Citiți versiunea integrală a Ziarului de Sănătate, numărul 33

Un robot, instruit pentru prima dată prin vizionarea înregistrărilor video ale unor chirurgi experimentați, a executat aceleași proceduri chirurgicale la fel de abil ca medicii umani.

Utilizarea cu succes a învățării prin imitație pentru antrenarea roboților chirurgicali elimină necesitatea de a programa roboții cu fiecare mișcare individuală necesară în timpul unei proceduri medicale și apropie domeniul chirurgiei robotice de adevărata autonomie, în care roboții ar putea efectua operații complexe fără ajutor uman.

„Este cu adevărat magic să avem acest model și tot ce trebuie să facem este să îl alimentăm cu date de la cameră și el poate estima mișcările robotice necesare pentru o intervenție chirurgicală”, a declarat autorul principal Axel Krieger, de la Universitatea Johns Hopkins.

„Credem că acest lucru marchează un pas înainte semnificativ către o nouă frontieră în robotica medicală”.

Echipa, care a inclus cercetători de la Universitatea Stanford, a utilizat învățarea prin imitație pentru a antrena robotul da Vinci Surgical System să efectueze proceduri chirurgicale fundamentale: manipularea unui ac; ridicarea țesutului corporal și sutura.

Modelul a combinat învățarea prin imitare cu aceeași arhitectură de învățare automată care stă la baza ChatGPT. Cu toate acestea, în timp ce ChatGPT lucrează cu cuvinte și text, acest model vorbește „robotic” prin cinematică, un limbaj care descompune unghiurile mișcării robotice în matematică.

Cercetătorii și-au alimentat modelul cu sute de înregistrări video înregistrate de camerele de mână plasate pe brațele roboților da Vinci în timpul intervențiilor chirurgicale. Aceste înregistrări video, realizate de chirurgi din întreaga lume, sunt utilizate pentru analize postoperatorii și apoi arhivate.

Aproape 7.000 de roboți da Vinci sunt utilizați în întreaga lume, iar peste 50.000 de chirurgi sunt instruiți cu acest sistem, creând o arhivă mare de date pe care roboții le pot „imita”.

Deși sistemul da Vinci este utilizat pe scară largă, cercetătorii spun că este cunoscut pentru imprecizia sa. Dar echipa a găsit o modalitate de a face ca datele de intrare defectuoase să funcționeze. Cheia a fost antrenarea modelului pentru a efectua mișcări relative, mai degrabă decât acțiuni absolute, care sunt imprecise.

„Avem nevoie doar de o imagine, iar apoi acest sistem AI găsește acțiunea corectă”, a declarat Ji Woong «Brian» Kim de la Universitatea Johns Hopkins.

„Am constatat că, chiar și cu câteva sute de demonstrații, modelul este capabil să învețe procedura și să generalizeze medii noi pe care nu le-a întâlnit”.

Modelul ar putea fi utilizat pentru a antrena rapid un robot să efectueze orice tip de procedură chirurgicală, au declarat cercetătorii. Echipa utilizează acum învățarea prin imitație pentru a antrena un robot să efectueze nu doar mici sarcini chirurgicale, ci o operație completă.

„Aici modelul este atât de bun încât învață lucruri pe care nu l-am învățat”, a spus Krieger. „De exemplu, dacă scapă acul, îl va ridica automat și va continua. Nu este ceva ce l-am învățat să facă”.

Înainte de acest progres, programarea unui robot pentru a efectua chiar și un aspect simplu al unei intervenții chirurgicale necesita codificarea manuală a fiecărui pas. Cineva ar putea petrece un deceniu încercând să scrie codul pentru sutură, spune Krieger. Și asta pentru sutura unui singur tip de intervenție chirurgicală.

„Este foarte limitativ”, a adăugat el. „Ceea ce este nou aici este că trebuie doar să colectăm învățarea prin imitație a diferitelor proceduri și putem antrena un robot să le învețe în câteva zile. Acest lucru ne permite să accelerăm către obiectivul de autonomie, reducând în același timp erorile medicale și realizând intervenții chirurgicale mai precise”, a concluzionat specialistul.

Publicitate și alte recomandări video