在对大脑或毛细血管等脆弱结构进行手术时，稳定的手和不间断的清晰视力至关重要。尽管外科手术摄像机改善了外科医师在手术过程中所见的视觉效果，但“稳固的手”仍有待增强-新的外科技术，包括复杂的由外科医师指导的机械手，在靠近易碎组织的情况下无法防止意外伤害。

在一月份发表在《科学报告》杂志上的一项新研究中，德克萨斯农工大学的研究人员表明，通过向指尖传递小但可感知的电流嗡嗡声，可以使用户准确地了解接触距离。这种见解使用户能够精确地控制自己的机械手手指，以使其轻轻落在易碎的表面上。

研究人员说，这项技术可能是帮助外科医生减少机器人辅助手术过程中意外伤害的有效方法。

电气和计算机工程系的助理教授Hangue Park表示：“机械手的挑战之一是确保对其进行足够精确的控制以使其软着陆在生物组织上。”“通过我们的设计，外科医生将能够直观地了解其机械手指与接触的距离，然后他们便可以用适当的力来使用这些信息来触摸易碎的结构。”

机器人辅助手术系统，也称为远程机器人手术系统，是外科医生的物理扩展。通过用自己的手指移动来控制机器人手指，外科医生可以远程执行复杂的操作，从而扩大了可以提供医疗护理的患者数量。而且，机械手的手指很小，这意味着可以用较小的切口进行手术，因为手术过程中外科医生无需进行大的切割即可将其手放在患者体内。

为了精确地移动他们的机械手指，外科医生依靠来自远程机器人手臂上的摄像头的实时视觉信息流。因此，他们调查显示器以使其手指运动与遥控机器人的手指运动相匹配。这样，他们就知道自己的机械手手指在太空中的位置以及这些手指彼此之间的距离。

但是，Park指出，仅视觉信息还不足以指导手指的精细运动，这在手指位于大脑或其他脆弱组织的附近时至关重要。

帕克说：“外科医生只能间接地知道他们的实际手指彼此相距多远，也就是说，通过在监视器上观察他们的机械手指相对于彼此的位置。”“这种环岛景观减少了他们对实际手指彼此相距多远的感觉，从而影响了他们对机械手指的控制方式。”

为了解决这个问题，Park和他的团队想出了另一种方式来提供独立于视觉反馈的距离信息。通过使用装有刺激探针的手套，将不同频率的电流传递到指尖，研究人员能够训练用户将电流脉冲的频率与距离相关联，即，增加电流频率表明距测试对象的闭合距离。然后，他们比较了接受当前刺激以及与显示器上有关闭合距离的视觉信息的用户在估计距离方面是否比仅接收视觉信息的用户更好。

Park和他的团队还根据用户对电流频率的敏感性定制了他们的技术。换句话说，如果用户对更大范围的电流频率敏感，则以较小的步长增加电流来传递距离信息，以使接近度估计的准确性最大化。

研究人员发现，接受电脉冲的用户更了解与下表面的接近程度，并且可以将其接触力降低70%左右，性能要好于另一组。总体而言，他们观察到通过温和的电脉冲传递的邻近信息的有效性比仅视觉信息的有效性高三倍。

帕克说，他们的新方法有可能显着提高手术期间的可操作性，同时最大程度地减少意外组织损伤的风险。他还说，他们的技术在手术过程中不会增加外科医生现有的精神负担。

他说：“我们的目标是提出一种解决方案，以提高接近度估计的准确性，而又不增加完成此任务所需的积极思考的负担。”“当我们的技术准备好在外科手术环境中使用时，医生将能够直观地知道其机械手指与基础结构之间的距离，这意味着他们可以继续专注于优化患者的外科手术效果。”