Il robot chirurgico padroneggia le procedure di base attraverso l'apprendimento video, eguagliando la precisione umana

I ricercatori di Johns Hopkins e Stanford https://hub.jhu.edu/2024/11/11/surgery-robots-trained-with-videos/ hanno raggiunto una pietra miliare nella chirurgia robotica: hanno insegnato a un robot chirurgico a gestire le procedure di base semplicemente guardando i video di chirurghi umani che fanno le loro cose.

Il team è riuscito a programmare il sistema chirurgico da Vinci per eseguire tre compiti chirurgici di base ma critici: maneggiare aghi, sollevare tessuti e ricucire ferite. E lo fa con lo stesso livello di abilità dei chirurghi umani esperti. Si tratta di un passo enorme verso la chirurgia robotica completamente autonoma.

"È straordinario avere questo modello in cui noi forniamo semplicemente l'input della telecamera e lui predice i movimenti robotici necessari per l'intervento chirurgico", afferma il Dr. Axel Krieger, professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica della JHU e autore senior dello studio. "Riteniamo che questo rappresenti un significativo balzo in avanti nella robotica medica"

Per questo, il team di ricerca ha combinato l'apprendimento per imitazione con un'architettura simile al modello linguistico utilizzato in ChatGPT. Ma invece di concentrarsi sulle parole, il loro modello scompone matematicamente i movimenti chirurgici, trasformandoli in azioni robotiche esatte.

Per addestrare il robot, gli hanno dato in pasto centinaia di video chirurgici ripresi dalle telecamere montate sul polso dei robot da Vinci durante interventi chirurgici reali. Questo enorme set di dati proviene dai quasi 7.000 sistemi da Vinci in tutto il mondo, utilizzati da oltre 50.000 chirurghi addestrati.

Sebbene il sistema da Vinci sia ampiamente utilizzato, la precisione è stata un punto debole. Il team di ricerca ha affrontato questo problema facendo eseguire al robot movimenti in relazione all'ambiente circostante, anziché eseguire movimenti esatti e preimpostati, e questo ha fatto una grande differenza.

Una delle cose più incredibili è la capacità di adattamento dei sistemi. "Il modello è così bravo ad imparare cose che non gli abbiamo insegnato", dice l'autore principale Ji Woong "Brian" Kim, postdoc alla Johns Hopkins. "Ad esempio, se fa cadere l'ago, lo raccoglierà automaticamente e continuerà. Non è qualcosa che gli ho insegnato a fare"

Questo sviluppo significa che non c'è più bisogno di programmare minuziosamente ogni movimento specifico per un'attività chirurgica, cosa che in passato richiedeva anni per ottenere il giusto risultato per un solo tipo di procedura. Con questo nuovo approccio, il robot può imparare una procedura completa osservando in pochi giorni.

I ricercatori hanno presentato i loro risultati alla Conferenza sull'Apprendimento dei Robot a Monaco, mostrando come l'AI e la tecnologia medica si stiano unendo nella robotica chirurgica.