醫(yī)療機器人是指用于醫(yī)院、診所、康復中心等醫(yī)療場景的醫(yī)療或輔助醫(yī)療的機器人。醫(yī)療機器人能夠輔助醫(yī)生，擴展醫(yī)生的能力，具有醫(yī)用性、臨床適應性以及良好交互性三大特點。

       概況

       雖然醫(yī)療機器人在機器人應用中是一個相對較小的細分市場，但作為單位價值最高的服務機器人，醫(yī)療機器人成為當前機器人行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)發(fā)展和投資的熱點。根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）分類，醫(yī)療機器人可以分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人、服務機器人四大類，具體的用途和細分產(chǎn)品見表1。

       表1 醫(yī)療機器人分類

       醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)鏈分析

       醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)鏈的上游為機器人零部件，主要由伺服電機、傳感器、控制器、減速器、系統(tǒng)集成構成;中游為醫(yī)療機器人整機的生產(chǎn)制造；下游供給于智慧醫(yī)療市場的需求端，主要應用于醫(yī)療的手術、康復、護理、移送病人、運輸藥品等領域。

醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)鏈示意圖

       上游核心零部件主要由伺服電機、傳感器、控制器、減速機、系統(tǒng)集成構成，其中最核心的減速器、伺服電機和控制器，三者成本合計約占機器人總成本的70%，目前國內(nèi)主要依賴進口。減速器的技術壁壘最高，主要包括RV減速器和諧波減速器兩種。國內(nèi)RV減速器主要被日本納博、住友和SPINEA等壟斷；諧波減速器方面，由于其結構相對簡單，疊加日本哈默納科公司的專利到期，國產(chǎn)跟國外差距不大。國內(nèi)伺服電機以日系、歐美系等品牌為主導，國產(chǎn)率約占15%，主要集中在中低端。控制器的技術難度相對較低，國產(chǎn)控制器產(chǎn)品已經(jīng)可以滿足大部分功能要求，與國外產(chǎn)品的差距主要在算法和兼容性方面。

       中游是醫(yī)療機器人整機生產(chǎn)企業(yè)。在中國醫(yī)療機器人企業(yè)覆蓋的業(yè)務中，康復機器人和輔助機器人的數(shù)量占比較高，均超過30%。國內(nèi)已有10余家康復機器人企業(yè)完成一輪或多輪融資，整個賽道國內(nèi)大概有20～30家企業(yè)，競爭激烈，且產(chǎn)品的同質化比較嚴重，企業(yè)之間將從臨床進度、技術優(yōu)勢、營銷能力、銷售能力、產(chǎn)品價格等方面進行全方位的競爭。

       輔助機器人除部分診斷機器人外，多數(shù)產(chǎn)品技術壁壘相對較低，主要用于輔助診療，一些患者流量較大的三甲醫(yī)院需求較大，應用于大病種的診斷機器人是重點發(fā)展方向。手術機器人由于技術壁壘較高，研發(fā)難度大，約占15%，市場空間大。在應用上具有明顯臨床優(yōu)勢（例如單孔腔鏡手術機器人）的企業(yè)和在核心零部件取得突破的企業(yè)具備競爭優(yōu)勢。服務機器人國內(nèi)發(fā)展較晚，主要技術壁壘為產(chǎn)品的精準定位能力以及與AI 技術的結合，目前布局的企業(yè)不多，已有的服務機器人主要應用于醫(yī)院和養(yǎng)老院，未來隨著技術的進步有望進入家庭，極大拓展市場空間。整體來看，目前國內(nèi)大部分醫(yī)療機器人企業(yè)的產(chǎn)品仍處于研發(fā)和臨床階段，僅有天智航、安翰醫(yī)療、柏惠維康、大艾機器人等少數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品通過NMPA（原CFDA）的審批，上市銷售。

       下游的應用領域，隨著人工智能、語音交互、計算機視覺和認知計算等技術逐漸成熟，醫(yī)療機器人向醫(yī)療的各個領域滲透，涵蓋包括外科手術、醫(yī)院服務、助殘、家庭看護和康復等各個層面。各種新型醫(yī)用機器人、新型手術工具、醫(yī)學圖像采集和處理技術、遠程信息傳輸技術、智能傳感器、智能輪椅、智能康復設備及其他相關技術仍是研究熱點。

       醫(yī)療機器人市場規(guī)模及增速

       （一）全球醫(yī)療機器人市場規(guī)模及增速趨勢

       近年來，全球的醫(yī)療機器人市場規(guī)模增長迅速，其中手術機器人規(guī)模最大，康復機器人增速最快，細分領域中外骨骼機器人將迎來爆發(fā)式的增長，訓練機器人和仿生假肢機器人等也將以較高的增速增長。2021年，全球醫(yī)療機器人市場規(guī)模有望達到207億美元。

2014—2021年全球醫(yī)療機器人市場規(guī)模及增速

       （二）國內(nèi)醫(yī)療機器人市場規(guī)模及增速趨勢

       2014年我國開始引入外科手術機器人，主要是一些中心城市的三甲醫(yī)院引進，整體來說，醫(yī)療機器人在我國醫(yī)療領域的應用仍然處于導入階段，無論是機器人本身的技術還是醫(yī)護人員的操作能力都處于培育的過程。

       從應用效果來看，規(guī)?；褂冕t(yī)療機器人將是未來醫(yī)療領域的一個趨勢。我國一批醫(yī)療機器人企業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)集聚特征明顯，5G、人工智能等新技術與醫(yī)療機器人加速融合。2018年國內(nèi)市場規(guī)模達35.7億元，預計2020年有望超63億元。

