da Vinci Research Kit (dVRK)

用於控制退役 da Vinci 手術機器人的開放電子、韌體與軟體

授權條款

• software (sawIntuitiveResearchKit, dvrk-ros, cisst): JHU CISST Software License 1.0
• robot models (jhu-dvrk/dvrk_model): MIT

混合授權。軟體（sawIntuitiveResearchKit、dvrk-ros 與 cisst 函式庫）採用 JHU CISST Software License 1.0，而不是 MIT：可以使用、複製、改編、展示與散布，也可用於商業用途，前提是每一份副本都依 JHU 的前言附上完整條款、保留致謝並標示修改，且不得以 JHU 的名義推廣產品。jhu-dvrk/dvrk_model 中的機器人模型採用 MIT。JHU 表示其軟體僅為研究而設計，不建議用於臨床。查核日期：2026 年 11 月 3 日。

概述

da Vinci Research Kit（dVRK）是 Johns Hopkins University 推出的開源機電系統：它包含電子、韌體與軟體，用來控制由 Intuitive Surgical 製造的退役 da Vinci 手術機器人所組成的研究系統。原專案表示，全球已有超過 40 個機構使用它。

da Vinci Research Kit（dVRK）是由 Johns Hopkins University 開發的開源機電平台，可對 Intuitive Surgical 已除役的 da Vinci 手術系統進行完整的軟體控制。軟體堆疊建構在 cisst/SAW 中介軟體框架之上，包含即時馬達控制、病患端機器手臂（PSM）與主控遠端操作手臂（MTM）的 PID 控制器、遠端操作模組，以及內視鏡攝影機控制器。系統透過 IEEE-1394 FireWire 或乙太網路／UDP 通訊，並同時支援 ROS 1 與 ROS 2（自 v2.4.0 起，建議使用 Ubuntu 24.04 上的 ROS 2 Jazzy）。

這個平台把退役的第一代 da Vinci 手術機器人變成完全可程式化的研究系統。研究人員可以使用器械機器手臂、立體檢視器，以及手部與腳踏板控制，也就是機器人輔助微創手術系統的所有基本元件。模組化架構讓團隊能自訂配置、加裝感測器、整合模擬環境（AMBF、V-REP），並開發自主手術能力。

dVRK 生態系已擴展到 Python 與 MATLAB 用戶端函式庫、混合實境視覺化工具、強化學習整合，以及較新的 dVRK-Si 變體，後者將支援延伸到第二代與第三代 da Vinci S/Si 系統。Intuitive Foundation 協助硬體捐贈，Johns Hopkins 則維護開源軟體，在產業手術機器人與學術研究之間架起獨特的橋梁。

為何重要

dVRK 是全球手術機器人研究的事實標準平台。它已安裝在 10 多個國家的 40 多個機構，並有超過 300 篇已發表的研究論文，圍繞著有史以來商業上最成功的手術機器人平台之一，建立了前所未有的開放研究生態系。dVRK 讓學術界能夠程式化並取得 da Vinci 硬體，使原本需要數百萬美元專有系統的手術機器人研究得以普及。

這個平台正推動自主手術的突破：研究團隊在自主打結上達到 90% 的成功率，並展示了自主縫合、腫瘤定位與攝影機控制。這些進展正為下一代 AI 輔助手術系統奠定基礎。源自 dVRK 社群的 Collaborative Robotics Toolkit（CRTK）標準，如今正在影響手術機器人跨平台通訊的方式，建立讓整個領域受益的開放標準。

解決的問題

手術機器人研究長期受限於商用手術機器人平台高昂的成本與封閉性。da Vinci 手術系統雖然在全球手術室中居於主導地位，卻不提供任何對其控制系統的程式化存取：研究人員無法修改控制演算法、加入自主能力或整合自訂感測器。這在臨床手術機器人與推動該領域所需的研究之間造成巨大的落差。

dVRK 以開源電子與軟體重新利用已除役的 da Vinci 硬體，讓研究人員能完整控制系統的每個面向，藉此解決這個問題。大學不再需要從零打造自訂手術機器人，也不必使用無法反映真實手術系統的簡化實驗室配置。他們可以在具臨床意義的硬體上，以共用的程式碼庫開發並測試創新，實現可重現的研究、標準化的基準測試，並在全球手術機器人社群中快速傳遞知識。

重點

• 安裝在 10 多個國家的 40 多個機構，是學術界採用最廣的開源手術機器人平台
• 透過開源的 cisst/SAW 中介軟體，提供對真實 da Vinci 手術硬體的完整程式化控制，並支援 ROS 1 與 ROS 2
• 可支援遠端操作、自主手術、觸覺回饋、機器學習、混合實境與手術模擬等研究
• 超過 300 篇已發表的研究論文引用 dVRK，涵蓋從自主縫合到 AI 驅動的手術任務自動化
• 同時獲得 Intuitive Foundation（硬體捐贈）與 Johns Hopkins University（軟體開發）的支持，社群合作活躍

適用對象

• 大學與研究型醫院的手術機器人研究人員
• 從事遠端操作與人機互動系統的機器人工程師
• 開發自主手術能力的 AI 與機器學習研究人員
• 為下一代手術器械與介面製作原型的醫療器材公司
• 生物醫學工程、資訊工程與機械工程領域的研究生與博士後研究員

限制

• 需要透過 Intuitive Foundation 補助取得實體 da Vinci 硬體，因此僅限獲核准的非營利研究機構使用
• 以退役的第一代 da Vinci Classic 硬體為基礎（dVRK-Si 延伸到 S/Si，但較新，部署也較少）
• 明確禁止臨床使用：此平台僅限非臨床研究與原型製作
• 設定複雜，需要自訂 FPGA 控制器板、FireWire 或乙太網路介面，以及大量校正工作
• 與較現代的機器人框架相比，cisst/SAW 中介軟體的學習曲線較陡，不過 ROS 整合有所幫助