محققان دانشگاههای جانز هاپکینز و استنفورد یک سیستم جراحی رباتیک ساختهاند که میتواند فقط با تماشای ویدیوهای آموزشی، برخی از کارهای جراحی را همانند پزشکان انسانی انجام دهد.
به گزارش تکناک، انجام جراحی برای انسانها نیاز به سالها مطالعه و دقت دارد، اما رباتها ممکن است با فناوری هوش مصنوعی امروزی راحتتر بتوانند آن را یاد بگیرند.
محققان از سیستم جراحی داوینچی برای این مطالعه استفاده کردند. سیستم جراحی داوینچی یک سیستم رباتیک است که توسط یک جراح از راه دور کنترل میشود و دارای بازوهایی است که ابزارها را برای وظایفی مانند: جدا کردن، مکش و قطع و مهر و موم عروق، مدیریت میکنند.
این سیستمها به جراحان کنترل بیشتر، دقت بالا و دید دقیقتری از بیماران روی تخت جراحی میدهند. نسخه آخر این سیستم حدود ۲ میلیون دلار آمریکا هزینه دارد و شامل لوازم جانبی، تجهیزات استریلیزه و آموزش نمیشود.
با استفاده از روشی به نام یادگیری تقلیدی، محققان یک سیستم جراحی داوینچی را آموزش دادند تا سه وظیفه مربوط به جراحی را به تنهایی انجام دهد، که شامل دستکاری یک سوزن، بلند کردن بافت بدن و بخیه زدن، است.
سیستم جراحی نه تنها این وظایف را به خوبی انسان انجام داد، بلکه یاد گرفت تا اشتباهات خود را نیز اصلاح کند.
اکسل کریگر، یکی از محققان این مطالعه گفت: «اگر سیستم یک سوزن را بیندازد، به طور خودکار آن را برمیدارد و ادامه میدهد. این چیزی نیست که من به آن یاد داده باشیم.»
محققان یک مدل هوش مصنوعی ساختند که ترکیبی از یادگیری تقلیدی و معماری مشابه چتباتهایی مثل ChatGPT است. اما برخلاف چتباتها که برای کار با متن طراحی شدهاند، این مدل به جای متن، از یک زبان ریاضی به نام کینماتیک استفاده میکند تا حرکت بازوهای سیستم جراحی را کنترل کند.
مدل هوش مصنوعی با استفاده از صدها ویدیو که از دوربینهای مچی قرار داده شده روی بازوهای رباتهای داوینچی در طول جراحیها ضبط شده بود، آموزش داده شد.
محققان باور دارند که مدل آنها میتواند به سرعت و راحتتر از روشهای سنتی، بدون نیاز به نوشتن کدهای پیچیده برای هر مرحله، ربات جراحی را برای انجام هر نوع جراحی آموزش دهد.
کریگر میگوید که این روش میتواند باعث شود جراحی خودکار زودتر از آنچه فکر میکردیم، به واقعیت تبدیل شود.
او توضیح داد: «موضوع جدید این است که فقط ما باید روشهای مختلف جراحی را از طریق یادگیری تقلیدی جمعآوری کنیم و با این کار میتوانیم ربات را در چند روز آموزش دهیم. این به ما کمک میکند سریعتر به خودمختاری برسیم و در عین حال خطاهای پزشکی را کاهش دهیم و جراحی دقیقتری داشته باشیم.»
این پیشرفت میتواند یکی از بزرگترین دستاوردها در جراحی رباتیک در سالهای اخیر باشد. دستگاههای خودکاری مثل سیستم CorPath برای جراحیهای قلبی-عروقی وجود دارند، اما فقط در چند مرحله خاص از جراحی کمک میکنند.
کریگر اشاره کرد که نوشتن کد برای هر مرحله از جراحی در سیستمهای رباتیک میتواند خیلی زمانبر باشد. او در این باره گفت: «ممکن است یک نفر دهها سال وقت بگذارد تا کدی برای بخیهزدن بنویسد و آن فقط برای یک نوع جراحی است.»
کریگر در گذشته روی رویکرد دیگری برای خودکار کردن جراحیها کار کرده بود. در سال 2022، تیم او ربات هوشمند خودمختار “STAR” را در دانشگاه جانز هاپکینز توسعه داد. این ربات با استفاده از یک آندوسکوپ سهبعدی و الگوریتمهای یادگیری ماشین توانست بدون دخالت انسان، دو انتهای روده یک خوک را به طور دقیق بخیه بزند.
محققان دانشگاه جانز هاپکینز اکنون در حال آموزش یک ربات برای انجام یک جراحی کامل با استفاده از روش یادگیری تقلیدی خود هستند.
به احتمال زیاد سالها طول میکشد تا رباتها به طور کامل جایگزین جراحان شوند، اما نوآوریهایی مثل این میتوانند درمانهای پیچیده را برای بیماران در سراسر دنیا ایمنتر و در دسترستر کنند.
