Robot nauczył się asystować w operacjach na ludziach. Wystarczyło kilkaset godzin filmów
Robot Da Vinci to jedna z najnowocześniejszych maszyn na świecie. Używają go lekarze z całego świata. Naukowcy postanowili podnieść poprzeczkę i sprawić, że będzie samodzielnie asystował medykom w zabiegach.
Roboty Da Vinci należą do najnowocześniejszych maszyn asystujących chirurgom nie tylko w Polsce, ale i na świecie. Dzięki zastosowaniu trójwymiarowego wizjera i więcej niż dwóch ramion - z których każde zakończone jest innym narzędziem - mogą uczestniczyć w niezwykle trudnych, wymagających precyzji zabiegach. Jednocześnie dokładność z jaką lekarz może dokonywać operacji oraz potencjalny dostęp do trudno dostępnych miejsc sprawia, że pacjenci tracą mniej krwi i szybciej dochodzą do siebie.
Choć maszyna ma w nazwie "robot", to nie jest autonomiczna. Roboty Da Vinci do działania potrzebują operatora - wykwalifikowanego lekarza, certyfikowanego przez producenta urządzenia. Naukowcy z amerykańskiego Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa i Uniwersytetu Stanforda postanowili podważyć to wymaganie i nauczyć robota Da Vinci jak operować ludzi samodzielnie.
Nauczyli robota samodzielnie balansować narzędziami chirurgicznymi. "To naprawdę magiczne"
Badaczom, poprzez trening sztucznej inteligencji na "setkach nagrań" z operacji przeprowadzanych przez ludzkich chirurgów, udało się nauczyć robota samodzielnie dokonywać trzech podstawowych zadań wymaganych w procedurach chirurgicznych: poruszania igłą, podnoszenia tkanki ciała i szycia. Efekty pracy naukowców zostały zaprezentowane podczas zeszłotygodniowej konferencji Conference on Robot Learning w Monachium, a sami badacze opublikowali szczegóły projektu w archiwum arXiv.
To naprawdę magiczne mieć ten model [AI]. Wszystko, co robimy, to jedynie podawanie mu danych z kamery, a AI przewiduje ruchy robota potrzebne do zabiegu. Uważamy, że jest to znaczący krok naprzód w kierunku nowej granicy w robotyce medycznej
- powiedział Axel Krieger, jeden z autorów projektu.
Za samodzielną pracę robota odpowiada model sztucznej inteligencji, który w procesie uczenia maszynowego przetwarzał setki godzin nagrań na dane matematyczne, ucząc się poprawnych ruchów. Same nagrania pochodzą od naukowców z całego świata i z kamer umieszczonych w robotach Da Vinci. Zabiegi przeprowadzane z użyciem urządzenia są nagrywane w celu późniejszej analizy dokonanych zmian.
Jak mówią badacze, kluczem do wytrenowania robota i jego autonomicznej pracy z ludzką precyzją, było wyszkolenie modelu do wykonywania ruchów względnych, a nie działań bezwzględnych, które są niedokładne.
"Wszystko, czego potrzebujemy, to graficzne dane wejściowe. Następnie system sztucznej inteligencji znajduje właściwe działanie. Odkryliśmy, że nawet przy kilkuset demonstracjach model jest w stanie nauczyć się procedury i uogólnić nowe środowiska, których nie widział [wcześniej w procesie uczenia maszynowego]
- powiedział główny autor prjektu, Ji Woong Kim.
Badacze uczyli system sztucznej inteligencji jedynie przeprowadzania procedur związanych z zabiegami chirurgicznymi, dlatego byli zaskoczeni, że w procesie uczenia maszynowego AI nauczyła się m.in. podnoszenia igły, gdy ta wypadnie robotowi z uchwytu.
Zdaniem naukowców, zbudowany przez nich model można wykorzystać do szybkiego wyszkolenia robota do wykonywania dowolnego rodzaju zabiegów chirurgicznych. Zespół wykorzystuje teraz uczenie się na podstawie imitacji, aby wyszkolić robota do wykonywania nie tylko drobnych zadań chirurgicznych, ale także pełnej operacji.
Dotychczas programowanie robota Da Vinci do wykonania nawet prostego aspektu wymagało ręcznego programowania każdego jednego kroku. Według Axela Kriegera zaprogramowanie robota do np. zaszywania rany mogłoby zająć nawet dekadę.
[...] Pozwala nam to przyspieszyć osiągnięcie celu, jakim jest autonomiczna praca robota, przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby błędów medycznych i dokonywania dokładniejszych zabiegów
- podsumował Krieger.
Może zainteresować cię także:
