第一章行业概况
手术机器人是集临床医学、生物力学、机械学、计算机科学、微电子学等诸多学科为一体的高度集成的新型医疗器械，整体运行需要多项技术的协同。其中，系统软件中的图像重构、空间配准和定位控制等，是手术机器人最为核心的部分；而硬件装置如机械臂的设计则需要与手术具体情况相结合，反复实验；人机交互的主机必须充分考虑医生习惯和临床应用场景。
手术机器人是20世纪80年代以来，伴随着微创外科手术的发展而逐步出现并且发展起来的高端医疗设备，主要用于以微创的手段来消除手术造成的大面积创伤对患者的不利影响，进而达到减少患者痛苦和加快术后恢复速度等目的，同时还可以降低常规手术中因医生手部震颤等造成的不可控的手术风险。此外，对于对精度要求很高的骨科、神经外科及口腔科等外科手术，手术机器人还具有精准定位、手术规划、精准成像等功能，并且能大幅减少手术中医生所受辐射伤害和感染风险。
图：手术机器人主要组成部分
资料来源：资产信息网千际投行未来智库
从工作原理看，大体上手术机器人通过感知、分析和行动三个步骤来执行辅助手术的工作。首先机器人通过传感器系统（如视觉、触觉、温度等）感知外部环境信息。然后机器人通过人工智能算法对各类信息进行分析、学习，并给出下一步的动作指令。最后，驱动系统根据分析指令完成具体动作并实施反馈状态信息给控制系统。
资料来源：资产信息网千际投行海南日报
全球手术机器人市场增长快速，腔镜机器人占比最大。全球手术机器人市场规模从年30.10亿美元快速增长至年的83.21亿美元，年复合增长率为22.6%。其中，腔镜机器人占比较大，可用于多种手术包括泌尿外科、妇科、胸外科及普外科手术等。据数据统计，其市场规模从年23.84亿美元上升至年52.55亿美元，占比63.15%。其他类型手术机器人中，骨科机器人这一市场规模增长也很迅速，在年仅有1.38亿美元，而经皮穿刺机器人市场规模有1.58亿美元，到了年骨科机器人增长至13.94亿美元超过经皮穿刺机器人3.80亿美元规模，其需求受人口老龄化和关节炎患病率的不断提升带动，发展潜力巨大。
图：全球手术机器人市场规模
资料来源：资产信息网千际投行未来智库
1.1手术机器人分类及基本特点
从涉及的学科上看，手术机器人是集临床医学、生物力学、机械学、计算机科学、微电子学等诸多学科为一体的新型医疗器械。通过其清晰的成像系统和灵活的机械臂，以微创的手术形式，协助医生实施复杂的外科手术，完成术中定位、切断、穿刺、止血、缝合等操作。
从自动化水平上看，现阶段的手术机器人仍处于以辅助医生手术为主要功能的半自动化阶段，已应用于普腹外科、泌尿外科、心血管外科、胸心外科、妇科、骨科、神经外科、口腔科等多个领域。
按照手术部位机器人产品可分为腹腔镜手术机器人、骨科手术机器人、神经外科手术机器人、血管介入手术机器人和口腔手术机器人等；按照产品功能则可分为操作类手术机器人和定位类手术机器人。
图：手术机器人分类
资料来源：资产信息网千际投行
（1）腹腔镜手术机器人
腹腔镜手术机器人广泛应用于外科手术中具有手术创口小、操作精度高、灵活性强、重复性好以及不受疲劳和情绪等人体生理因素影响等优点。当前在美国约90%的前列腺切除手术和约80%子宫癌手术均由手术机器人辅助完成，是当前应用范围最广、市场接受度最高的手术机器人。
从关键组成部件上看，主要包括医生控制系统，3D成像视频影像平台，以及由机械臂，摄像臂和手术器械组成的移动平台。3D成像视频影像平台可以为医生提供具有沉浸感且清晰细致的解剖组织结构图像提升手术的视觉感。机械臂可实现抓持、钳夹、缝合等各项手术操作，并且比人手的活动自由度更广。实施手术时，主刀医师不与病人直接接触，而是通过三维视觉系统和动作定标系统操作控制，并通过机械臂以及手术器械完成医生的技术动作和手术操作。
