它不仅能存储数据，而且能够在浩如烟海的数据中找到其中的意义和联系。与人类不同，它的决策都是基于证据的，没有认知偏见或过度自信，能够快速分析并大大减少甚至消除误诊。Google的Deep Mind Health正在与临床医生、研究人员和患者合作解决实际的医疗保健问题。该技术将机器学习和系统神经科学相结合，将强大的通用学习算法构建到模仿人类大脑的神经网络中，以帮助实现更加精准高效的医疗决策。
随着人工智能技术的不断突破以及与医疗机器人技术的深度融合，智能技术对未来医学的理念和模式都可能带来相当程度的变革，智能医疗将逐步渗透到医疗体系的各个方面，推动整体医疗服务水平和效率的不断提升。