Robotska hirurgija doživjela je povijesni trenutak. Po prvi put robot je potpuno samostalno izveo operaciju uklanjanja žučnog mjehura, i to slušajući i reagirajući na glasovne naredbe kirurga. Robot je slijedio verbalne upute nakon što je treniran na snimkama stvarnih zahvata.

"Ovaj rad predstavlja ogroman iskorak u odnosu na dosadašnje pokušaje jer rješava neke od temeljnih prepreka za primjenu autonomnih kirurških robota u stvarnom svijetu", istaknuo je u izjavi glavni autor studije Ji Woong "Brian" Kim.

Naučiti robota da izvede složen kirurški zahvat s desecima koraka golem je izazov. Nije dovoljno samo znati svaku radnju koju robot mora poduzeti, uključujući i ona ključna upozorenja, primjerice, gdje se skalpel nikako ne smije naći. Najteži dio je sve te informacije prenijeti u programski kod. "Upravo je to ono što cijeli proces čini nevjerojatno složenim. Kako to uopće zapisati? Kako to pretvoriti u kod?", pojasnio je dr. Mathias Unberath, izvanredni profesor na Sveučilištu Johns Hopkins.

Rješenje je u oponašanju

"Mogu li naučiti što trebam raditi promatrajući čovjeka? Ako je odgovor da, stvari postaju znatno jednostavnije", dodaje Unberath. Taj pristup naziva se učenje oponašanjem, a upravo je on temelj najnovijeg istraživanja. Pod nadzorom Unberathovog kolege, profesora Axela Kriegera, tim znanstvenika sa Sveučilišta Johns Hopkins započeo je obuku sustava koristeći videozapise operacija uklanjanja žučnog mjehura koje su ljudski kirurzi izvodili na svinjskim leševima.

Kriegerov tim već je prošle godine pokazao kako robot može naučiti baratati kirurškom iglom, podizati tkivo i šivati nakon samo nekoliko sekundi učenja. No, uklanjanje žučnog mjehura daleko je složeniji zahvat koji se sastoji od 17 pojedinačnih faza, od prepoznavanja tkiva do preciznih rezova i postavljanja kvačica, a svaka od njih nosi svoje izazove.

Stopostotna preciznost na zahtjevnom testu

Za razliku od prijašnjih autonomnih robota, novi sustav nazvan SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy) je nešto sasvim drugo. "To je kao da robota učite snalaženju na bilo kojoj cesti, u svim uvjetima, te da inteligentno reagira na sve što mu se nađe na putu", objasnio je Krieger.

Stoga uklanjanje žučnog mjehura nije predstavljalo problem. Nakon što je "pogledao" video upute s pojašnjenjima, robot je izveo zahvat sa stopostotnom točnošću. Iako mu je trebalo više vremena nego ljudskom kirurgu, rezultati su bili jednako dobri. Svih 17 koraka uspješno je ponovio na osam različitih svinjskih žučnih mjehura izvan tijela (ex vivo).

Zahvaljujući sposobnosti obrade prirodnog jezika, pogonjenoj istom vrstom strojnog učenja kao i popularni ChatGPT, sustav u stvarnom vremenu reagira na glasovne upute kirurga, poput naredbe "pomakni lijevu ruku malo ulijevo", i pritom uči iz povratnih informacija. Robot se nije dao smesti ni kada su istraživači namjerno zakomplicirali zadatak, primjerice promjenom njegova položaja ili dodavanjem boja koje su izmijenile izgled tkiva.

"Budućnost je stigla"

"Ovo je dokaz da je moguće autonomno izvoditi složene kirurške zahvate. Potvrdili smo koncept i pokazali da učenje oponašanjem može automatizirati tako složen postupak s iznimno visokom pouzdanošću", istaknuo je Krieger.

"Naš rad pokazuje da modeli umjetne inteligencije mogu postati dovoljno pouzdani za kiruršku autonomiju - nešto što se donedavno činilo kao daleka budućnost, a sada je dokazano izvedivo", zaključio je Kim.