从适应症上看，可应用于心脏外科、普通外科、泌尿外科、胸外科、肝胆胰外科、胃肠外科、妇科等相关的微创手术。
（2）骨科手术机器人
骨科手术机器人可应用于膝关节手术和髋关节手术和脊柱外科手术中。传统的骨科手术存在手术风险高、定位困难、植入精度低、复杂术式难普及、智能设备匮乏、手术创伤大、并发症多等问题。而骨科手术机器人可利用术前的三维CT影像对病灶进行准确测量，根据病灶大小及植入假体形状进行术中组织的精确判断和操作。
从关键组成部件上看，主要包括机械系统、影像系统和计算机系统。其中，机械系统中的机械臂是手术的核心执行模块，末端的反馈结构具有视觉、力觉、触觉等模态。影像系统能够给施术医生提供更加清晰的影像资料，帮助患处定位和导航。计算机系统是骨科机器人的中枢，主要辅助医生进行手术方案设计和实现路径规划，帮助医生进行手术，此外还能对手术设备进行管理，包括对机械系统各部位的损耗情况进行自检和智能评估。
（3）神经外科手术机器人
神经外科手术主要指针对脑部、脊髓和神经的手术，在操作上具有手术空间小、定位困难等难点。神经外科手术机器人主要通过对脑部病灶位置精确的空间定位，辅助医生夹持和固定手术器械等，并完成如活检手术、深脑刺激、经颅磁刺激、立体定向脑电图、神经内窥手术等的神经外科手术。
从关键组成部件上看，主要包括术前规划软件、导航定向系统、机器人辅助器械定位和操作系统。其中，手术规划软件是神经外科手术机器人的核心技术，帮助医生进行手术方案的规划，在手术前获得患者病灶处的图像，结合医生的解剖学和病理学知识，进行包括手术方法，手术流程，手术切口与路径等方面的规划。导航定向系统是通过以CT/MRI等影像设备扫描图像建立的三维模型作为参考，对手术进行规划与虚拟仿真操作。机器人机械结构系统是机器人系统的执行和操作单元，要求机器人末端的误差尽可能小，同时确保各个关节能够按照规划的轨迹进行运动。
从适应症上看，神经外科手术机器人可应用于包括中枢神经系统炎症疾病、帕金森病和癫痫病在内的神经系统疾病、脑血管病和脑梗死，应用市场广阔。
（4）血管介入手术机器人
血管介入机器人主要是在血管介入手术（主要是心血管介入手术）中实施导管的推进和导航，在术前和术中依据影像数据构建病患血管的三维形态图和分析血管交叉口、弯道、弹性、斑块的特征，从而实现在手术过程中对手术器械的跟踪和定位，有助于大幅提升手术的精准度，同时降低医务人员的劳动强度，也在一定程度上减少了手术对于医生个人技术熟练度的依赖。
从关键组成部件上看，主要包括图像导航系统、机械装置与控制系统和力反馈系统等。其中，图像导航系统能够集成显示导丝和血管，并通过三维血管模型构建确保手术安全性。机械装置与控制系统负责导管的推进与旋转运动，由主刀医生操作和操控。力反馈系统可以准确地感受到导丝在血管中的受力情况，确保在引导图像不够直观的情况下也可以保证导丝的安全介入。
（5）口腔手术机器人
机器人的智能化、高精准度等特点，使其在口腔医学领域的应用具有更加独特优势，目前机器人在口腔医学应用的领域主要包括以下几个：
口腔颌面外科学领域：微创，降低手术偏差，增强手术安全性，提高效率；
口腔修复学领域：解决口腔操作空间狭小、人手颤动及精准性等问题；
口腔正畸学领域：提高操作精度和效率；
牙体牙髓病学领域：辅助医师操作，缓解疲劳，节省时间；
