Гуманоидные роботы хирургически удалили желчные пузыри у живых животных в беспрецедентном медицинском эксперименте — но не как автономные машины, способные заменить человеческих врачей. Вместо этого опытные хирурги дистанционно управляли движениями роботов, демонстрируя новый пример сотрудничества человека и робота.
Роботы-гуманоиды с дистанционным управлением выполнили две минимально инвазивные операции по удалению желчных пузырей у живых свиней в доклиническом испытании, опубликованном в журнале Nature. Если этот подход в конечном итоге окажется клинически готовым для пациентов, хирурги смогут использовать такие гуманоидные роботы для удалённой роботизированной хирургической помощи в небольших больницах и клиниках, для которых недоступны дорогостоящие специализированные хирургические роботы.
«Это стоит на порядки дешевле и занимает лишь малую часть пространства в операционной», — сказал Шанглей Лю, доцент кафедры хирургии Медицинской школы Университета Калифорнии в Сан-Диего, в интервью UC San Diego Today. «Поэтому его легко разворачивать, от сельской местности до поля боя и даже в космос».
В эксперименте использовался гуманоидный робот Unitree G1 от ведущей китайской компании Unitree. Самая дешевая базовая модель G1 с фактически неработающими манипуляторами стоит 13 500 долларов, а стоимость доставки варьируется от 300 до 1 200 долларов; добавление ключевых обновлений, таких как подвижные роботизированные руки, может легко поднять стоимость выше 67 000 долларов.
Но такие гуманоидные роботы, произведённые в Китае, пока что значительно дешевле специализированных хирургических роботов, таких как da Vinci Surgical System компании Intuitive Surgical, стоимость которых может варьироваться от полумиллиона до нескольких миллионов долларов.
Специализированные хирургические роботы также могут весить около 1 800 фунтов и занимать гораздо больше пространства в операционных. Сравнение показывает, что гуманоидные роботы Unitree, высотой около 1,52 м и весом всего 27 кг, могут быть более пригодны для небольших клиник в отдалённых районах.
,
Конечно, система da Vinci от Intuitive Surgical прошла одобрение FDA и других регуляторных органов и была протестирована в нескольких клинических испытаниях для различных операций. Гуманоидные роботы, управляемые дистанционно хирургами, всё ещё находятся в экспериментальной фазе, даже если они успешно выполняли операции на живых животных в этом доклиническом исследовании.
Проблемы подготовки «Surgie»
Исследователи UC San Diego должны были разработать физические адаптеры, чтобы гуманоидным роботам, получившим прозвище «Surgie», можно было держать хирургические инструменты. Они также создали программное обеспечение, позволяющее интуитивным движениям рук человека плавно преобразовываться в управление инструментами, закреплёнными на запястьях роботов.
Хирург, работающий за пультом управления на ПК, обеспечивал дисплей на стереошлеме, чтобы хирурги видели, что они делают, а педаль для ноги подключала или отключала движения рук хирурга от движений инструментов. Первая операция на живой свинье проводилась с участием человека-хирурга, стоявшего рядом с гуманоидным роботом в роли ассистента, во время второй операции работали два телеподконтрольных робота вместе.
Однако эксперимент также выявил текущие ограничения в использовании гуманоидных роботов для телеподконтрольной хирургии. Команда вынуждена была делать паузы на несколько минут, чтобы перенастроить роботов для точности или physically переместить корпус или руку робота в нужное положение относительно инструментов. Это означало, что операция шла «значительно дольше», чем при использовании существующих специализированных хирургических систем, по данным UC San Diego Today.
Компактное тело робота Unitree G1 с размахом рук всего 450 миллиметров — по сравнению с диапазоном 1,6–1,8 метра у взрослого человека — ограничивало дальность досягаемости для удалённых операторов. Дополнительные ограничения в диапазоне движений роботов в сочетании с необходимостью частой перенастройки во время операций увеличивали когнитивную и операционную нагрузку на команду, что не идеально.
Любая задержка между движениями управляющей руки оператора и последующими движениями робота может оказаться важной для будущих клинических сценариев, связанных с удалённо управляемыми операциями. Современные системы телеподконтрольных гуманоидных роботов обычно имеют задержку в сотни миллисекунд, тогда как предыдущие исследования предполагают, что идеальная задержка для хирургических роботов должна быть ниже 150 миллисекунд, отмечают авторы в своей работе.
И новые хирурги‑резиденты, и опытные хирурги обычно выполняли практические задачи быстрее, используя органы управления аппаратного обеспечения da Vinci Research Kit — стандарта для телероботической хирургии — по сравнению с управлением гуманоидными роботами.
Ожидание автономных роботов
Тем не менее команда исследователей продолжает совершенствовать систему телеподконтрольных гуманоидных роботов и изучать будущие варианты. Майкл Йип, профессор электротехники и вычислительной инженерии в Университете Калифорнии в Сан-Диего, описал цель создания «автономного хирургического помощника», который мог бы работать бок о бок с человеческими хирургами, выполняя общие задачи, такие как подача инструментов или даже уборка операционных.
«Удалённо управляемые и автономные гуманоидные роботы действительно обладают реальным потенциалом увеличить доступ к жизненно важным операциям, к которым пациенты в противном случае не имели бы доступа», — сказал Йип в интервью UC San Diego Today. «Это может помочь справиться с кризисом здравоохранения не только в США, но и во всём мире».
Однако многие ведущие исследователи робототехники сходятся во мнении, что роботы общего назначения, способные работать автономно без участия человека, ещё далеко не готовы — особенно если они должны безопасно функционировать рядом с людьми. Ars Technica ранее брала интервью у нескольких исследователей робототехники о состоянии автономных роботов на основе ИИ и причинах, почему автономия всё ещё ограничена в хирургических роботах.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Jeremy Hsu
