Os pesquisadores desenvolveram um robô capaz de realizar procedimentos cirúrgicos com a mesma habilidade dos médicos humanos, treinando-o com vídeos de cirurgias.
A equipe das universidades Johns Hopkins e Stanford aproveitou o aprendizado por imitação, uma técnica que permitiu que o robô aprendesse com um vasto arquivo de vídeos cirúrgicos, eliminando a necessidade de programar cada movimento.
Essa abordagem marca um passo significativo em direção às cirurgias robóticas autônomas, reduzindo potencialmente os erros médicos e aumentando a precisão das operações.
Treinamento revolucionário de robôs: Pela primeira vez, um robô aprendeu realizando cirurgias assistindo a vídeos de cirurgiões experientes, atingindo um nível de habilidade comparável ao de médicos humanos.
Esse avanço no aprendizado de imitação para robôs cirúrgicos significa que os robôs não precisam mais ser programados com cada movimento individual necessário em um procedimento médico.
Em vez disso, eles podem aprender observando, aproximando a cirurgia robótica da autonomia total, onde os robôs poderão, um dia, realizar cirurgias complexas sem ajuda humana.
Avanço na robótica cirúrgica: “É realmente mágico ter esse modelo e tudo o que fazemos é alimentá-lo com informações da câmera e ele pode prever os movimentos robóticos necessários para a cirurgia”, disse Axel Krieger, autor sênior do estudo.
Acreditamos que isso marca um passo significativo em direção a uma nova fronteira na robótica médica”.
As descobertas lideradas pela Johns Hopkins University estão sendo apresentadas nesta semana na Conferência sobre Aprendizagem de Robôs em Munique, um dos principais eventos de robótica e aprendizagem de máquinas.
Aprendizado aprimorado por meio de vídeo: A equipe de pesquisa, incluindo colaboradores da Universidade de Stanford, usou o aprendizado por imitação para treinar o robô do Sistema Cirúrgico Da Vinci em tarefas cirúrgicas essenciais: manipulação de agulhas, levantamento de tecidos e sutura.
Esse modelo combina o aprendizado por imitação com a arquitetura avançada de aprendizado por máquina por trás do ChatGPT.
Ao contrário do ChatGPT, que opera com linguagem, esse modelo robótico usa a cinemática, uma linguagem matemática que traduz o movimento robótico em ângulos e movimentos precisos.
Os pesquisadores alimentaram seu modelo com centenas de vídeos gravados por câmeras de pulso colocadas nos braços dos robôs da Da Vinci durante procedimentos cirúrgicos.
Esses vídeos, gravados por cirurgiões em todo o mundo, são usados para análise pós-operatória e depois arquivados.
Cerca de 7.
000 robôs da Da Vinci são usados em todo o mundo e mais de 50.
000 cirurgiões são treinados no sistema, criando um grande arquivo de dados para os robôs “imitarem”.”
Obtenção de precisão e autonomia: Embora o sistema Da Vinci seja amplamente utilizado, os pesquisadores dizem que ele é notoriamente impreciso.
No entanto, a equipe descobriu uma maneira de fazer com que a entrada defeituosa funcionasse.
A chave foi treinar o modelo para realizar movimentos relativos em vez de ações absolutas, que são imprecisas.”
Tudo o que precisamos é de uma entrada de imagem e, em seguida, esse sistema de IA encontra a ação correta”, disse o autor principal, Ji Woong, Brian Kim.”
Descobrimos que, mesmo com algumas centenas de demonstrações, o modelo é capaz de aprender o procedimento e generalizar novos ambientes que ainda não havia encontrado.”
A equipe treinou o robô para realizar três tarefas: manipular uma agulha, levantar o tecido do corpo e suturar.
Em cada caso, o robô treinado no modelo da equipe realizou os mesmos procedimentos cirúrgicos com a mesma habilidade dos médicos humanos.”
Aqui o modelo é tão bom em aprender coisas que não ensinamos a ele”, disse Krieger.
“Por exemplo, se ele deixar cair a agulha, ele automaticamente a pegará e continuará.”
Perspectivas futuras para a robótica médica: O modelo pode ser usado para treinar rapidamente um robô para realizar qualquer tipo de procedimento cirúrgico, disseram os pesquisadores.
A equipe está usando agora o aprendizado por imitação para treinar um robô para realizar não apenas pequenas tarefas cirúrgicas, mas uma cirurgia completa.
Antes desse avanço, programar um robô para executar até mesmo um aspecto simples de uma cirurgia exigia a codificação manual de cada etapa.
Alguém pode passar uma década tentando modelar a sutura, disse Krieger, e isso é a sutura de apenas um tipo de cirurgia.”
O que há de novo aqui é que só temos que coletar o aprendizado de imitação de diferentes procedimentos e podemos treinar um robô para aprendê-lo em alguns dias.
Isso nos permite acelerar o alcance da meta de autonomia e, ao mesmo tempo, reduzir os erros médicos e realizar cirurgias mais precisas.”
Publicado em 15/11/2024 19h49
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