其他：包括分析咀嚼运动中牙齿受力机器人、口腔教学机器人、以及模拟下颌运动机器人等。
1.2发展历程
手术机器人发展脉络：从年手术机器人发展起步开始至今30余年，大致可以分为三个阶段，年到年为起步阶段，年到年为发展阶段，从年至今是创新阶段。
资料来源：资产信息网千际投行海南日报
机器人在外科手术中的应用起源于年的美国，医院的医生使用工业机械臂Puma完成了全球首个机器人辅助的外科手术——机器人辅助定位的神经外科脑部活检手术。
80年代末，斯坦福大学研究院是最早进行外科手术机器人研发的机构，此后在年由IT公司IBM和加州大学联合推出了全球首个医疗手术机器人ROBODOC用于骨科手术中的关节置换。到年，出身于斯坦福大学研究院的FredericMoll博士创立了当今全球最为出名的医疗手术机器人公司——直觉外科公司（IntuitiveSurgical），并开启了手术机器人领域的商业化道路。而此时的中国才刚刚开始在手术机器人领域的探索，研发制造进度较美国滞后了十年以上。年全球首个可正式应用于手术室中的手术机器人系统达芬奇手术机器人率先在欧洲获批上市，这是一款由美国直觉外科公司研发制造的腹腔镜手术机器人。
年我国上市了首款国产手术机器人，是由天智航研发制造的骨科手术机器人，从产品上市角度看，我国同样滞后于美国十年，但是在年以后，发展进程明显加快，到目前为止，已上市的国产手术机器人产品数量已达9个，包含2个骨科手术机器人，5个神经外科手术机器人和1个口腔手术机器人。我国手术机器人是以“定位类”机器人为开端，在“操作类”机器人的推广中走向大众，并逐步在更细分的领域中进化升级。
图：国内外手术机器人发展历程
资料来源：资产信息网千际投行中关村产业研究院
从行业发展进程上看，美国手术机器人的发展大体经历了3个阶段，医院牵头研究，医院联合开发，最后到企业主导产业化的历程。中国的发展进程与之类似，但是当前正处于第2到第3阶段的过渡阶段中，尚未进入完全的企业主导产业化阶段，医院技术依赖还比较强。当前我国整体以“产学研医”的创新研发模式为基础，形成了以领先企业产品上市和技术升级加速为引领，中小创新企业积极布局，并以外部融资为基础加速技术探索和产品储备的国产品牌的行业竞争格局。
第二章商业模式和技术发展
2.1产业链
手术机器人的产业链主要分为上游的原材料、核心零部件，中游的机身组装、系统集成和软件开发等环节，以及下游的终端使用环节。其中技术壁垒最高的产业链环节是处于产业链上游的三大核心零部件，即伺服电系统、减速器和控制器，其市场主要由美国、德国和日本垄断，我国仅能够在控制器领域实现自产。此外，从产品附加值上看，在机器人成本构成中，减速器、伺服系统、控制器分别占35%、20%、15%，三大核心零部件的成本占比达到了70%。
图：手术机器人产业链示意图
资料来源：资产信息网千际投行中关村产业研究院
上游
手术机器人的上游主要是制造手术机器人的原材料，以及内部控制系统、驱动系统和执行系统的核心伺服系统、减速器、控制器。然而我国手术机器人行业上游的三大核心零部件仅有控制器可实现自产，伺服系统和精密减速器仍以进口为主，成为手术机器人领域的“卡脖子环节”，并且短时间内仍然难以与国际顶尖企业比肩，同时这也是整个机器人行业最难攻克的技术难题。
（1）伺服系统
伺服系统由伺服电机、编码器和伺服驱动组成，主要为机器人的运动提供动力并完成机器人运动。伺服系统是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，除了可以进行速度与转矩控制外，还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。
