早在兩年前，元化智能便啟動自研機械臂項目，核心目標是打造一款真正契合醫(yī)生操作習慣、能解決臨床實際問題的產(chǎn)品。整個研發(fā)過程中，元化智能發(fā)現(xiàn)，如何將臨床醫(yī)學的習慣，轉化為工程產(chǎn)品成了一大難題。

“比原來的一體臂用起來更加順暢、更穩(wěn)定了，更像是人的手臂?！睖y試完最新的機械臂，四川華西醫(yī)院骨科主任周宗科感慨連連。

更好用、手感更好，這是大多醫(yī)師的普遍感受。

在2025年11月12—16日天津舉行的中華醫(yī)學會第二十四屆骨科學術會議暨第十七屆COA學術大會上，由元化智能研發(fā)的全國首個針對骨科手術應用場景完全自主研發(fā)的專用機械臂正式亮相，元化智能剛于上海進博會首發(fā)的“全球首款‘五合一’錕铻?全骨科手術機器人”也在此再次登場，多位專家學者對兩款產(chǎn)品給予了高度贊賞。

回溯骨科手術機器人發(fā)展早期，行業(yè)內普遍外采工業(yè)領域成熟的通用機械臂作為執(zhí)行機構。這類外采的通用機械臂雖具備一定柔順性，但因并非為手術場景設計，在結構設計、關節(jié)剛度、人機協(xié)作等維度，很難針對骨科手術的特殊需求進行開發(fā)優(yōu)化，這導致術中操作柔順性、結構剛度、隨動性和連貫性不足等問題長期存在。核心部件高度依賴進口，也嚴重制約了我國骨科手術機器人產(chǎn)業(yè)自主可控與規(guī)?；l(fā)展。

隨著骨科手術機器人臨床應用的深入，通用機械臂在手術場景中的局限性逐漸暴露。最典型的痛點集中在對精度要求極高的術式中。以膝關節(jié)截骨手術為例，機械臂既需要具備高剛度以維持截骨平面穩(wěn)定，避免抖動偏移，又要能在平面內靈活移動以適配操作節(jié)奏，這種看似對立的“矛盾需求”，成為通用機械臂在骨科手術中難以突破的瓶頸。

這也使的本次元化智能正式發(fā)布亮相的骨科手術專用機械臂有著特殊的行業(yè)意義，其恰恰標志著中國手術機器人正加速從集成創(chuàng)新走向原始創(chuàng)新，從通用適配邁向?？茖Ｓ玫男码A段。

▍全棧自研優(yōu)勢：從技術可控到臨床深度響應

據(jù)悉，該機械臂是全國首個針對骨科手術應用場景完全自主研發(fā)的專用機械臂，更適用于輔助關節(jié)置換、關節(jié)翻修、脊柱、創(chuàng)傷等手術的微創(chuàng)化、精準化需求。

相較于外采通用機械臂，元化智能這款自研產(chǎn)品的核心優(yōu)勢在于“全?？煽亍迸c“臨床適配性”。據(jù)研發(fā)團隊介紹，該機械臂國產(chǎn)化比例達到百分之百，從電機、驅動器到關鍵零部件均實現(xiàn)國內采購，既降低了成本，又徹底規(guī)避了供應鏈采購困難、售后服務響應緩慢的“卡脖子”風險。

更關鍵的是，底層技術的自主掌控讓產(chǎn)品能快速響應臨床需求。從電機選型、驅動設計到控制算法編寫，均由元化團隊自主完成，使得功能迭代與定制化開發(fā)更高效。

例如，團隊在機械臂底層算法中直接嵌入安全邊界檢測與響應機制，配備高精度編碼器和驅動器，既能實時監(jiān)測機械臂狀態(tài)，在手術區(qū)域偏移時實時跟隨，又能在檢測到非預期碰撞或運動時及時停止，解決了傳統(tǒng)器械“顧此失彼”的難題，最大程度保障患者安全。

針對手術中醫(yī)師、患者身體可能出現(xiàn)的微小移動，機械臂還搭載了高頻導航+高頻控制的閉環(huán)系統(tǒng)：導航儀高頻率捕捉移動信號，亞毫米級定位精度的機械臂以高控制頻率即時補償，始終保持手術工具精準定位，消除了生理抖動，大幅提升手術精準性、穩(wěn)定性與安全性。

