Chương 288: Những gì họ làm không hoàn hảo

Câu nói ấy vừa buông xuống, cả phân xưởng chìm vào im lặng. Tưởng Nguyên Vị như bị ai đó niệm chú hóa đá, đứng y nguyên một chỗ, không nhúc nhích.

Suốt đời mình, anh đã dành hơn nửa thời gian cho cái cỗ máy phẫu thuật này, hiểu rõ hơn bất cứ ai mức độ khó khăn của hệ thống phẫu thuật Da Vinci, cũng như hiểu rõ bức tường thành công nghệ hai mươi sáu năm của Intuitive Surgical vững chãi đến mức nào.

Năm 1995, khi Intuitive Surgical khởi động dự án, họ đã tập hợp những chuyên gia hàng đầu thế giới trong lĩnh vực cơ khí, điện tử, quang học và y học, tiêu tốn hàng trăm triệu đô để xây dựng phòng thí nghiệm tiên tiến nhất. Mãi đến năm 1999, họ mới cho ra đời nguyên mẫu Da Vinci đời đầu tiên, và phải đến năm 2000, sản phẩm mới vượt qua được đợt thẩm định khắt khe của FDA, chính thức bước vào ứng dụng lâm sàng.

Từ mô hình lý thuyết trong phòng thí nghiệm đến thiết bị phẫu thuật ổn định bên giường bệnh, họ đã mất năm năm trời. Nhưng năm năm ấy đâu phải là đích đến, mà chỉ là khởi đầu của một quá trình lặp đi lặp lại vô tận.

Đời đầu tiên của Da Vinci chỉ có bốn bậc tự do, độ linh hoạt của đầu tác động còn thua xa so với ngày nay. Hệ thống hình ảnh thời đó còn là hai chiều, bác sĩ phải đeo chiếc kính phân cực nặng nề nhìn vào màn hình để điều khiển, đến nỗi sau một ca phẫu thuật, cổ gần như gãy đôi.

Dù vậy, khi chiếc máy nặng nề ấy lần đầu tiên hoàn thành việc khâu nối trong ca cắt túi mật nội soi tại Bệnh viện Thánh Mary, vị bác sĩ đứng trước bàn điều khiển vẫn không kìm được nước mắt.

Bởi trước đó, phẫu thuật nội soi vốn có một giới hạn bất thành văn: không thể khâu nối tinh tế bên trong cơ thể. Rốt cuộc, dụng cụ nội soi đều thẳng, bàn tay người phẫu thuật xuyên qua vết mổ nhỏ, phạm vi cử động vốn đã hạn chế, việc khâu nối lại càng trở thành điều không tưởng.

Còn cổ tay vi phẫu quay bảy bậc tự do của cánh tay cơ khí Da Vinci đã phá vỡ hoàn toàn giới hạn ấy. Nó giải phóng bàn tay của bác sĩ phẫu thuật khỏi vết mổ.

Sau đó, Da Vinci đã trải qua bốn thế hệ cải tiến. Thế hệ thứ hai bổ sung hình ảnh ba chiều độ nét cao, thế hệ thứ ba ứng dụng công nghệ hiển thị huỳnh quang, thế hệ thứ tư treo cánh tay cơ khí lên tháp treo phía trên bàn mổ, cho phép thao tác đa góc độ.

Mỗi thế hệ nâng cấp đều dựa trên hàng chục nghìn ca phẫu thuật tích lũy dữ liệu lâm sàng, mỗi khớp cải tiến đều kết tinh mười mấy năm nghiên cứu của hàng chục ngành khoa học như khoa học vật liệu, kỹ thuật điều khiển, quang học.

Hai mươi sáu năm xây nên bức tường thành công nghệ, từng lớp từng lớp, cuối cùng dựng nên một bức tường tưởng chừng không thể vượt qua, cũng tạo nên gã khổng lồ Intuitive Surgical độc quyền thị trường máy phẫu thuật robot toàn cầu.

Công ty Chính Vũ Y tế đã dốc toàn lực, ngốn vài trăm triệu, mất hơn hai năm, cũng chỉ có thể chế tạo một phiên bản đơn giản dưới khung công nghệ Da Vinci, ngay cả độ chính xác servo cơ bản nhất cũng không thể vượt qua.

Đó là thực tế họ phải đối mặt, cũng là nghịch cảnh của mọi doanh nghiệp thiết bị y tế trong nước.

Thế mà giờ Tiêu Tú lại nói sẽ trực tiếp chế tạo ra một hệ thống mới.

Tưởng Nguyên Vị đứng sững tại chỗ, không nói nên lời.

Con người khi đối diện với một sức mạnh vượt xa toàn bộ nhận thức của mình, thật sự có thể mất hết ngôn ngữ.

Tiêu Tú nhìn những gương mặt xung quanh đầy vẻ kinh ngạc như vừa gặp ma, đôi mày khẽ chau lại, nhưng không truy cứu sâu xa.

Anh đã dần quen với điều ấy, những người này luôn lãng phí vô số thời gian vào những thứ anh xem là hiển nhiên.

"Bức tường thành công nghệ của Da Vinci trông có vẻ dày," giọng anh vẫn bình thản, "nhưng nếu tách ra xem xét, cốt lõi chỉ có ba thứ: độ chính xác servo, giải liên kết phản lực, tái tạo hình ảnh ba chiều."