2016—2020年中國醫(yī)療機器人市場規(guī)模及增速

       醫(yī)療機器人代表企業(yè)

       （一）國外企業(yè)

       現(xiàn)階段醫(yī)療機器人的發(fā)展以美國企業(yè)為引領和代表，德國、日本緊跟其后。美國直覺外科公司（Intuitive Surgical）的達芬奇手術機器人是手術機器人的代表，處于行業(yè)絕 對壟斷地位。在外骨骼機器人和遠程醫(yī)療機器人領域，日本的Cyberdyne和Honda Robotics兩家公司位于行業(yè)前列。在配藥機器人和外骨骼機器人領域，德國和以色列企業(yè)具有一定優(yōu)勢。

表2 國外醫(yī)療機器人代表企業(yè)

       （二）國內(nèi)企業(yè)

       國內(nèi)有近百家企業(yè)布局醫(yī)療機器人，多數(shù)處于發(fā)展初期。其中博實股份、金明精機、復星醫(yī)藥、威高集團等上市公司，醫(yī)療機器人為其近年來新拓展業(yè)務。手術機器人發(fā)展相對更早，以手術機器人為主營業(yè)務、已登陸資本市場的新三板公司天智航，目前正處于科創(chuàng)板上市審核進程中。在康復機器人領域，楚天科技、金明精機已經(jīng)上市。輔助機器人和服務機器人企業(yè)發(fā)展則更為初期，企業(yè)普遍創(chuàng)立于近幾年，產(chǎn)業(yè)尚處于培育期。

表3 國內(nèi)醫(yī)療機器人代表企業(yè)及主要產(chǎn)品

       未來發(fā)展趨勢

       （一）產(chǎn)品的人機交互、感知認知能力更加精確

       醫(yī)療機器人強調(diào)人與機器的交互，通過觸覺和視覺實現(xiàn)，相互反饋，不斷增加現(xiàn)實感和真實感。在互動過程中，更高分辨率的傳感器將提高精確度。通過交互多模型、三維傳感及其他技術手段，提高辨識率；通過與AR技術的結合識別物體和環(huán)境，讓機器人有所動作和有所反應。醫(yī)療機器人的認知能力和學習能力也將不斷提高，包括知識的認知，推理、語態(tài)、態(tài)勢感知等。

       （二）單孔手術、納米靶向、柔性機器人等新型機器人興起

       單孔腔鏡手術機器人相對多孔腔鏡機器人具有創(chuàng)口更小、費用更低的特點，未來可能成為打破達芬奇多孔手術機器人市場壟斷的新型手術機器人產(chǎn)品。北美、歐盟、日韓相繼對單孔手術機器人研究立項，我國上海交通大學在單孔機器人開發(fā)上全球，有望成為我國醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)彎道超車的新興細分領域。

       目前醫(yī)用微型機器人以膠囊機器人為代表，隨著技術不斷發(fā)展，納米靶向機器人通過磁場控制和血管注入，可將藥物靶向輸送至人體病灶區(qū)域。我國哈工大和天津大學在納米靶向機器人領域已有重要研究成果問世，此項技術有望率先運用于尿路和眼球等組織，將成為癌癥等治療領域的顛覆式新技術。人體結構復雜，受限于人體內(nèi)的狹小空間，柔性機器人的操作會更加便利，也是未來發(fā)展的一個趨勢。

       （三）醫(yī)生與產(chǎn)業(yè)的結合將更加深入

       醫(yī)生是醫(yī)療機器人的直接使用者，應該在醫(yī)療機器人研發(fā)過程中發(fā)揮更加重要的作用。醫(yī)療機器人的研發(fā)人員應與醫(yī)生深度溝通功能需求、安全性要求及手術的方式與過程，在明確需求后確定設計輸入、規(guī)劃實現(xiàn)方式、形成工程語言。雙方結合設計方案進行論證，不斷修改、迭代與完善。形成設計方案后，醫(yī)生也參與技術測試、評價與修改。

       （四）產(chǎn)品監(jiān)管將不斷優(yōu)化

       醫(yī)療機器人作為醫(yī)療設備產(chǎn)品，面臨非常嚴格的醫(yī)療產(chǎn)品準入機制。一方面認證時間較長，如一款手術介入治療機器人臨床試驗至少需要2-3年時間；另一方面認證不具有跨區(qū)域通用性，國際、國內(nèi)各地區(qū)均有不同的本地化認證體系（美國FDA、歐洲CE、中國CFDA等），這極大地提高了醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)化的難度。目前部分地區(qū)對一些創(chuàng)新性強、安全度高的醫(yī)療機器人產(chǎn)品敞開了認證綠色通道。未來各國將不斷優(yōu)化監(jiān)管機制，更好地平衡醫(yī)療機器人的安全性與市場性，提高產(chǎn)業(yè)轉化效率。

       結語

       隨著科技和社會的發(fā)展，醫(yī)療機器人有著日益廣闊的市場發(fā)展空間。需要清醒地認識到，與國外先進產(chǎn)品相比，國產(chǎn)醫(yī)療機器人仍然存在諸多不足。醫(yī)療機器人是國家實現(xiàn)中國制造2025戰(zhàn)略、智能制造升級的重要一環(huán)。

       國家相繼發(fā)布一系列重要政策文件扶持醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，包括《中國制造2025》《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020）》等。在醫(yī)保改革大方向下，未來醫(yī)療機器人的相關費用也將逐步納入醫(yī)保報銷范疇，為我國醫(yī)療機器人的廣泛應用提供更加有利的市場環(huán)境。