ربات جراح خودمختار بدون کمک انسان

دستاورد بی‌سابقه در جراحی واقعی

کد خبر: ۸۲۰۲۴۴

تاریخ: ۲۹ تير ۱۴۰۴ - ۰۹:۱۲

به گزارش ایران اکونومیست؛ رباتی که فقط با تماشای ویدیوهای جراحی آموزش دیده است، حالا می‌تواند بدون کمک انسان و تنها با فرمان‌های صوتی، عمل جراحی را به‌تنهایی انجام دهد.

پژوهشگران دانشگاه جانز هاپکینز، در پژوهشی جدید یک ربات را با مشاهده ویدیوهای جراحی آموزش دادند. سپس این ربات به‌طور مستقل، بدون کمک دستگاه‌های مکانیکی و تنها با دریافت فرمان‌های صوتی (مانند تیم اتاق عمل که جراح اصلی را همراهی می‌کند)، عمل برداشتن کیسه صفرا را انجام داد.

ربات که نامش SRT-H است، تمام آموزش‌ها را فرا گرفته و موفق شده آن‌ها را به کار ببندد  این ربات می‌تواند چندین بار عمل برداشتن کیسه صفرا را با موفقیت انجام دهد و در طول عمل، در صورت نیاز، به‌صورت آنی تنظیمات و تغییرات لازم را انجام دهد تا بهترین نتیجه را به دست آورد.

آزوِل کریگر، متخصص رباتیک پزشکی می‌گوید: «این پیشرفت ما را از ربات‌هایی که فقط قادر به انجام وظایف خاص جراحی بودند، به ربات‌هایی می‌رساند که واقعا فرایندهای جراحی را درک می‌کنند. این تفاوت بسیار مهم است، چون ما را به شکل قابل توجهی به ساخت ربات‌های جراحی خودمختاری نزدیک‌تر می‌کند که بتوانند در شرایط واقعی درمان بیماران که اغلب پیچیده و غیرقابل پیش‌بینی است، به‌درستی و ایمن عمل کنند.»

ربات SRT-H دستاورد مهمی در زمینه جراحی رباتیک محسوب می‌شود؛ زیرا علاوه بر داشتن دقت بالا در عملکرد مکانیکی، از توانایی تطبیق و درک وضعیت در زمان واقعی برخوردار است، به این معنا که به جای پیروی صرف از دستورالعملی ثابت، می‌تواند در صورت نیاز تغییراتی ایجاد کند تا نتیجه‌ی جراحی موفقیت‌آمیز باشد.

ربات جراح SRT-H در حال انجام عمل جراحی کیسه صفرا.

در حالی که مطالعه حاضر کوله‌سیستکتومی یا حذف کامل کیسه صفرا توسط ربات SRT-H را در هشت عمل جراحی مختلف تشریح می‌کند، شایان ذکر است که این جراحی‌ها روی مدل‌های شبیه انسان انجام شده‌اند. با‌این‌حال، بافت‌های استفاده‌شده در مدل‌های انسان‌مانند به شدت شبیه بافت‌های ما بودند و ربات به راحتی عملیاتی را که شامل ۱۷ وظیفه بود و هر کدام چند دقیقه طول می‌کشید، انجام داد. ربات توانست مجاری و شریان‌های خاص را شناسایی کند، آن‌ها را با دقت بگیرد، کلیپس‌ها را به صورت هدفمند قرار دهد و بخش‌هایی را با قیچی قطع کند.

اگر حین جراحی، بافت بدن بیمار با بافت مورد انتظار ربات فرق داشته باشد، ربات جدید می‌تواند خود را با شرایط غیرمنتظره تطبیق دهد

جی وونگ برایان کیم، نویسنده ارشد مقاله و پژوهشگر سابق دانشگاه جانز هاپکینز که اکنون در دانشگاه استنفورد فعالیت می‌کند، می‌گوید پژوهش جدید پیشرفت بسیار مهمی نسبت به تحقیقات قبلی محسوب می‌شود، چون توانسته است برخی از چالش‌های اصلی پیش‌روی استفاده عملی از ربات‌های جراحی خودکار را حل کند. او می‌افزاید مطالعه آن‌ها نشان می‌دهد مدل‌های هوش مصنوعی را می‌توان به حدی مطمئن ساخت که بتوانند جراحی‌های خودکار و مستقل را انجام دهند.