"Và ba thứ ấy, họ làm chưa hoàn hảo, thậm chí có thể nói, ngay từ lý thuyết nền tảng, đã tồn tại khiếm khuyết chí mạng."

Huy Dương giật mình, như bị kim châm, tỉnh hẳn khỏi sự mê muội. Anh đã dành hơn mười năm nghiên cứu điều khiển servo, quá hiểu tầm quan trọng của ba thứ ấy đối với máy phẫu thuật robot, đó là cốt lõi của Da Vinci, cũng là trở ngại khó vượt qua nhất trong quá trình chế tạo nhái.

Thế mà Tiêu Tú lại nói, ba thứ ấy, Intuitive Surgical còn chưa làm tốt?

"Nói trước về điều khiển servo."

Tiếu túc nhấc cây bút bảng lên, bước đến trước bản vẽ kỹ thuật treo trên tường rồi bắt đầu viết.

“Kiến trúc điều khiển của Da Vinci vẫn sử dụng mô hình động lực học đa vật thể Lagrange kết hợp điều khiển tầng PID theo lối truyền thống. Sau hai mươi sáu năm lặp đi lặp lại, họ đã phát triển bốn thế hệ, tất cả đều xoay quanh việc vi chỉnh thông số, tối ưu hóa các hạng mục bù trừ và vá lỗi.”

Anh vẽ trên bản vẽ một sơ đồ truyền động đơn giản, khoanh tròn vị trí của bộ giảm tốc sóng hài.

“Nhưng các anh có bao giờ nghĩ đến một vấn đề cơ bản hơn chưa? Tại sao nhất định phải dùng bộ giảm tốc sóng hài?”

Câu nói ấy vừa dứt, cả người Tu Dương như đông cứng lại.

Không dùng bộ giảm tốc sóng hài?

Da Vinci đã dùng bộ giảm tốc sóng hài suốt hai mươi sáu năm, tất cả doanh nghiệp chế tạo robot phẫu thuật trên thế giới đều sử dụng bộ giảm tốc sóng hài, đó là tiêu chuẩn ngành, là định hướng công nghệ ngay từ thế hệ đầu tiên.

Không dùng bộ giảm tốc sóng hài thì dùng gì?

Chẳng lẽ dùng bánh răng hành tinh?

Nhưng độ chính xác ấy làm sao đạt được yêu cầu dưới milimét?

Cảm thấy được sự bối rối của anh, tiếu túc tiếp tục nói:

“Bộ giảm tốc sóng hài được sử dụng trên robot phẫu thuật bởi vì nó đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa thể tích và tỉ số giảm tốc. Nhưng cái giá phải trả là sự trễ đàn hồi phi tuyến của vòng đàn hồi. Đây là bản chất vật lý quyết định, dù có tối ưu thuật toán điều khiển thế nào, sự trễ chỉ có thể được bù trừ chứ không thể bị loại bỏ. Những đỉnh trễ mà các anh đo được chính là kết quả của sự trễ ấy khi bị khuếch đại.”

Anh vẽ trên giấy một cấu trúc mới.

“Nhưng nếu thay đổi tư duy, khi sự bù trừ trễ truyền động cơ khí luôn có giới hạn, tại sao chúng ta vẫn phải dùng truyền động cơ khí? Chúng ta hoàn toàn có thể chuyển sang dùng truyền động Desma, dẫn động trực tiếp, không cần bất kỳ bộ giảm tốc nào. Bộ chấp hành được lắp trực tiếp lên khớp, rôto động cơ và trục đầu ra cùng trục, không còn bánh răng, không còn vòng đàn hồi, không còn bất kỳ khâu truyền động trung gian nào, đương nhiên sẽ không còn độ dư hay trễ.”

Miệng Tu Dương há hốc, đầu óc trống rỗng, tai anh chỉ còn vang vọng từng lời của tiếu túc.

Khái niệm truyền động Desma anh không phải chưa từng nghe qua, nhưng bởi vì hiệu ứng rãnh của động cơ và sóng mô-men xoắn, trong những trường hợp tốc độ thấp và độ chính xác cao, điều khiển PID truyền thống gần như không thể khống chế nổi, khiến công nghệ này chỉ tồn tại trong những nguyên mẫu phòng thí nghiệm, hầu như không có ứng dụng thành phẩm trong sản phẩm công nghiệp.

Đây cũng chính là lý do then chốt khiến ngành công nghiệp không dám từ bỏ bộ giảm tốc sóng hài.

Giờ đây tiếu túc lại định dùng trực tiếp công nghệ ấy, làm sao có thể?

Dường như nghe được suy nghĩ của Tu Dương, tiếu túc đặt bút xuống, nói:

“Cách nghĩ truyền thống là dùng bộ lọc để đuổi theo sóng mô-men xoắn rãnh của động cơ, nhưng thường là vừa đuổi theo đã bị mất dấu. Nhưng nếu từ đầu, từ trường bên trong động cơ được sắp xếp theo biểu diễn chính quy SO(3), đầu ra mô-men xoắn của nó ở bất kỳ tốc độ quay nào đều bảo toàn dạng bậc hai. Trễ? Tạp âm? Rung động? Những vấn đề ấy sẽ biến mất ngay từ gốc rễ. Thêm nữa, khi loại bỏ bộ giảm tốc sóng hài—linh kiện đắt đỏ nhất—chi phí cơ khí tổng thể sẽ giảm mạnh, ít nhất là giảm hơn một nửa.”