Американські дослідники з Університету Джонса Хопкінса, Стенфорда та Колумбійського університету представили автономного робота хірурга під керівництвом ШІ, здатного абсолютно самостійно проводити складні хірургічні операції. 

Вже понад 2 десятиліття роботизовані хірургічні системи допомагають реальним хірургам у проведенні операцій. Вони здатні із надзвичайною точністю різати, зашивати та проводити зондування. Однак зазвичай все це відбувається під контролем реальних лікарів. Однак створена американськими дослідниками роботизована хірургічна система під керівництвом ШІ здатна самостійно мислити, підлаштовуватись та проводити необхідне хірургічне втручання.

Зазначається, що роботизована система SRT-H під керівництвом ШІ успішно вилучила жовчні міхури з трупів свиней упродовж 8 окремих операцій. Кожна операція була проведена з 100% точністю без втручання людини. SRT-H розпізнав артерії і протоки, обережно перерізавши їх і відокремивши хірургічними ножицями. 

Видалення жовчного міхура — одна з найпоширеніших малоінвазивних операцій у світі. Тільки у США проводиться до 700 тис. подібних операцій на рік. В процесі операції хірурги мають знайти жовчну протоку та артерію і перетиснути їх у певних місцях. Потім необхідно зробити розрізи, щоб видалити орган. Помилки можуть призвести до розлиття жовчі і пошкодження внутрішніх тканин. 

Система SRT-H впоралася з цим завданням, використовуючи поєднання мовного навчання з імітацією та двошаровий штучний інтелект. Високорівневий планувальник інструктував, використовуючи звичайну мову. Контролер низького рівня трансформував інструкції в реальні дії. 

У кожному з 8 хірургічних втручань SRT-H без помилок виконав усі 17 етапів, що включали в себе захоплення, накладення кліпс, розрізання, зміну інструменту та самокорекцію. Роботизована система навчалась на відповідних базах даних. Дослідники надали їй понад 16 тис. демонстраційних хірургічних операцій на десятках свинячих жовчних міхурів. 

Камери, встановлені на зап’ястях робота, та ендоскоп на його верхній частині голови знімали крупним планом взаємодію інструментів із тканинами. На відміну від інших систем, SRT-H навчалася з урахуванням побаченого. Це дозволило інструктору високого рівня згодом надавати необхідні рекомендації. Робот розумів, коли йому потрібний новий затискач. Він навіть просив зміну інструменту.

Роботизована система проводила операцію повільніше за людей-хірургів, однак точніше. SRT-H робив менш різкі рухи, траекторія руху інструментів була коротшою. SRT-H — це система високого рівня автономності під контролем людини. Повна автономність передбачатиме виконання усіх операцій, від розрізу до зашивання рани, без участі людей. 

Разом з тим дослідники визнають, що їхня роботизована система поки практикується, видаляючи органи в мертвих свиней. Це дозволяє уникнути непередбачуваних моментів, пов’язаних з реальними хірургічними операціями, включно із кровотечею, диханням, різними анатомічними особливостями та запотіванням об’єктивів камер.

Для переходу до проведення операцій на людях необхідні додаткові дослідження. Наразі SRT-H використовує доволі громіздкі камери, які не пройшли б через лапароскопічні порти. І хоча SRT-H міг вимагати зміну інструментів, йому, як і раніше, була потрібна людина для перезарядки кліпс і зміни інструментів.

Наразі дослідники вивчають способи підвищення безпеки своєї системи. Вони планують розширити оцінку системою низки невизначенностей, що сигналізуватимуть про ймовірну помилку і даватимуть змогу реальним хірургам втрутитись у ситуацію. SRT-H вже можна вимкнути за допомогою голосових команд або команд із сенсорного екрана.

Результати опубліковані у Science Robotics

Джерело: ZMEScience