Самообучаемый робот-хирург впервые самостоятельно удалил желчный пузырь

В 2022 году автономный робот-хирург STAR, также разработанный в Университете Джонса Хопкинса, провел свою первую операцию на живом животном — лапароскопию на свинье. Однако тогда робот нуждался в специально помеченных тканях, строго контролируемой среде и следовал жесткому, заранее заданному плану. Это было похоже на обучение робота вождению по четко размеченному маршруту.

Новая система Surgical Robot Transformer-Hierarchy (SRT-H) адаптируется к анатомическим особенностям во время операции, принимает решения на ходу и самостоятельно корректирует действия, если что-то идет не по плану. Разработчики сравнивают это со способностью уверенно передвигаться по незнакомой местности: SRT-H может «ориентироваться на любой дороге, в любых условиях, реагируя на всё, что встречается на пути».

SRT-H построен на той же архитектуре машинного обучения, что и ChatGPT. Он может реагировать на голосовые команды (например, «захватить головку желчного пузыря») и корректировки («немного сдвинуть левую руку влево»), обучаясь на этой обратной связи. В прошлом году команда обучила этого робота трем базовым хирургическим задачам: манипулированию иглой, поднятию тканей и наложению швов.

Удаление желчного пузыря — гораздо более сложная процедура, состоящая из 17 последовательных этапов. Роботу требовалось точно определять протоки и артерии, аккуратно захватывать их, накладывать зажимы в нужных местах и отсекать ткани ножницами.

Вместо того чтобы заранее программировать каждый шаг, исследователи обучали SRT-H так же, как учат молодого врача — показывая ему настоящие операции.

Робот просматривал видео, на которых университетские хирурги выполняли аналогичную процедуру на трупах свиней. Для закрепления навыков визуальные данные дополнили текстовыми описаниями каждого этапа.

После изучения видеороликов робот провел операцию с точностью 100%. Хотя на выполнение процедуры у искусственного хирурга ушло больше времени по сравнению с человеком, качество работы соответствовало уровню опытного специалиста. Нестандартные условия роботу не помешали. Например, он работал без сбоев, когда менялось исходное положение инструментов или когда использовались красящие вещества, имитирующие кровь, что изменяло визуальное восприятие анатомических структур.

Команда планирует обучить и протестировать систему на большем числе операций, а также расширить её возможности для выполнения полностью автономных хирургических вмешательств.