Робот-хирург научился выполнять операции по видеозаписям

Хирургический робот da Vinci, впервые обученный через просмотр видеозаписей с действиями опытных хирургов, продемонстрировал впечатляющие результаты, аналогичные тем, что показывают врачи-люди. С помощью метода имитационного обучения он научился выполнять базовые хирургические операции, такие как манипулирование иглой, перемещение тканей и наложение швов. Робот быстро адаптируется к непредвиденным ситуациям, например, если он уронит иглу, то тут же ее поднимет. Этот метод значительно ускоряет процесс подготовки роботов-хирургов, позволяя отказаться от трудоемкого программирования каждого действия.

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса и Стэнфордского университета создали уникальную модель, которая обучает хирургическую систему da Vinci выполнять базовые операции с помощью имитационного обучения. Модель основана на той же архитектуре машинного обучения, что и ChatGPT, но вместо работы с текстом она оперирует кинематическими данными, представляя движения робота в виде математических уравнений.

Команда обучила свою модель на сотнях видеозаписей, сделанных с камер, установленных на руках хирургов, управляющих роботами da Vinci во время операций. Эти видео используются для послеоперационного анализа и затем архивируются. По всему миру насчитывается почти 7000 роботов da Vinci, и более 50 000 хирургов обучены работе с этой системой.

Несмотря на свою популярность, система da Vinci может быть неточной. Однако команде удалось найти способ компенсировать эти погрешности. Ключевым моментом стало обучение модели выполнению относительных, а не абсолютных движений, что значительно повысило точность. Достаточно предоставить системе изображение, и она определит необходимое действие. Даже на основе нескольких сотен примеров модель научилась выполнять задачу и адаптироваться к новым условиям. Если система, например, уронит иглу, она автоматически поднимет ее и продолжит операцию.

Робота обучили выполнять три основные хирургические операции: манипулирование иглой, перемещение тканей и наложение швов. Благодаря разработанной модели робот освоил эти навыки на уровне, сопоставимом с уровнем опытного хирурга.

Новая технология открывает новые горизонты для быстрого обучения роботов хирургическим манипуляциям. Команда планирует использовать ее для подготовки робота к выполнению комплексных хирургических операций, а не только для небольших задач.

До недавнего времени программирование хирургических роботов было крайне трудоемким процессом, требующим ручного кодирования каждого действия. Теперь, благодаря методу имитационного обучения, можно обучить систему выполнять сложные хирургические манипуляции всего за несколько дней. Это открывает новые горизонты для развития автономной хирургии и повышения качества медицинской помощи.

Источник: vk.com

Комментарии: