ხელოვნურმა ინტელექტმა ქირურგიული ოპერაცია წარმატებით ჩაატარა

ღორის ორგანოებზე ჩატარებულ ექსპერიმენტულ ოპერაციაში, რობოტმა შესანიშნავი შედეგი აჩვენა.

ამერიკულმა ბიოტექნოლოგიურმა კომპანია Intuitive Surgical-მა DaVinci-ის ქირურგიული რობოტები 1990-იანი წლების ბოლოს წარადგინა, რამაც მედიცინაში ნამდვილი გადატრიალება მოახდინა. ექსპერტ ქირურგებს შეეძლოთ, პაციენტებისთვის ოპერაცია დისტანციურად ჩაეტარებინათ, რობოტის ხელებისა და ქირურგიული ინსტრუმენტების მანიპულირებით, რაშიც მათ რობოტის ჩაშენებული კამერებისა და ენდოსკოპების ვიდეო ეხმარებოდათ.

ახლა კი, ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა DaVinci-ის რობოტის მართვა ChatGPT-ს მსგავს ხელოვნურ ინტელექტს ანდეს და მას ნაღვლის ბუშტის ამოკვეთის ოპერაციის ჩატარება ასწავლეს.

ქარხნის რობოტებიდან ქირურგიამდე

ქირურგიული რობოტის მართვის კომპიუტერისთვის მინდობის იდეა სრულიად ახალი არ არის, თუმცა აქამდე ასეთი სისტემები ძირითადად წინასწარ დაპროგრამებულ მოქმედებებს ეყრდნობოდა. „პროგრამა რობოტს ზუსტად ეუბნებოდა, როგორ ემოძრავა და რა გაეკეთებინა. ეს ქარხნებში მომუშავე Kuka-ს რობოტების მსგავსი იყო, რომლებიც მანქანებს ადუღებენ,“ — ამბობს ჯი ვუნგ კიმი, რობოტექნიკის მკვლევარი, რომელიც ავტონომიური ქირურგიის კვლევას ხელმძღვანელობდა.

ამ მიდგომის გასაუმჯობესებლად, ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის მექანიკური ინჟინერიის ასისტენტ-პროფესორის, აქსელ კრიგერის, გუნდმა შექმნა STAR (Smart Tissue Autonomous Robot). 2022 წელს მან წარმატებით ჩაატარა ოპერაცია ცოცხალ ღორზე. თუმცა, STAR-საც კი სჭირდებოდა სპეციალურად მონიშნული ქსოვილები და წინასწარ განსაზღვრული გეგმა.

ახალ რობოტს კი გაცილებით მეტი შეუძლია. „ჩვენი ამჟამინდელი ნამუშევარი ბევრად მოქნილია,“ — ამბობს კიმი. „ეს არის AI, რომელიც დემონსტრაციით სწავლობს.“ ახალ სისტემას SRT-H (Surgical Robot Transformer) ჰქვია.

პირველი ცვლილება, რომელიც გუნდმა განახორციელა, აპარატურას შეეხო. STAR-ის მსგავსი სპეციალური რობოტის ნაცვლად, ახალი კვლევა DaVinci-ის რობოტს დაეყრდნო, რომელიც დისტანციურ ქირურგიაში ინდუსტრიის სტანდარტად იქცა და მსოფლიოს საავადმყოფოებში მისი 10,000-ზე მეტი ერთეულია განთავსებული. მეორე ცვლილება პროგრამული უზრუნველყოფა იყო, რომელიც ორ ტრანსფორმერულ მოდელს ეფუძნებოდა — იგივე არქიტექტურას, რომელზეც ChatGPT მუშაობს. ერთი მოდული პასუხისმგებელი იყო ამოცანების დაგეგმვაზე, ხოლო მეორე — ამ ამოცანების შესრულებაზე და რობოტის ხელებისთვის კონკრეტული ტრაექტორიების მიცემაზე. როდესაც სისტემა მზად იყო, კიმის გუნდმა ის სწავლების ფაზაში გადაიყვანა, რომელიც ახალბედა ექიმის მენტორობას ჰგავდა.

სწავლა დემონსტრაციით

პროცედურა, რომელიც კიმმა რობოტისთვის შეარჩია, იყო ქოლეცისტექტომია (ნაღვლის ბუშტის ამოკვეთა), რომელიც აშშ-ის საავადმყოფოებში რუტინულად ტარდება (წელიწადში დაახლოებით 700,000-ჯერ). „მიზანია, ამოიკვეთოს სადინარები, რომლებიც ნაღვლის ბუშტს სხვა ორგანოებთან აკავშირებს, ისე, რომ შიდა სითხეები არ დაიღვაროს,“ — განმარტა კიმმა.

კიმის გუნდმა ეს პროცედურა 17 ეტაპად დაყო. მათ ღორის გვამებისგან აიღეს ნაღვლის ბუშტისა და ღვიძლის ნიმუშები და გაწვრთნილმა ასისტენტმა DaVinci-ის რობოტით პროცედურა არაერთხელ ჩაატარა, რათა რობოტისთვის სასწავლო მონაცემთა ბაზა შეექმნა. SRT-H-ის ალგორითმები გაწვრთნეს 17 საათზე მეტი ხანგრძლივობის ვიდეოზე, რომელიც DaVinci-ის ენდოსკოპიდან და რობოტის ხელებზე დამონტაჟებული კამერებიდან იყო გადაღებული. ამ ვიდეომასალას დაემატა კინემატიკური მონაცემები (რობოტის ხელების ზუსტი მოძრაობები) და ბუნებრივი ენით დაწერილი ანოტაციები.

ამ მონაცემებზე დაყრდნობით, კიმის რობოტმა ქოლეცისტექტომიის ჩატარება 100%-იანი წარმატებით ისწავლა იმ ნიმუშებზე, რომლებზეც ის არ იყო გაწვრთნილი. მას ასევე შეეძლო ადამიანისგან ბუნებრივ ენაზე უკუკავშირის მიღება — მარტივი მითითებები, როგორიცაა „ხელი ოდნავ მარცხნივ გაწიე“ ან „კლიპი ცოტა მაღლა დაადე“. ადამიან ექსპერტ ქირურგთან შედარებით, რობოტი თანაბრად ზუსტი, თუმცა ოდნავ ნელი იყო.

კორპორატიული საიდუმლოებები

ღორის გვამებიდან ცოცხალ ღორებზე, შემდეგ კი ადამიანებზე გადასასვლელად, SRT-H-ის მსგავს რობოტებს ძალიან დიდი მოცულობის სასწავლო მონაცემები სჭირდება. Intuitive Surgical-ი, როგორც ჩანს, თანახმაა, DaVinci-ის რობოტების ვიდეომასალა გასცეს, მაგრამ კომპანია არ გასცემს კინემატიკურ მონაცემებს. კიმი ამბობს, რომ ეს მონაცემები ალგორითმების გასაწვრთნელად აუცილებელია. „მე ვიცნობ ხალხს Intuitive Surgical-ის სათაო ოფისში და ვესაუბრები მათ,“ — ამბობს კიმი. „ვევედრებოდი, რომ მონაცემები მოეცათ. ისინი არ დამთანხმდნენ.“

კიმის თქმით, კომპანიის ხელმძღვანელობამ მიზეზად დაასახელა შიში, რომ კონკურენტები მათი რობოტის მექანიკის რევერს-ინჟინერინგს მოახდენდნენ. „ეს ნამდვილად მენეჯმენტის ზედა ეშელონია, რომელიც AI-სთან მიმართებით მოვლენებს ჩამორჩება,“ — ამტკიცებს კიმი. „მათ არ ესმით ამ ყველაფრის პოტენციალი. მათ ინჟინრებს, ყველა მეცნიერს, სურთ მონაცემების გახსნა. უბრალოდ, მათი იურიდიული დეპარტამენტია ძალიან კონსერვატიული.“

თუმცა, ის ამ პრობლემის გადაჭრის გზას უკვე ხედავს. „შეგვიძლია, მოძრაობის მიმყოლი სენსორები დავამაგროთ მანუალურ ქირურგიულ ინსტრუმენტებზე და კინემატიკური მონაცემები ასე მივიღოთ,“ — უთხრა კიმმა Ars-ს. შემდეგ, ექსპერტი ქირურგების ხელით მართული ამ ინსტრუმენტების მოძრაობების ხელახლა შექმნა ჩვეულებრივ რობოტულ ხელებს შეეძლებათ.

და შემდეგ, კიმის აზრით, შეგვიძლია, კიდევ უფრო სამეცნიერო ფანტასტიკაში გადავიდეთ. „ამჟამად სტენფორდში ვარ და ძალიან აქტიურად ვარ ჩართული ჰუმანოიდური რობოტექნიკის პროექტში... და ერთ-ერთი შესაძლო გამოყენება საოპერაციო ოთახია,“ — ამბობს კიმი.

ITNEWS-ის მეგობარი ვებ-გვერდია ITJOBS.GE. ITJOBS.GE-ზე ორგანიზაციებს და ფიზიკურ პირებს, აქვთ საშუალება განათავსონ როგორც ვაკანსიები, ტრენინგები და ივენთები ასევე კონკრეტული Tech დავალებები, რისთვისაც ეძებენ დეველოპერებს, დიზაინერებს, სეო სპეციალისტებს და ა.შ. ITJOBS.GE - იპოვე დასაქმების საუკეთესო შესაძლებლობები ან გამოაქვეყნე ვაკანსია / დავალება და მიაწვდინე ხმა სასურველ აუდიტორიას.