绕线取针：通过线操控实现自主缝合中的柔性针拾取

自主缝合能力是手术机器人迈向更高临床自主性的关键一步，而缝针的可靠拾取是这一流程中的基础环节。在实际手术中，针可能因操作意外掉落，或者为了调整抓取角度而被策略性地释放。然而，现有的自主针拾取方法通常引导机器人直接移向针并进行抓取，这严格限制了针必须处于视野内且可直接到达的条件。更为棘手的是，当针位于组织表面时，直接抓取极易导致机器人夹持到周围组织，或者因针体光滑而使其弹跳移位，带来潜在的安全风险。

针对这些痛点，本研究提出了一种创新性的自主框架，巧妙地利用缝合线本身作为辅助工具，实现间接针拾取。该框架的核心思想是：通过操控与针相连的缝合线，避免不必要的工具-组织接触，从而允许在针被遮挡或无法直接接近的情况下依然完成拾取。完整的工作流程涵盖多个关键步骤：首先，利用视觉系统对缝合线和周围组织进行三维重建，生成精确的环境模型；其次，基于重建结果选择安全的抓取点，确保拾取过程中不会损伤组织；接着，执行稳定的提线操作，将缝合线提起以使针脱离组织表面；最后，通过双臂协作沿追踪线运动，直至成功抓取针。机器人的控制策略充分考虑了视觉不确定性，以在真实手术环境中最大化鲁棒性。

研究团队在达芬奇研究套件（da Vinci Research Kit）上对框架进行了系统性评估，测试了多种具有挑战性的真实条件，包括复杂的线配置和不可接近的针。实验结果表明，该方法在各种场景下均表现出稳健的性能，显著缩小了自主机器人策略在非结构化缝合环境中的应用差距。该研究成果已被IROS 2026会议接收，为未来更自主、更安全的手术机器人系统奠定了重要基础。