医学生造针灸机器人:可自动选穴定位无痛进针
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  原标题:南京一医学生造针灸机器人: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。

  针灸最早记载于《黄帝内经》一书。一般的针灸之学认为,生命的能量是“气”,气在十二经络中流动,“气”堵塞,即会招致疾病。所以,治病之道在于纾解阻塞或找一条暂时的替代路线,而用针刺或艾条灸经络上相应的通道关卡——穴位,则可恢复“气”的平衡。

  在今天大多的医书和“铜人图”上,人体已经确定的穴位有300多处。尽管国内外对经络与穴位的存在与否尚存争议,但其疗效在国际上已颇有些认可度。以美国为例,到2015年时全美就已经有44个州承认针灸合法,针灸成为美国整合医学和医疗保健的一部分。

  对于针灸医师而言,由于存在着个体差异,如何辨证选经选穴、取穴是否准确、针灸手法是否得当等,正是体现针灸师水平高下之处。

  实际上,传统针灸遭现代医学”攻击“的一个主要方面就是,人工取穴多有一定的主观性和不确定性,而且针灸师手法标准化欠佳,由此进一步造成针灸实验可重复性较差等。国外甚至曾有研究认为针灸与安慰疗法无异。

  这种背景下,试图运用非人工手段进行自动取穴、使得穴位定位标准化,成为近些年来国内外医学界的努力方向。

  2015年《超能陆战队》里“医疗机器人”大白的横空出世,让当时就读于南京中医药大学针灸推拿专业的大四学生徐天成,心中一动。

  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()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。

  根据经络循行的自相似性和分形迭代原则,徐天成团队以临床常用的心经、脾经等经络穴位为基本单元,构建数学公式,编程绘制六条经络主干的分形化经络循行线,创建数字经络;并采取相同的技术路线,选取十二条经络中六条经络上85个国标穴位绘制数字经络。

  这一原创“数字经络理论”(《混沌内部的隐秩序——经络的数字化研究》)斩获第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。当时作为大四学生的他没有想到,当初这一出自兴趣的研究,竟成了日后他及团队创造机器人的重要理论基础——后者(《数字经络理论针灸机器人》)则获“ROBO”世界大学生医疗机器人创意大赛(中国赛)二等奖,且被列为第九届李光耀全球创新创业大赛全球36 强。

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