中大校友--二零一五年六月號

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歐國威 精微系統造福大

在研究院修讀碩士課程第一課時,歐國威(97 逸夫機械與自動化工程、99 研究院機械與自動化工程)才首次親眼看到大量有關機械人的影片,那一刻不但令他印象難忘,更激發起他投入科技發明的熱情。現在全球醫療機構廣泛使用的手術系統—達文西機械臂外科系統(da Vinci Surgical System),其機械臂及操作軟件,便是他一大傑作。

歐國威現在於美國專門研發與醫學相關的新設備,大大改善了不少病人的生活質素。他有份參與設計的達文西機械臂及操作軟件,是首個可模擬關節動作的單創口(single incision)手術機械手腕,不但可大幅縮減病人傷口面積和手術時間,也是全球首套可以進行單創口手術的設備。人體一些微細部位,都可以利用這套設備,透過細小創口進入體內,進行手術,細緻程度甚至可以為葡萄修補果皮,可說是「微創中的微創」。

傷口小 病人生活質素升
「這設備可減少手術時間,例如一個手術用傳統方法進行,需要約三小時,採用這個設備則只需一小時。須知道手術時間愈長,對病人愈有負面影響,而手術成本亦會增加。故手術時間愈短愈好。」除了快,手術質素也很重要,既然設備可大幅縮小傷口面積,病人的生活質素亦得以提高。

「人會手震,但機械臂卻不會,因此它可以通過很細小的創口,進行精細的手術,而機械臂的設計也盡量貼近自然,醫生就像操控自己的手,並不需要特別訓練便可使用。」設計除可減少訓練、熟習的時間外,還可以把對病人的風險減到最低。「這套設備至今除了骨和腦外,在身體其他部分都進行過手術,去年全球已共有逾五十五萬宗手術使用它。」

設備成效有目共睹,但背後研發辛酸,實在不足為外人道。「要同時開發出適用單創口及多創口(multiple incision)的手術系統,可說是一個全新概念。於是我們便在一個月時間內日以繼夜地設計及研究。」考慮到安全及各種手術需要,他與團隊更要掌握大量的手術知識及一系列臨床研究,克服一切技術障礙,令出來的成品可靠、易於清潔,達到理想的手術效果。

歐國威的代表作,並不止於這套手術系統,2007年,正當歐國威仍然在麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)進修時,他有份參與發明的機械腳踝義肢(Robotic ankle-foot prosthesis),便在同年獲得《時代雜誌》年度最佳發明之一。

為了令使用者走得更舒適,減省走路時所需的體力,歐國威與團隊便在義肢上加裝摩打。「摩打要輕,既要有足夠動力,又要配合人的步伐,電池亦需耐用。」他們遂不斷反覆研究人類的走路方式,最終成功開發機械腳踝義肢,令使用者走路減少20%的體力。「當時因要趕及畢業前完成,連續努力三個月,可謂不眠不休!」

回首過往的發明之路,歐國威自言是遇上教授才找到目標及知識,但其實他的天份,早見諸中學階段。當其他同學專注於考試時,歐國威卻同時參加各式各樣的科學比賽。「中學時,我覺得會考很悶,因為它只是考核一些我們已知的事;反觀創意,卻有很多空間和機會可供發展,還可讓我嘗試一些新事物。」天份加上努力,以及得遇伯樂,永遠都是成功方程式。

當年,讓歐國威有機會一睹各類機械人的是徐揚生教授。歐國威坦言,徐教授是他學習生涯中,影響他最深的教授。「他播放的影片超越了我的想像,令我有動力進一步投身科研。」另一位他要感謝的,是他修讀本科時的任揚教授。「在製作畢業習作時,我打算自行研製樂高電動車,而任教授則給予我很大的信任和自由度。」

讀中大 老師校園影響深
中大讓他遇上兩位影響至深的教授,也讓他發掘到不同事物。「中大使我學懂有紀律、自學及安排時間。中大校園的環境,也令我經常跑山,更培養了跑步的興趣。」他寄語想投身發明事業的師弟妹,不要與別人爭逐一些已有的事,而是要做一些別人沒有做的發明。「香港雖有發明的空間,但關鍵是你要找到個需求,不要為發明而發明,要跟隨自己感受去做,否則無興趣便難以繼續。」

投身醫學設備研發,想必要豐富的醫學知識,不料歐國威卻自言並不精於醫術,而秘訣在:「讓自己保持開放的心態,遇到不懂的事便要謙遜地學習。」他覺得研發過程中的不確定性,十分吸引。「面對挑戰是我的興趣,但不是要為挑戰而挑戰,而是去解決一些實際存在的問題。」他又認為,解決醫學困難就是最能解決實際問題的範疇之一。「研發醫學設備,不但可挑戰技術困難,我的發明又能真正幫助人,亦可得到合理財務回報。看見自己的產品,滿足感也很大。」歐國威更期望,日後醫學設備一系列的研發,可令手術更精準,讓外科醫生能夠更清晰看到疾病所在,並可為醫學界提供更好及更有系統性的手術培訓。

歐國威小檔案
1997香港中文大學逸夫書院工程學學士
1999香港中文大學研究院機械與自動化工程哲學碩士
2007麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)機械工程博士
2007於ASME Student Mechanism Design Competition中奪冠軍
2007參與發明的機械腳踝義肢(Robotic ankle-foot prosthesis)獲《時代雜誌》「年度最佳發明」
2008至今於美國Intuitive Surgical, Inc從事研發工作
2011奪Intuitive Surgical, Inc的「ISI Inventor Award」