繞線取針：通過線操控實現自主縫合中的柔性針拾取

自主縫合能力是手術機器人邁向更高臨牀自主性的關鍵一步，而縫針的可靠拾取是這一流程中的基礎環節。在實際手術中，針可能因操作意外掉落，或者為了調整抓取角度而被策略性地釋放。然而，現有的自主針拾取方法通常引導機器人直接移向針並進行抓取，這嚴格限制了針必須處於視野內且可直接到達的條件。更為棘手的是，當針位於組織表面時，直接抓取極易導致機器人夾持到周圍組織，或者因針體光滑而使其彈跳移位，帶來潛在的安全風險。

針對這些痛點，本研究提出了一種創新性的自主框架，巧妙地利用縫合線本身作為輔助工具，實現間接針拾取。該框架的核心思想是：通過操控與針相連的縫合線，避免不必要的工具-組織接觸，從而允許在針被遮擋或無法直接接近的情況下依然完成拾取。完整的工作流程涵蓋多個關鍵步驟：首先，利用視覺系統對縫合線和周圍組織進行三維重建，生成精確的環境模型；其次，基於重建結果選擇安全的抓取點，確保拾取過程中不會損傷組織；接着，執行穩定的提線操作，將縫合線提起以使針脱離組織表面；最後，通過雙臂協作沿追蹤線運動，直至成功抓取針。機器人的控制策略充分考慮了視覺不確定性，以在真實手術環境中最大化魯棒性。

研究團隊在達芬奇研究套件（da Vinci Research Kit）上對框架進行了系統性評估，測試了多種具有挑戰性的真實條件，包括複雜的線配置和不可接近的針。實驗結果表明，該方法在各種場景下均表現出穩健的性能，顯著縮小了自主機器人策略在非結構化縫合環境中的應用差距。該研究成果已被IROS 2026會議接收，為未來更自主、更安全的手術機器人系統奠定了重要基礎。