共青团中央书记处常务书记、全国青联主席徐晓讲话，大赛评审委员会主任、中科院院士毛明做大赛评审工作报告。
全国大学生机器人科学技术创新交流营暨机器人大赛是共青团中央、工业与信息化部共同主办的一项具有导向性、示范性和群众性的全国竞赛活动，是共青团服务大学生科学技术创新的重要载体。本届大赛搭建工业机器人、个人及家用服务机器人、公共服务机器人、特种机器人、其他应用领域机器人等5大赛道，共吸引全国30个省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团431所高校的1017件作品参赛，激发大学生学习机器人知识、交流机器人技术、传播机器人文化、投身机器人行业、攻关机器人关键核心技术的积极性、主动性、创造性，推动机器人领域教育、科技、人才融合发展。
当前社会消化道疾病高发，到达一定年龄的人群定期对胃肠系统来进行检查显得尤为重要，但也存在痛点问题：
2.新兴的胶囊内窥镜依靠小肠自身蠕动推进，易引起检测时间长甚至胶囊滞留体内的风险；
3.通过添加外部磁场驱动胶囊内窥镜时，由于小肠蜿蜒盘旋的结构和狭小变化的内径，使得外部磁场牵引力无法始终作用在胶囊前进方向上，因而也不能很好地完成小肠检测任务。针对以上问题，本团队研发了一款基于超磁致伸缩效应驱动和无线自适应移动控制的小肠检测胶囊机器人。
团队首先以超磁致伸缩材料为核心制作了微型激振器，赋予了胶囊自主运动的能力，彻底摆脱了外部大型设备的约束；随后以胶囊的运动速度稳定、单位能耗最低和对胶囊的冲击最小为优化目标，通过搭建由Six-Sigma、NSGA-II和Monte-Carlo构成的组合优化算法，得到了胶囊实现前进、悬停和后退等多种运动的最优结构参数区间和最佳激振参数区间；通过在区间内改变幅值、频率和占空比等激振参数，可以有效控制胶囊机器人的运动速度和方向，实现快速前进、慢速前进、停止、慢速后退和快速后退共五种不同的运动模式，实现了胶囊不同肠道环境下的高效运动和对特殊部位的反复查看。
项目首创性地运用超磁致伸缩材料研制的厘米级的微型激振器置于胶囊内部，并以不同的频率和振幅冲击胶囊壳体，以此赋予胶囊机器人可调控的自推进能力。除此之外，项目还提出了一种在高不确定性的小肠环境下基于多目标优化和振动信号分析的胶囊自适应移动操控方法，为控制激振胶囊按检测需要的方向和速度进行高效移动提供了新思路和新方法。
脊柱损害是“百病之源”，目前，意识障碍、慢性疼痛及运动损伤等疾病康复均需对脊髓进行刺激。
传统脊髓电极植入术存在害（吃线危害）、危（高危险）、盲（盲操作）、难（高难度）四大痛点，亟需变革型的解决途径。然而，面临迫切的医患刚需，在脊髓电极植入机器人方面，国际范围内的研究仍属空白。
针对以上研究现状和临床痛点，为切实解决医患刚需，增进人民福祉，在老师指导下，小组成员从文献调研出发，经过多次迭代，最终创造性研制国际首创脊髓电极植入机器人系统。
项目研发过程中，小组成员夜以继日，不断攻克技术难点。脊髓电极植入手术复杂度极高，由于脊柱紧紧贴合脊髓中的神经中枢，在脊椎的腔体硬膜之间加入电极极为危险，稍有不慎可能会造成二次伤害，因此，怎么样提高手术安全性和精准性成为小组成员首要面临的问题。团队参考国内外CorPath GRX、ETcath等手术机器人典型产品，创新设计机器人的仿人多臂架构，实现超长径比脊髓电极导管/导丝精准递送和高精度检测。
研发过程中，自主设计的无源机械臂刚度低，难以满足手术中的高精度要求，小组成员反复推敲，优化设计，最终迭代三代得以解决，实现五自由度无源机械臂一键控制，调节位姿。
实验室测试时，主从操作缺乏高精度的力反馈，小组成员多次修改，不断测试，主端控制器最终实现了完全模仿医生推捻手法、精细操作和高临场感的力反馈。
知难而上，迎难而进，在老师指导下，小组成员齐心协力，最终研制国际首款脊髓电极植入机器人系统。
在未来，小组成员将持续响应国家推进健康中国建设的战略部署，秉承“源于医生、优于医生”的核心设计理念，由易带难、横向拓展，致力打造全科型介入机器人平台，引领神经电刺激医学发展！
