Роботы-хирурги осваивают швы и иглы, просто подсматривая за людьми

В медицинских лабораториях Университета Джонса Хопкинса роботы научились выполнять хирургические манипуляции, просто анализируя видеозаписи работы опытных врачей.

Специалисты взяли за основу систему da Vinci, которую уже используют тысячи хирургов во всем мире. В память машины загрузили сотни записей с миниатюрных камер, установленных на механических манипуляторах аналогичных роботов во время вмешательств.

Главное достижение в том, что теперь не нужно программировать каждое движение отдельно. Искусственный интеллект сам анализирует изображение и выбирает нужные действия, переводя их на математический язык кинематики - описывает углы поворота и траектории движения механических рук.

По сути, в систему интегрирована та же архитектура машинного обучения, что и в в ChatGPT. Правда, эта модель работает не с текстом, а с динамическими параметрами. Ведущий автор исследования, Джи Вунг Ким, отмечает: достаточно нескольких сотен примеров, чтобы система освоила основные приемы и научилась действовать в новых условиях.

Ученые сконцентрировались на трех базовых навыках: как обращаться с хирургической иглой, приподнимать ткани и накладывать швы. Робот справился с задачами так же искусно, как человеческие коллеги.

Удивительно, но система даже смогла самостоятельно находить выход из непредвиденных ситуаций. Например, если игла выскальзывает, робот поднимает ее и продолжает работу, хотя этому его специально не учили.

Новая методика позволила в сотни раз ускорить подготовку металлических врачей. Если прежде на программирование простейшей манипуляции уходили годы, сейчас машина осваивает сложные навыки за несколько дней.

Над проектом трудились специалисты разных направлений: докторант Сэмюэль Шмидгалл, научный сотрудник Антон Дегет, преподаватель машиностроения Марин Кобиларов из Университета Джонса Хопкинса, а также докторант Тони Чжао из Стэнфорда.

Научную работу представили на Конференции по обучению роботов в Мюнхене - важнейшем событии для специалистов в робототехнике и машинном обучении.

Сейчас исследователи перешли к следующему этапу - учат робота проводить не отдельные манипуляции, а полноценные хирургические вмешательства. Возможности технологии впечатляют: около 7000 роботов da Vinci в клиниках по всему миру ежедневно пополняют архив видеозаписей, на которых смогут обучаться другие модели.

Главная цель: сделать хирургию более эффективной и безопасной для пациентов благодаря автоматизации. Успехи исследования приближают момент, когда роботы смогут самостоятельно проводить сложные процедуры без помощи человека.