Χειρουργική σε ζωντανά ζώα από ανθρωποειδή ρομπότ

Σε μια πρωτοπόρα ιατρική μελέτη, ανθρωποειδή ρομπότ εκτέλεσαν επιτυχώς αφαίρεση χοληδόχων κύστεων από ζωντανούς χοίρους, όχι ως αυτόνομες μηχανές αλλά με την καθοδήγηση έμπειρων χειρουργών που παρακολουθούσαν και τηλεχειρίζονταν τις κινήσεις τους από απόσταση. Αυτή η καινοτόμα διαδικασία πραγματοποιήθηκε στο UC San Diego και η ερευνητική ομάδα δημοσίευσε τα ευρήματά της στο περιοδικό Nature.

Αν τελικά η τεχνολογία κριθεί κατάλληλη και για κλινική χρήση σε ανθρώπους, οι χειρουργοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν τέτοια ρομπότ για επεμβάσεις σε περιοχές με περιορισμένες υποδομές, όπου η εγκατάσταση ακριβών χειρουργικών συστημάτων δεν είναι εφικτή.

Σύμφωνα με τον Shanglei Liu, επίκουρο καθηγητή χειρουργικής, «Η συγκεκριμένη προσέγγιση κοστίζει πολύ λιγότερο και απαιτεί πολύ λιγότερο χώρο σε μια αίθουσα χειρουργείου, κάνοντάς την ιδανική για αγροτικές περιοχές ή ακόμα και στρατιωτικά πεδία».

Το πείραμα χρησιμοποίησε ρομπότ Unitree G1, μιας κινεζικής κατασκευάστριας ρομπότ. Το βασικό μοντέλο ξεκινά από $13.500, επιβαρυμένο με μεταφορικά από $300 έως $1.200. Αν και πιο ακριβά μοντέλα μεθοδικών αναβαθμίσεων μπορούν να κοστίζουν πάνω από $67.000, εξακολουθούν να είναι σημαντικά φθηνότερα σε σύγκριση με τα πιο πολύπλοκα χειρουργικά ρομπότ, όπως το σύστημα da Vinci της Intuitive Surgical, που κοστίζει εκατοντάδες χιλιάδες έως και εκατομμύρια δολάρια.

Η διαφορά δεν εντοπίζεται μόνο στην τιμή, αλλά και στο μέγεθος. Τα εξειδικευμένα χέρια ζυγίζουν γύρω στα 815 κιλά και απαιτούν πολύ χώρο, ενώ τα ρομπότ Unitree, με ύψος 1,5 μέτρο και βάρος μόλις 27 κιλά, είναι πιο κατάλληλα για μικρές κλινικές. Ωστόσο, το σύστημα da Vinci διαθέτει έγκριση από τον FDA και έχει υποβληθεί σε πολλές κλινικές δοκιμές, ενώ τα ανθρωποειδή εξακολουθούν να βρίσκονται σε πρώιμο στάδιο.

Οι ερευνητές δημιούργησαν προσαρμογείς για να επιτρέπουν στα ρομπότ, ονομαζόμενα «Surgie», να χρησιμοποιούν χειρουργικά εργαλεία, ενώ ανέπτυξαν και λογισμικό για την ομαλή μετάφραση των κινήσεων του χειρουργού σε έλεγχο των εργαλείων. Η κονσόλα ελέγχου, συνδεδεμένη με υπολογιστή, είχε στερεοσκοπική οθόνη και πεντάλ που ενεργοποιούσε τη σύνδεση μεταξύ των χειρισμών του χειρουργού και των εργαλείων. Στην αρχική επέμβαση, ένας χειρουργός βρισκόταν δίπλα στο ρομπότ στο ρόλο βοηθού, ενώ στη δεύτερη δύο τηλεχειριζόμενα ρομπότ συνεργάστηκαν.

Το πείραμα ανέδειξε και περιορισμούς. Οι ερευνητές χρειάστηκαν να κάνουν συνεχείς διακοπές κατά τη διάρκεια των επεμβάσεων για επαναβαθμονόμηση των ρομπότ ή για χειροκίνητη επανατοποθέτηση, γεγονός που καθυστερούσε την εκτέλεση. Η περιορισμένη εμβέλεια του G1 επιβάρυνε τη διαδικασία, και η ανάγκη για επαναβαθμονόμηση συνέβαλλε στο συνολικό χρόνο παρέμβασης.

Εντυπωσιακή είναι η καθυστέρηση μεταξύ των κινήσεων του χειρουργού και των ρομπότ, η οποία παραμένει εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αρκετές έρευνες αναφέρουν ότι η ιδανική καθυστέρηση για ένα χειρουργικό ρομπότ θα πρέπει να είναι κάτω από 150 χιλιοστά, και σε γενικές πρακτικές ασκήσεις, οι χειριστές του da Vinci αποδείχθηκαν πιο γρήγοροι.

Χειρουργική επέμβαση με τηλεχειριζόμενα ανθρωποειδή ρομπότ.

Οι ερευνητές συνεχίζουν τη βελτίωση του συστήματος και εξετάζουν πιθανές μελλοντικές εφαρμογές. Ο Michael Yip, καθηγητής ηλεκτρολόγων μηχανικών στο UC San Diego, υπογράμμισε τη σημασία της δημιουργίας ενός «αυτόνομου χειρουργικού βοηθού» που θα μπορεί να εργάζεται παράλληλα με ανθρώπινους χειρουργούς για εργασίες όπως η μεταφορά εργαλείων και η καθαριότητα στους χειρουργικούς χώρους. «Τα τηλεχειριζούμενα και αυτόνομα ρομπότ έχουν τη δυνατότητα να διευρύνουν την πρόσβαση σε απαραίτητες χειρουργικές διαδικασίες», τόνισε.

Ωστόσο, αρκετοί κορυφαίοι ερευνητές της ρομποτικής συμφωνούν ότι τα αυτόνομα ρομπότ που μπορούν να εκτελούν διάφορες εργασίες χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση απέχουν πολύ από την ανάπτυξή τους, όπως έχει αναλυθεί πρόσφατα από το Ars Technica σχετικά με τις προκλήσεις αυτονομίας στην ιατρική ρομποτική.