Американские ученые из университетов Джонса Хопкинса, Стэнфорда и Колумбийского университета представили автономного робота-хирурга SRT-H, который впервые в мире провел сложную операцию без вмешательства человека. Инновационная система управляется искусственным интеллектом и способна самостоятельно принимать решения во время хирургического вмешательства.
Об этом сообщает ProIT
Технология автономной хирургии нового поколения
Уже более двадцати лет роботизированные системы помогают врачам во время операций, обеспечивая высокую точность разрезов, зашивания и зондирования. Однако до сих пор все они работали под непосредственным контролем медиков. SRT-H стал прорывом, поскольку демонстрирует возможность полной автономности: робот самостоятельно принимает решения, подстраивается под ситуацию и выполняет необходимые действия на всех этапах операции.
«Мы смогли провести хирургическую операцию с очень высоким уровнем автономности. То, что мы сделали, это фактически полноценная операция», — отмечает исследователь с кафедры машиностроения в Университете Джонса Хопкинса Аксель Кригер.
Во время эксперимента робот-хирург SRT-H под контролем искусственного интеллекта самостоятельно удалил желчные пузырьки у свиней в восьми последовательных операциях. В каждом случае достигнута 100% точность без какого-либо участия человека. SRT-H идентифицировал артерии и протоки, корректно их перерезал и отделил орган хирургическими инструментами.
Как работает автономный робот-хирург SRT-H
Удаление желчного пузыря — одна из самых распространенных минимально инвазивных операций в мире: только в США ежегодно проводится до 700 тысяч таких вмешательств. Процедура требует точности, поскольку ошибки могут привести к серьезным осложнениям. SRT-H справился с задачей благодаря сочетанию языкового обучения с имитацией и использованию двухслойного искусственного интеллекта: высокоуровневый планировщик формулировал задачи на естественном языке, а контроллер низкого уровня преобразовывал эти инструкции в реальные действия.
Каждая из восьми операций состояла из 17 этапов, включая захват органа, наложение клипс, разрезание, смену инструментов и самокоррекцию. Для обучения робот получил более 16 тысяч демонстрационных видеозаписей операций. В отличие от предыдущих систем, SRT-H обучался на основе изображений, полученных с камер на запястьях и эндоскопа на голове, что позволяло ему лучше понимать взаимодействие инструментов с тканями.
Система работает медленнее, чем человек-хирург, но обеспечивает большую точность и плавность движений. SRT-H способен самостоятельно запрашивать смену инструментов и понимать, когда необходима дополнительная помощь. Однако в настоящее время ему все еще требуется человеческое участие для перезарядки клипс и смены инструментов.
Исследователи подчеркивают, что на данный момент эксперименты проводились только на трупах животных, чтобы избежать рисков, связанных с живыми пациентами. Перед внедрением в медицинскую практику на людях необходимо доработать систему: уменьшить размеры камер для использования лапароскопических портов и усовершенствовать механизмы безопасности. В перспективе SRT-H можно будет полностью отключить голосовыми или сенсорными командами, а также интегрировать расширенные алгоритмы обнаружения ошибок, что позволит врачам своевременно вмешиваться в случае необходимости.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Robotics.