由于元化智能攻克了機械臂操作剛度、觸覺反饋、重力補償、柔順控制、實時隨動等核心技術瓶頸，全面提升國產(chǎn)機器人的運動性能、操控體驗與手術安全性，真正實現(xiàn)高質量國產(chǎn)替代。

在臨床價值上，這款機械臂的平面限制功能可讓擺鋸僅在截骨平面內移動，保障截骨過程穩(wěn)定性與精度，讓截骨面趨于平整，避免了因精度不足導致的二次截骨或調整，從而節(jié)省手術時間；精確操作也能減少健康骨量丟失、降低出血量、避免過度松解周圍組織，進而降低術后感染風險，加速患者康復。

▍通用機械臂難破骨科手術“通用化需求”

為了打造這一機械臂，元化智能通過集合國內產(chǎn)學研優(yōu)勢資源，突破了高精度零重力補償技術、柔順控制技術和觸覺反饋技術等關鍵技術瓶頸，并首次在國產(chǎn)機械臂上集成、實現(xiàn)了這些技術的應用，從而顯著提升了手術機器人的性能。

這款全國首款全自研骨科手術專用機械臂的推出，不僅是一款產(chǎn)品的落地，更傳遞出國產(chǎn)高端醫(yī)療裝備走向成熟的信號。未來，隨著專用化、自研化成為行業(yè)主流，國產(chǎn)骨科手術機器人有望進一步打破技術壁壘，推動更多高精度、高安全性的裝備普及，為骨科診療質量提升與醫(yī)療資源優(yōu)化配置注入新動能，幫助中國掌握高端醫(yī)療裝備領域的戰(zhàn)略主動權。

為此，他們秉持著“醫(yī)工融合”的核心邏輯，團隊邀請多位骨科專家深度參與體驗與測試，根據(jù)臨床反饋反復優(yōu)化細節(jié)，甚至針對一些“違背工程常理”的需求調整設計，從而才有了如今這款產(chǎn)品。

例如針對“高剛度+低慣量”的核心需求，研發(fā)團隊通過機械臂構型設計、關節(jié)結構優(yōu)化及驅動方式創(chuàng)新，采用混合驅動方案，最終實現(xiàn)了兩種特性的兼顧。

例如最初為保障安全，機械臂移動速度設定較慢，但醫(yī)生反饋希望在安全前提下適當提速以縮短手術時間，團隊隨即進行優(yōu)化，才使得如今最終落地的這款專用機械臂，全面貼合骨科手術的臨床流程與操作需求。

▍推動行業(yè)變革：縮短學習曲線，加速機器人普及

當前，我國60歲以上人口占比已超20%，退行性骨關節(jié)疾病發(fā)病率顯著上升。據(jù)《中華骨科雜志》數(shù)據(jù)，2022年我國人工關節(jié)置換手術已突破100萬例，且以年均近20%的速度增長。但骨科手術的高風險、高難度對醫(yī)生經(jīng)驗與精準度要求極高，疊加醫(yī)療資源分布不均、基層診療能力待提升的現(xiàn)狀，骨科手術機器人成為破局關鍵。

元化智能這款自研機械臂恰好能契合這一需求：其智能化設計大幅減少術中人工干預環(huán)節(jié)，優(yōu)化運動軌跡，讓醫(yī)生更專注于手術本身。元化智能研發(fā)團隊表示，相較于傳統(tǒng)手術技術需多年訓練，年輕骨科醫(yī)生僅需約10臺手術即可掌握機器人輔助手術技術，顯著縮短學習曲線，降低失誤率，助力骨科專業(yè)人才培養(yǎng)；同時，機器人輔助下的關節(jié)置換手術精準度提升，圍手術期炎癥水平下降，進一步加速患者康復。

正如周宗科主任在采訪中所言：“有了它以后，不同醫(yī)生之間、不同年資、不同醫(yī)院、不同地域的醫(yī)生做出來的手術效果更趨向于同質化，有望助力資源均衡?！?/p>

▍結語與未來

從2020年萌生自研想法，到2023年啟動研發(fā)，再到2025年即將取證量產(chǎn)，元化智能的轉型之路，也折射出國產(chǎn)手術機器人的發(fā)展方向：從“使用通用部件”的集成創(chuàng)新，轉向“定義臨床需求”的原始創(chuàng)新；從“通用適配”的妥協(xié)，走向“?？茖Ｓ谩钡木珳省?/p>