自达芬奇手术机器人垄断腔镜机器人赛道以来，国内外都出现了不少挑战者。其中一些无疾而终（如SurgiBot、Enos），另一些历经坎坷成功上市，但至今仍未有人能真正撼动达芬奇的统治地位。
全球范围内，已获批注册证的手术机器人产品中，韩国的Revo-I，日本的Hinotori和德国的Avatera目前更像是聚焦本土市场的地头蛇，中国国产的妙手、图迈、康多和精锋等产品也正处于商业化早期阶段。
在全球范围内展现出竞争力的腹腔镜手术机器人产品至今只有三款，2017年上市的Senhance（Asensus），2019年上市的Versius（CMR外科），和2021年上市的Hugo（美敦力）。
Senhance虽引入了一些新颖技术（眼球跟踪、力反馈、AI），但上市后获得的反响平平，至今全球装机量约在50台左右。
全球推广最为迅捷的Versius目前装机已超过100台，并已进入欧洲、亚洲、澳大利亚、拉丁美洲和中东等市场。
而2021年上市的Hugo，虽然顶着美敦力的光环，但实际相对低调，已获得泌尿、妇科和普外的CE认证，同时进入了加拿大和日本市场。
相比于Senhance的矛盾组合（技术概念新颖，但产品形态略显老旧），和Versius的新锐进取（全球占地面积最小的患者手术平台，原创的机械臂），Hugo显得中规中矩，有一定的创新，但没有特别的突破，更像是一个分体版的达芬奇。
不过，怀着对这款产品的浓厚兴趣，作者决定全面剖析其产品的整体形态和细节，分析分析它和达芬奇到底有什么异同。
01
医生控制台
首先从医生控制台开始，其实各家机器人的医生控制台都基本遵循着达芬奇的经典范式，不外乎监视器、主手、扶手和脚踏。Hugo的医生控制台也是如此，只是局部上做了一些改变。
下面来看看Hugo医生控制台的具体设计：
1. 头部追踪装置
开放式监视器的上方有头部追踪装置，通过追踪主刀医生佩戴的3D眼镜上的反射标记，来判断医生是否在看屏幕，当医生没有看着屏幕时，主手自动锁定（防止误操作）。
分析：达芬奇也有类似的头部检测装置，其沉浸式监视器的观察区是内凹的，两侧有传感器，只有当医生把头埋进观察区时，才能进行主从操作。
2. 监视器
医生控制台配有一块开放式3D监视器，主刀医生需佩戴3D眼镜才能看到立体图像。
分析：达芬奇的沉浸式3D监视器体积庞大，医生要低头埋进去，目镜中仅能观察手术图像，没有环境信息。Hugo的开放式3D监视器无需医生丢失周围环境，方便跟助手沟通，同时可以平视屏幕。
关于这两种方案的优劣有许多争议，例如：3D效果、沉浸感、暗箱效应、手术带教等。作者认为，医生控制台的人机交互设计需要全局考虑，不能单看某一部分。监视器的设计与头部感应、人机调整和副屏等相关，主手的设计则与脚踏相关，良好的人机交互依赖的是各部分之间的内在关联和整体设计水平。无论是开放式还是沉浸式，只要符合交互设计的整体逻辑，就没有绝对的优劣之分。
3. 主手
两只主手将医生手部的运动转化为器械或内窥镜的运动，当机械臂或器械运动到工作空间的边界时，主手会阻止医生手部的运动以起到提示作用。
分析：Hugo主手的位置关节部分就像是一个倒过来的L型，而达芬奇是正着的L型。Hugo主手的姿态关节部分与达芬奇类似，都有一个额外的冗余关节。
当放大主手末端的控制器时，Hugo跟达芬奇的差异才体现出来。
分析：就结构而言，Hugo主手末端的控制器是枪柄式的，而达芬奇是镊子式。就功能而言，达芬奇主手仅能控制器械末端的开合和单个主手的离合，Hugo主手除了这两种按键外（器械开合在食指处，单手离合在中指扳机处），还增加了控制吻合器激发和复位的按键（在手柄上方）以及手部检测传感器（在虎口处，作用与头部追踪类似，当检测不到医生的手时，该主手锁定）。
当达芬奇坚持镊子式主手时，Hugo和CMR纷纷采用了枪柄式主手，这也是一个值得讨论的话题。相对而言，枪柄式有更多的位置去设置按键，使得其功能更多（Hugo可以控制吻合器，CMR则可以控制内窥镜和器械能量输出），增加的握把则方便医生更稳定地握持。
但枪柄式主手并非没有缺点，作者认为，镊子式主手充分利用了医生手指关节的灵活性去控制器械末端的姿态，更加还原开放手术的操作体验，而枪柄式主手往往需要食指或中指伸直贴合在手柄上，从而仅依赖医生的腕部关节去控制器械末端的姿态。一个证据是，达芬奇主手和器械的姿态映射仅有1：1的默认比例，而Hugo主手的器械的姿态映射有更多的选择（还有1：1.5或1：2，主手旋转角度小于器械旋转角度）。