伺服电机主要布置于机器人运动关节之中，在手术机器人中主要以直流电机为主，其优点是功率更大；编码器安装于电机输出轴，与电机同步旋转，转动的同时将信号传达至驱动器；驱动器根据信号判断伺服电机的转向、转速、位置是否正确，然后进行修正调整，根据指令发出相应控制电流。
图：伺服系统工作流程
资料来源：资产信息网千际投行中关村产业研究院
伺服电机的主要分为：
直流伺服电机：只需接通直流电即可工作，控制特别简单。具有启动转矩大、体积小、重量轻、转速和转矩容易控制、效率高等优点。但是需要定时维护和更换电刷，具有使用寿命短、噪声大等不足。
交流伺服电机：没有电刷和换向器，不需要维护，也没有产生火花的危险。驱动电路复杂，价格高。
步进电机：直接用数字信号进行控制，与计算机的接口比较容易。没有电刷、维护方便、寿命长。启动、停止、正转、反转容易控制。但是存在能量转换效率低、易失步等缺点。
目前应用于手术机器人的伺服电机仍然以外国品牌为主，包括德国西门子、瑞士MaxonMotor、日本松下、美国科尔摩根等。其中，欧系伺服系统特点是过载能力高，动态响应好，驱动器开放性强，且具有总线接口，但价格昂贵，体积重量大。日本松下公司推出的小型交流伺服电动机和驱动器颇受市场欢迎。
我国的伺服电机产品在高性能、高可靠性方面与国际品牌存在差距，主要表现在缺乏大功率产品、不够小型化、信号接插件不稳定、编码器精度不足等，此外在核心技术方面当前我国使用的高精度编码器，尤其机器人上用的多圈绝对值编码器严重依赖进口，因此短期内我国在手术机器人领域的伺服电机仍需依赖进口。
（2）减速器
减速器是精密机械工业的巅峰产品之一，由高精度的圆肩、齿轮相互啮合，对材料科学、精密加工设备加工精度、装配技术和高精度检测技术都有极高的要求。
机器人减速器用于提高机器人的动作精确度，由于提供动力的伺服电机转速很高，通常与手术机器人的应用场景不匹配，这就需要减速器来使输出转速降下来，并且在每一个电机处都要配套使用一个减速器。减速器对于机器人的性能、精度和寿命都起着决定性的作用，在手术机器人领域所使用的产品是以“RV（RotateVector旋转矢量）减速器”和“谐波减速器”为代表的精密减速器，具有结构紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳等特征，在制造上具有很高的技术壁垒。
资料来源：资产信息网千际投行中商产业研究院
当前全球75%的精密减速器市场被日本的纳博特斯克（Nabtesco）和哈默纳科（HarmonicaDrive）占据，其中Nabtesco垄断了RV减速器市场，HarmonicaDrive垄断了谐波减速器市场，剩余25%的市场由德国、意大利和美国瓜分。
目前我国已有国产的RV减速器上市，在性能指标上短期可以达到要求，但是由于质量控制和制造工艺等问题，国产产品很容易磨损报废，使用寿命太短，因此鲜少被企业选用，我国的手术机器人企业仍然高度依赖进口减速器产品。从技术上看，年Nabtesco公司开始RV减速器的设计，年取得实质性突破，到90年代实现产业化，而我国是在“十二五”期间才将精密减速器纳入重点发展领域的，因此我国的RV减速器的行业发展水平相较于日本滞后至少25年。
（3）控制器
