Отнесение да Винчи: почему универсальные роботы-гуманоиды находятся за рубежом в хирургии

Команда, состоящая из человекоподобного робота и человека-хирурга, успешно завершила удаление желчного пузыря | Фото: Калифорнийский университет в Сан-Диего

.

Согласно исследованию, опубликованному на этой неделе в журнале Nature, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего впервые в области медицины успешно использовали двух телеуправляемых роботов-гуманоидов для проведения операций во время доклинических испытаний.

Одна из операционных команд, состоящая из робота-гуманоида и хирурга-человека, выступающего в качестве ассистента, успешно завершила удаление желчного пузыря. Вторая успешная процедура была проведена двумя гуманоидами, работавшими бок о бок в группе роботов. Обеспечьте процедуры для крупных млекопитающих, не являющихся приматами.

Эксперимент, подтверждающий заключение, является первым шагом на пути к внедрению гуманоидов в операционную систему, говорят исследователи. Эти роботы могли обеспечить выполнение заданных процедур во время, а затем выполнять операции дистанционно.

«Дистанционно управляемые и автономные роботы-гуманоиды обладают реальным потенциалом для расширения доступа к крайне важным операциям, что происходит в случае, если пациенты не имеют доступа. Это может помочь в кризисных ситуациях в сфере здравоохранения не только в США, но и во всем мире», — сказал Майкл Йип, преподаватель кафедры электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Сан-Диего и один из старших авторов.

В отличие от специализированных платформ, таких как интуитивная хирургическая система Винчи или роботизированная рука Мако Страйкера, исследователи сосредоточились на тезисах о том, что гуманоидные роботы универсальны и могут выполнять широкий спектр процедур и определять задачи. Лидеры рынка доказали, что роботизированным системам есть место в работе; теперь вопрос в том, сможет ли робот-гуманоид выполнить хирургические процедуры.

“Процедура, которую мы на самом деле провели, называлась колоцистэктомией,” объяснил Ип. Это одна из наиболее сложных процедур общей хирургии, при которой удаляют желчный пузырь. Обычно это дело, но это также сложно сделать, потому что вам нужны ловкие инструменты.”

“Так, существа, у которых есть запястья на концах инструментов, которые вы держите, а затем пытаетесь сделать ткань препарирования и удалить часть органа. И это то, чему обучаются все в общей хирургии,” он The Robot Report рассказал~. “Это действительно хороший показатель для оценки того, насколько хорошо кто-то выполнил операцию.”

“Поэтому, когда вы представляете робота-гуманоида в качестве аватара, чтобы врач мог контролировать его действия, а затем выполнить операцию, вы действительно можете определить, делал ли кто-то эту процедуру с помощью гуманоида, какие преимущества?Каковы проблемы?” Сказал Йип.

<ч2>Роботы-гуманоиды могут улучшить доступ к хирургической помощич2>

Специализированные хирургические роботы большие, тяжелые и обычно включаются в одну камеру. По мнению экспертов, это ограничение доступа и планирования. Робот-гуманоид может быть достаточно универсальным, чтобы выполнять более широкий спектр задач и поддерживать некоторые функции, которые выполняются в аппаратах за спиной хирурга.

Строительство специализированных операций для роботизированных хирургических систем или поиск больших команд для работы со специализированным оборудованием может быть непомерно дорог в таких условиях, сказал Ип.

«Процедура, выполняемая телеуправляемым гуманоидным роботом, так же точна, как и процедура, выполняемая телеуправляемой хирургической роботизированной системой», — сказал Шанлей Лю, доктор медицинских наук, доцент кафедры хирургии Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD), один из старших авторов статьи. Во время исследования он управлял роботом дистанционно.

«Это небольшая часть стоимости и занимает лишь часть места в помещении», — добавил Лю. “Так что его легко развернуть в любом месте, от сельской местности до поля страха и даже в космосе. Причина, выполняемая телеуправляемым роботом-гуманоидом, так же точна, как и процедура, выполняемая с помощью телеуправляемого хирургического робота. система.”

Два робота-гуманоида провели вторую успешную операцию, работая бок о бок. | Фото: Калифорнийский университет в Сан-Диего

<ч2>Проблемы телеоперации все еще требуют решенияч2>

Еще предстоит решить ряд проблем, связанных с телеоперацией. Гуманоидных роботов пришлось несколько раз калибровать во время операции. В результате процедуры заняли гораздо больше времени, чем при использовании существующих специализированных хирургических систем. «Но это также было характерно и для специализированных роботизированных систем на ранних стадиях развития, и, вероятно, со временем станет лучше», — сказал Лю. Первая роботизированная лапароскопическая операция заняла шесть часов; теперь это занимает 30 минут.

Когда его спросили о том, как работают человекоподобные роботы, И ответил: «Мы очень быстро выяснили, что у G1 из-за его небольшого роста руки не так сильно двигаются. Итак, когда вы делаете операцию с помощью ручных инструментов, оказывается, что вам нужен большой диапазон действий. Вам придется дотянуться до тела пациента, особенно если вы работаете с ним бок о бок. Иногда вам приходится проникать в их пространство и маневрировать вокруг них.”

“Итак, в документе очень четко изложены эти ограничения. Над этим нам придется работать. Но это, вероятно, будет самым главным,” — сказал он. Во-вторых, как и ожидалось, человекоподобный робот обеспечивает хорошую платформу для многих вещей, но не является экспертом ни в этом. И поэтому он не будет таким прекрасным, как робот да Винчи, специально разработанный для этой процедуры. Но этого было достаточно точно, чтобы провести всю работу через гуманоида. Так что я думаю, что это отличный знак того, что ждет эту платформу в будущем.”

Задержка — задержка между перемещением контроллера хирурга и перемещением робота — Увеличивается в меньшей степени то, как команда исследует операции на больших расстояниях в отдаленных населенных пунктах.

Исследователи также поддерживают иную роль гуманоидных роботов. Поскольку эти роботы могут ходить и выполнять большинство физических задач, которые может выполнять человек, они могут носить с собой инструменты для хирургов и собирать операционную после процедур.

«Одна из наших целей — создать автономного хирургического помощника», — сказал Ип. «Многие общины испытывают трудности с адекватным укомплектованием хирургических бригад, а это означает, что пациентов не лечат. Наша цель — операционная зала будущего, где человекоподобные роботы и люди работают в боксе, как единая команда, чтобы проводить процедуры тем, кто в них нуждается, как в традиционных больничных условиях, так и в нетрадиционных схемах полевой медицины».

Глядя в будущее, Ип гласит: «Еще в 90-е годы люди уже занимались автономным наложением швов, визуальным сервоприводом и такими подобными вещами. И поэтому я думаю, что действительно интересно увидеть, сможем ли мы привнести все эти знания в современный мир, взглянув на переводы автономии, которые абстрагируют то, чем на самом деле является платформа. Если бы у меня была автономная процедура, которую я разработал для работы с роботом да Винчи, просто скопируйте и вставьте ее, и теперь она работает на роботе-гуманоиде.”

Исследователи показали, что эта работа была бы невозможна без тесного сотрудничества между инженерами и хирургами, а также без участия Центра Калифорнийского университета в Сан-Диего в будущей хирургии.

п>

Пост «За особенность да Винчи: Почему универсальные роботы-гуманоиды находятся за границей в хирургии» впервые появился в The Robot Report.

Источник