ربات SRT-H از همان ساختار یادگیری ماشینی استفاده می‌کند که در چت‌جی‌پی‌تی به کار رفته؛ بنابراین قادر است به فرمان‌های صوتی کارکنان پزشکی پاسخ دهد و به‌طور همزمان در حین انجام عمل، خود را اصلاح کند و یاد بگیرد.

اگر حین جراحی، بافت بدن بیمار با بافت مورد انتظار ربات فرق داشته باشد، ربات می‌تواند خود را با شرایط جدید تطبیق دهد و روش کارش را تغییر دهد. بنابراین، با اینکه ربات ابتدا فقط با تقلید از جراحان آموزش دیده است، حالا این توانایی را دارد که مثل جراح انسان، یاد بگیرد، تصمیم بگیرد و پیشرفت کند.

پیش‌از‌این، ربات مذکور توانسته بود عمل برداشتن کیسه صفرا را روی اعضای خوک انجام دهد و در تمام موارد، بدون خطا موفق باشد. البته این جراحی‌ها روی خوک‌های زنده انجام نشد، بلکه روی اعضای خوک مرده یا مدل‌های مصنوعی صورت گرفت.

حوزه جراحی رباتیک با سرعتی برابر با پیشرفت هوش مصنوعی درحال رشد است. یک سال پیش، تیم دانشگاه جانز هاپکینز رباتی را آموزش داد که بتواند سه کار مهم جراحی شامل کنترل سوزن، حرکت‌دادن بافت بدن و بخیه‌زدن را انجام دهد و این ربات قادر بود این وظایف را در عرض چند ثانیه به انجام برساند.

در سال ۲۰۲۲، ربات خودکار STAR که توسط کریگر ساخته شده بود، اولین جراحی خودکار رباتیک را به صورت لاپاروسکوپی روی  خوک زنده انجام داد. گرچه در این عمل جراحی، تیم پزشکی نقش بسیار فعالی داشتند. آن‌ها بافت‌ها را علامت‌گذاری کردند و ربات طبق یک برنامه مشخص و با یادگیری در لحظه، عمل جراحی را انجام داد.  کریگر می‌گوید: «مدل جدید به ربات این قابلیت را می‌دهد که بتواند در هر شرایط و محیطی به طور هوشمندانه حرکت کند و به هر چالشی که برخورد می‌کند، واکنش مناسب نشان دهد.»

مدل‌های هوش مصنوعی را می‌توان به حدی قابل اعتماد ساخت که بتوانند به طور خودکار و مستقل عمل جراحی انجام دهند

گرچه ربات SRT-H برای انجام جراحی‌های برداشتن کیسه صفرا زمان بیشتری نسبت به جراحان انسانی صرف کرد، نتایج آن با عملکرد متخصصانی که معمولا این نوع جراحی‌ها را انجام می‌دهند، قابل مقایسه بود.

درحالی‌که ربات هنوز آماده استفاده روی بیماران واقعی نیست، تیم توسعه‌دهنده انتظار دارند این اتفاق ظرف یک دهه آینده رخ دهد. جف جوپلینگ، جراح دانشگاه جانز هاپکینز و یکی از نویسندگان مطالعه، می‌گوید همان‌طور که دانشجویان جراحی بخش‌های مختلف یک عمل را به تدریج و با سرعت‌های متفاوت یاد می‌گیرند، توسعه ربات‌های جراح خودکار نیز می‌تواند به همین شکل و به صورت مرحله‌ای و تدریجی انجام شود تا به مرور پیشرفت کند.

در آینده، قرار است ربات SRT-H مهارت‌های خود را در انجام انواع جراحی‌ها گسترش دهد و آموزش ببیند تا به‌صورت مستقل‌تر عمل کند؛ به طوری که شاید روزی بتواند بدون نیاز به نظارت یا راهنمایی خارجی، جراحی‌های موفق انجام دهد.