Autonomiczny robot lepszy od chirurga? Maszyna samodzielnie wykonała operację

Spis treści

1. Chirurgiczny robot SRT-H rozumie komendy i przebieg operacji
2. Nowy robot dorównuje precyzją doświadczonemu chirurgowi

Choć roboty w medycynie stosowane sa od dawna (np. robot Da Vinci), to póki co muszą być sterowane przez ludzkiego chirurga. Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Baltimore (USA) dokonali przełomu: ich robot przeprowadził samodzielnie kluczową fazę operacji usunięcia pęcherzyka żółciowego na realistycznym modelu pacjenta. Urządzenie nie tylko wykonało zadanie bez ingerencji człowieka, ale także reagowało na głosowe komendy zespołu chirurgicznego – podobnie jak początkujący chirurg współpracujący z doświadczonym.

Chirurgiczny robot SRT-H rozumie komendy i przebieg operacji

Robot o nazwie Surgical Robot Transformer-Hierarchy (SRT-H) wykazał się wysoką precyzją i elastycznością działania, porównywalną z doświadczonym ludzkim chirurgiem. Operacja przebiegła bez zakłóceń, nawet w obliczu nieprzewidzianych sytuacji typowych dla rzeczywistej sali operacyjnej. To ogromny krok naprzód w kierunku tworzenia autonomicznych systemów chirurgicznych zdolnych do pracy w prawdziwym, a więc czasem nieprzewidywalnym, środowisku medycznym.

Według Axela Kriegera, kierownika projektu, SRT-H różni się od wcześniejszych robotów tym, że rozumie cały przebieg operacji, a nie tylko wykonuje konkretne czynności według wcześniej ustalonego planu. Poprzedni model robota skonstruowany przez ten sam zespół z USA – STAR – w 2022 roku przeprowadził pierwszą autonomiczną operację na żywym zwierzęciu (świni), ale pracował w silnie kontrolowanym środowisku z oznakowaną tkanką i określonym scenariuszem. Krieger porównuje tamto podejście do nauki jazdy po wyznaczonej trasie, podczas gdy nowy system uczy się poruszać po każdej drodze i reagować na warunki w czasie rzeczywistym.

SRT-H wykorzystuje metody sztucznej inteligencji, w tym model językowy podobny do stosowanych np. w ChatGPT, co pozwala mu na interakcję głosową z ludźmi. Może odbierać polecenia („chwyć dno pęcherzyka żółciowego”) oraz reagować na poprawki („przesuń lewą rękę w lewo”), a także uczyć się na ich podstawie.

Nowy robot dorównuje precyzją doświadczonemu chirurgowi

Robot nauczył się przeprowadzać operację na podstawie filmów z zabiegów przeprowadzanych na martwych świniach. Wizualne dane wzmocniono językowymi opisami. Po obejrzeniu nagrań SRT-H był w stanie samodzielnie i bezbłędnie wykonać cały zabieg. Choć operacja trwała dłużej niż w przeprowadzona przez chirurga, precyzja i skuteczność robota były porównywalne z ludzkimi.

Wcześniejsze wersje robota wykonywały proste zadania chirurgiczne, takie jak manipulacja igłą czy przenoszenie tkanek. Operacja usunięcia pęcherzyka żółciowego to znacznie bardziej złożona procedura, składająca się z 17 etapów – od identyfikacji przewodów żółciowych, żył i tętnic, przez precyzyjne zakładanie zacisków chirurgicznych, po cięcie i szycie.

SRT-H wykazał się elastycznością, radząc sobie między innymi ze zmienną anatomią tkanek i innymi niespodziewanymi zmianami, takimi jak modyfikacja pozycji początkowej robota czy dodanie substancji imitującej krew. W sumie, przy ośmiu zabiegach ex vivo (na tkankach poza żywym organizmem), robot osiągnął stuprocentową skuteczność.

Wszystko to pokazuje, że autonomiczne operacje są nie tylko możliwe, ale mogą być skuteczne. Kolejnym krokiem dla zespołu badawczego jest rozszerzenie zastosowania systemu na inne rodzaje operacji oraz doprowadzenie do pełnej autonomii w całej procedurze operacji.

Źródło: Science Robotics

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.