控制器是手术机器人最为核心的零部件，相当于机器人的“大脑”，负责接收各组元信号，并向机器人发布和传递动作指令，对机器人性能具有决定性影响，通常来说机器人的活动的自由度越高，对控制器的性能要求就越高。
控制器由硬件和软件两部分组成，其中硬件就是运动控制卡，包括一些主控单元、信号处理等部分；软件主要包括控制算法、二次开发等。手术机器人企业通常会对控制器进行自主研发，以保证机器人的稳定性和技术体系，因此相比于减速器和伺服电机，国产机器人控制器产品与国外差距较小，但在稳定性、响应速度和二次开发平台的易用性开发方面有待进一步升级。
中游
中游环节除机身组装外，主要包括系统集成和软件开发。其中系统集成主要是根据客户需求完成机器人的组装和调试，相比于核心零部件的设计制造，该环节技术难度较低，企业的议价能力较强。软件开发环节是手术机器人企业核心竞争力的体现，最体现开发者的设计能力，考验开发者对各学科的综合理解能力。
图：手术机器人核心技术
资料来源：资产信息网千际投行未来智库
中游环节，我国手术机器人企业约滞后国际先进水平10年左右，当前正处于企业与高校、医院联合开发到企业主导产业化的过渡阶段，行业已经形成明显的产学研医结合的特征，头部企业的手术机器人产品多由高校科研成果转化而来，如天智航、柏惠威康、思哲睿等，但受技术缺陷、管理应用和使用成本三大因素制约，国产手术机器人产业化水平仍然较低。其中腔镜机器人在中国手术机器人市场中占比最大，占整体市场的74.9%。其次为骨科机器人（10%）及经皮穿刺机器人（4.9%）。
资料来源：资产信息网千际投行
下游
在国际市场中，除美国直觉外科公司的达芬奇手术机器人腹腔镜手术机器人领域形成了一家独大的行业格局外，在神经外科、骨科、血管介入、口腔科等手术机器人领域我国企业已具备较强的竞争力，并且在未来将继续持续地发力，有望在国际市场上与外国品牌同台竞争。
从产品端看，手术机器人本身研发周期很长，产业发展速度不及其他领域，同时受到上游核心零部件供应和技术水平的制约，导致我国产品无法进行大规模生产及实现产品降价，进而导致下游应用端的普及率低，当前手术机器人主要应医院中。
从应用端看，国外进口手术机器人价格较高，且耗材和维护费昂贵，同样只医院有购买能力，进口产品的普及率依旧很低。同时，相较于传统外科手术，医疗机器人辅助下的外科手术费用要高出2-3万元，加之医保体系有待进一步完善，患者的支付水平也制约了手术机器人的应用。总体来看我国手术机器医院向基层医疗机构下沉之路任重道远。
近年来，医院数量稳步增加，总体保持在3万个以上。医院3.7万个，比上年增加0.2万个。其中，医院1.2万个，医院2.5万个。
资料来源：资产信息网千际投行
2.2商业模式
手术机器人公司的商业模式主要分为三个部分：系统、服务和耗材三部分。系统就是整机销售，即手术机器人本身，包括硬件和软件。企业医院出售手术机器人；耗材就是手术过程中与机器人配套使用的器械，例如机械臂这种高值耗材，医院出售；服务，即与手术机器人销售相关的服务，例如维护保养及医生培训服务等。
短期以设备销售为主，长期耗材将成为主要收入来源。年国内手术机器人市场销售中系统占据55.8%，耗材占据38.2%;但同年美国市场系统收入仅占25.3%，耗材占57.7%。行业初期，由于国内目前机器人手术量未达到一定规模，企业收入仍以机器人本身的销售为主，预计未来将逐步向美国市场的收入结构靠拢，长期耗材将成为企业主要收入来源。