针对目前的研究现状和临床痛点，小组成员创造性研制了一款面向神经电刺激的脊髓电极植入机器人系统，可实现医生在线遥操作，旨在提高介入机器人易用性、安全性及智能自主，具备以下核心优势：
1.针对狭窄且深长的脊柱腔隙内，同时操作超长径比的电极导管和导丝的操作难题，小组成员通过医生手术操作机制探究与仿生，提出了一种基于多臂手柔性协同的高灵活电极植入机器人架构；
2.针对主从操作下手术力感知与反馈问题，小组成员建立了基于光纤光栅的柔性电极交互力传感方法，研制了仿医生推捻手感的力反馈主手，实现了柔性微小手术力高灵敏监测与高临场感再现；
3.针对脊髓电极植入手术的效果和安全性问题，小组成员建立了基于医生手法学习的手术路径智能规划算法、推捻耦合的柔性管丝精准安全驱动策略，实现医生“手、触、眼、脑”功能拓展增强。
2022年6月25日，团队自主研发的介入式脑机接口在北京宣武医院完成首次动物实验，此次实验的成功标志着我国在脑机接口、介入机器人研究领域达到国际水平，相关成功刊登人民日报。
2023年7月23日，团队第二次动物实验（国内首例机器人辅助脊髓电极植入动物实验）在北京天坛医院取得成功。此次实验中，团队所研制的首款仿人双臂介入机器人术式完成度达到了90%，手术效果良好，医生未受X射线辐射，无不良事件，实际做到了“医生能用、医生愿意用、期盼临床使用！”
2023年12月19日，小组成员获得2023年全国大学生机器人科学技术创新交流营暨就机器人大赛全国一等奖，项目痛难点和核心技术优势得到了评审专家的高度认可。
“光影智造”——基于双目视觉和深度学习的全流程骨科手术机器人，源于对医疗技术革新的深度洞察。在骨科手术中，精度与安全性至关重要。然而，传统手术方法受限于医生的手眼协调与经验，手术效果很难保证。鉴于此，“光影智造”团队立志改变这一现状。团队运用双目视觉与深度学习技术，结合传感器协同、微型机械臂设计、虚实结合高维显示等创新手段，旨在实现全流程数字手术辅助与交互。这不仅将提高手术的精准度，更将增强手术过程中的安全保障。
在研发“光影智造手术机器人”的过程中，团队面临了诸多挑战。首先，如何在复杂的手术环境中实现精准的传感器协同，以确保手术的精确性和安全性，是项目的一大难点。其次，微型机械臂的设计也是一大痛点，如何使其在精细的骨骼手术中既稳定又准确，是团队重点攻克的问题。除此之外，为实现术中安全保障、多源信息感知与影像融合、视觉增强引导与人机协同安全控制等关键技术，团队深入挖掘了双目视觉和深度学习的潜力，成功将二者结合，为手术机器人系统带来了革命性的突破。在专业老师的指导下，小组成员们不仅在研发技术上做出了重大贡献，在项目管理和团队协作中也展现了出色的能力。正是他们的努力和创意，使得这一项目得以成功实现，为骨科手术的数字化和智能化进程开启了全新篇章。
项目以独特的双目视觉和深度学习技术为核心，创新性地解决了骨科手术中的一系列难题。团队从传感器协同、微型机械臂设计、虚实结合高维显示、术前术中操作关联引导四方面做了技术突破，确保了手术的安全性和精度。特别是术中安全保障、多源信息感知与影像融合、视觉增强引导人机协同安全控制等关键技术的突破，使手术机器人系统达到了前所未有的高度。在此过程中，小组成员们充分的发挥了他们的创新思维和专业技能，不仅推动了技术的发展，也使得这一技术在未来的临床应用中具有巨大的潜力。
项目在骨科手术机器人领域取得了显著成果。在传感器协同方面，团队成功开发出高精度、低延迟的传感器系统，实现了对手术过程的实时监控和反馈。在微型机械臂设计上，团队突破了传统机械臂的限制，设计出微型、灵活的机械臂，为手术操作提供了更大的灵活性和准确性。在虚实结合高维显示方面，团队研发了一种能够将真实手术场景与虚拟影像无缝融合的高维显示技术，为医生提供了更全面的手术视野。在术前术中操作关联引导方面，团队实现了手术计划与实际手术操作的精准关联，有效提升了手术的精准度和安全性。这些成果为项目的逐步发展奠定了坚实基础。
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