器械姿态控制不同于位置控制，位置控制的比例缩放有利于精细操作，而姿态控制仅有1：1时才是最符合直觉的（当比例为1：2时，主手旋转45°，器械旋转90°，显然不符合直觉），所以选择1：X（X＞1）的姿态控制可能并非加强医生的操作，而是解决腕部灵活度不够的妥协之举（纯粹个人观点，欢迎不同意见）。
综上所述，枪柄式主手具有握持稳、功能多的特点，但镊子式主手在控制器械末端姿态上可能更加方便。除此之外，主手和脚踏其实是最主要的手术操作的控制器，当主手有更多的功能时，脚踏的功能势必减少（CMR甚至把所有功能都集成在主手上而取消了脚踏），这里涉及到一个主手和脚踏之间的控制权重和控制种类的问题。
读者们不妨联想一下另一个手脚并用的场景：开车。开车时，人坐着目视前方，手把在方向盘上，脚踩油门和刹车，这跟手术机器人的操作场景其实是类似的。由于人类的手比脚更适合精细操作，所以手负责控制方向，而脚负责给出指令。
放到手术机器人上，主手控制器械末端的精细操作，脚踏控制状态切换和能量输出，两者仿佛各司其职，相得益彰。把更多的控制权重分配给主手，或者把不同的控制种类都集中在主手上，是否一定带来优势，仍是一个未知数。达芬奇的镊子式主手单纯聚焦于器械末端控制，这已经变成了一个经典范式，作者并非质疑创新，而是创新需比先行者更深刻地理解用户需求。对Hugo的多功能枪柄式主手，作者怀有很大的期待，并敬佩创新的勇气，但需等待用户的反馈。
4. 急停开关和电源开关
在医生控制台扶手左侧有急停开关和电源开关，这跟达芬奇没什么不同，只是位置换了一下（达芬奇在右侧）。
分析：考虑到多数人的主利手是右手，急停开关可能还是放在右手边更合理，不过无伤大雅。
5. 触摸屏
在医生控制台扶手右侧安装有一块触摸屏，主要用于管理患者手术台车和进行各类系统设置。
分析：功能上跟达芬奇没什么不同，区别在于达芬奇的触摸屏内嵌在扶手中间，应该没有重要的差异化。
6. 人体工程学调整
医生控制台扶手左侧有三组调整按键，分别可调整：扶手高度、监视器高度、脚踏面板距离。
分析：相比达芬奇少了一个监视器角度调整，但这是因为开放式监视器可以平视，无需调整俯仰角度。关于达芬奇监视器需要医生低头看这点，其实有医生吐槽过，觉得长时间低头伤颈椎，推测达芬奇这么做不是因为技术原因，而是为了还原开放手术中医生视线高于患者的体验。
7. 3D眼镜
主刀医生佩戴的3D眼镜上有一些反射标记，方便头部追踪装置确认医生头部位置。同时，Hugo为其他观察者也准备了3D眼镜，但上面没有反射标记。
分析：关于头部追踪，上面已经分析过了。这里提一个不太容易被注意到的点，达芬奇的沉浸式监视器只有主刀医生一个人能看到3D画面，而开放式监视器的好处在于可以有多个观察者同时看到3D画面（影像处理平台上只有2D画面），这方便主刀医生进行手术带教。
8. 脚踏面板
脚踏面板上有8个脚踏开关，分别对应：切换机械臂、主从离合、重新定位内窥镜、Ligasure切、Ligasure凝、双极、单极切、单极凝。
分析：达芬奇的能量踏板并非通过单极、双极、Ligasure来区分，而是通过左侧和右侧来区分（踩左侧踏板则激活左手器械的电切和电凝，踩右侧踏板则激活右手器械）。Hugo解除了左侧踏板和左手器械之间的空间关联，使得单极踏板对应单极器械，双极踏板对应双极器械，这使得医生需要把更多注意力放在想要激活的能量种类上，这对习惯了达芬奇的医生是一种挑战。
同时，Hugo为Ligasure设置了专用的踏板，显然是想突出这把独家器械的优势。再考虑到Hugo把吻合器的激发和复位做到了主手上，这其实是给每一种器械（单极、双极、血管闭合、吻合器）都设置了专用的激发方式，与达芬奇把所有器械的激发都通过空间关联集成在左侧踏板和右侧踏板上不同。
再次抛出那个问题，两种方案孰优孰劣？是给每一种器械都设置专用激活方式更好，还是给所有器械都设置通用的激活方式更好？每个读者都可以有自己的答案。
9. 模拟器
医生控制台背后可以挂载一个模拟器背包，模拟器包含各种手术训练模块，使用模拟器时仅启动医生控制台即可，无需启动患者手术平台和影像处理平台。
分析：与达芬奇无异。模拟器的重点在于其内容，达芬奇的SimNow模拟器除了手术机器人基础操作训练之外，还会有针对术式的全流程训练和针对科室的多模块训练，推测Hugo的模拟器应该也是类似的。
上面介绍了医生控制台，
关于患者手术平台和影像处理平台详情，请看下文~
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