在国外，特别是骨科机器人领域，大部分生产销售骨科手术机器人公司，都有骨科相关植入耗材，而且大部分都是脊柱、关节、创伤耗材全覆盖。从传统大家公认的骨科大厂(如美敦力、史塞克、强生、捷迈等)，到骨科新锐(如Globus、Accelus等)，都是靠耗材+机器人两条腿走路，用某个公司的机器人，就会配套使用他家的骨科内植物，甚至有些公司还研发了专门适用于机器人的内植物(如Globus研发的U型尾帽和螺钉分离的椎弓根钉系统)
下面以直觉外科公司为例分析手术机器人行业商业模式。直觉外科公司主要采用本地直销与海外分销渠道，形成以美国为中心向海外渗透的全球化布局。直觉外科分区域采用不同销售渠道，通过直销机构向美国、欧洲、中国、日本、韩国和印度提供产品；而在全球其他市场，通过分销商提供达芬奇产品。
-年间，直觉外科的全球布局以美国市场为销售中心，美国本土的营业收入占比均在70%左右，并且逐渐向欧洲、亚洲地区辐射渗透，美国境外地区营业收入占比从18%增长至31%，美国境外的不断拓展有望为营业收入提供新一轮的增长动力。年1月，直觉外科与复星医药成立直观复星合资企业，该合资企业直观复星作为直觉外科代理商，负责达芬奇手术机器人在中国大陆的独家经销。
图：达芬奇手术机器人相关产品价格
资料来源：资产信息网千际投行安信证券
图：直觉外科销售和客户支持服务
资料来源：资产信息网千际投行未来智库
耗材收入占比过半，成为营收第一增长动力。直觉外科业务板块分为耗材收入、系统收入和服务收入。达芬奇系统单价通常在50万美元到万美元之间；每例外科手术可获取至美元的耗材收入；系统出售或租赁时签订服务合同，年费在美元至美元之间。从占比来看，仪器与配件业务收入占比在50%以上，并呈现持续小幅增长趋势，由此可见，耗材收入是直觉外科营收的第一增长动力。
同时引进系统租赁系统，与系统销售相结合，新型合同助力系统灵活销售。系统租赁包括销售型租赁、经营型租赁和基于使用安排的租赁。直接销售和销售型租赁又有所不同，虽然都需要出让系统所有权，都在交易时确认收入，但是区别在于直接销售为交易时全款支付，而销售型租赁为分期付款，缓解了消费者资金压力；经营型租赁和基于使用安排租赁承租方拥有系统使用权而非所有权，两者区别在于经营型租赁按期付款，且在租赁期结束时有权收购系统，基于使用安排的租赁按系统使用次数收费，但共同点是都在租赁期内以直线方式确认收入。
租赁形式的系统投放增速可观，持续拓展释放市场需求。因此，系统租赁成为市场系统投放的重要方式，新型系统租赁合同有助于为客户提供系统使用的灵活性，提高达芬奇系统投放量，释放市场需求，为达芬奇销售提供新的增长动力。经营型租赁为系统租赁的主要形式，经营租赁收入增长速度整体快于销售租赁收入。未来经营型租赁将是系统租赁的主要形式，经营租赁有望替代系统销售成为第一大销售方式。
图：年系统投放量按销售方式划分
资料来源：资产信息网千际投行未来智库
2.3应用趋势及技术变化
手术机器人在临床手术场景不断应用。在传统的外科手术中，外科医生使用医疗器械对患者身体进行切除、缝合等操作，从而完成手术过程，除去病变组织，移植器官等。但由于一些手术容易出现创面较大，伤口长等问题，这就有可能增加患者的出血量和感染及术后并发症的风险，这对患者来说是非常痛苦的。而借助手术机器人完成的外科手术可以很大程度地缩小创口、提高手术精确度、缩短手术时间，从而减少患者痛苦并降低手术风险，这是手术机器人出现的最重要目的。
机器人辅助完成的外科手术量持续高速增长。虽然目前全球只有2%的手术是借助手术机器人完成，但是随着手术机器人技术的不断成熟、适应症的不断增加以及治疗成本的降低，近年来越来越多的手术机器人被应用于外科手术中。
以当今世界应用最广、全球市占率超过60%的达芬奇手术机器人为例，自至年“达芬奇”在全球完成的手术量逐年增加，年度复合增长率超过15%，年完成手术超过万例，同比增长18.51%。截至年年底，“达芬奇”全球累计完成的手术量已经超过万例。
在中国“达芬奇”的完成的手术量增速更快。年北京医院引进第一台达芬奇手术机器人，年以后进入增量爆发期，年度手术量超过万例并持续增加，自至年“达芬奇”在我国完成的手术量逐年增加，年度复合增长率超过60%，年完成手术量约4万例，截至年年底，“达芬奇”在我国累计完成的手术量已经超过13万例。
图：至年达芬奇手术机器人在国内累计完成的手术量情况
资料来源：资产信息网千际投行中关村产业研究院
手术机器人在应用中有如下优势：
在临床手术中，在视野方面手术机器人具有很好的优势。手术机器人配备高分辨率三维镜头作为内窥镜，可以为主刀医生带来患者体腔内三维立体高清影像，可以起到放大视野的作用。
手术机器人可以实现人手无法达到的灵活度和精确度，可以自由旋转度，同时可以在胸腔、盆腔中进行灵活操作，也可以避免不必要的人手颤动，非常适用于人手无法触及的狭小空间内进行精细手术操作。
减少医生的暴露和感染风险。利用机器人及其机械臂实施的外科手术可以避免主刀医生和患者及手术台的直接接触，而医生通常在无菌隔离区之外的空间对机器人进行控制并实施手术。
因此，这就减少了手术中影像设备的使用对医生造成的辐射危害，以及由于与患者直接接触造成的感染（如乙肝、艾滋病等）风险，防范病*以血液和体液方式传播，进而保障医生安全。
技术发展
（1）力触觉反馈
在传统外科手术中，医生可以接触组织，通过皮肤直接感知到力和触觉从而决定给组织和器官施加的力，这种触觉交互信息（包括力和触觉）使医生能够对病人的组织进行力度精确的操作。而在机器人辅助手术中，手术机器人通常要依靠传感器系统（包括视觉、触觉、温度、听觉反馈等）来感知外部环境信息，并进行后续的分析和行动，因此在使用机械臂的间接操作下，医生就同时损失了触觉反馈和力反馈。
资料来源：资产信息网千际投行
当前，普遍应用于操作类手术机器人的反馈系统多为视觉反馈系统，外科医生需要通过分析视觉信息，来实时判断器械对组织的作用力以及其他组织特征，这种对力触觉替代的感觉替代方案并没有直接力反馈那么有效，会在一定程度上影响手术的实施效率。因此，力触觉反馈系统是机器人技术研发的重点方向。
手术机器人的“力触觉反馈系统”包含力反馈系统和触觉反馈。力反馈系统是指医生操作手术臂时，通过器械末端的力传感器，感受器械所处位置及作用于组织上的力，并将其以电流的形式进行模拟和传导，之后再将力觉信息再现、并传递给医生。触觉反馈是指机械臂作用于组织时，触觉传感器能够感受到组织表面的信息（例如组织顺应性、硬度、质地、温度等），并将这些信息反馈给医生，从而使医生获得对于组织的真实感觉，并能够对异常组织做出判断及操作。
（2）单孔或自然腔道手术机器人
当前以达芬奇手术机器人为代表的手术机器人在少数实施中仍需要在病人身上开多个创口，术后恢复时间虽比普通手术短，但仍比单创口的手术创伤大。然而，单孔手术机器人可以将原来的多个操作孔减少至仅一个大约3厘米左右的切口，避免多操作臂碰撞及其复杂的术前摆位，简化手术流程，进而减少病人麻醉时间及出血量，对患者损伤小、恢复快，能够同时提高术中的安全性及缩短术后的恢复时间。此外，单孔手术机器人要比多孔机器人更加集成、也更加紧凑，对于手术室的空间要求也会降低。
图：精锋医疗手术机器人
资料来源：资产信息网千际投行精锋医疗
