在医疗科技领域的一项突破性进展中,约翰斯·霍普金斯大学的研究人员研发出一款能够在无人干预下完成复杂手术的机器人。
这款名为外科机器人变换器-层级(SRT-H)的系统,在八次不同的试验中,成功以100%准确率在仿真模型上完成了胆囊切除手术。与以往需要预先标记组织和受控环境的手术机器人不同,SRT-H不仅展现出机械精度,还在不可预测的情境下具备类人的适应能力。
该机器人能够实时适应个体解剖特征,临场做出决策,并在出现意外时自我纠正。SRT-H采用与ChatGPT相同的机器学习架构,具备交互能力,能够响应如“抓住胆囊头部”这样的语音指令,以及“将左臂稍微向左移动”这样的修正建议,并从反馈中学习。
胆囊切除手术包含17个复杂步骤。机器人需精准识别特定的导管和动脉,并进行精确抓取、策略性放置夹子以及用剪刀切断组织。 SRT-H通过观看约翰斯·霍普金斯外科医生在猪尸体上进行手术的视频学习这些任务。团队还通过为每个步骤添加字幕来强化视觉训练。经过训练后,机器人以100%准确率完成了手术。
尽管机器人完成手术所需时间比人类外科医生更长,但其结果与专家水平相当。该研究合著者、约翰斯·霍普金斯外科医生Jeff Jopling表示:“正如外科住院医师通常以不同速度掌握手术各个环节,这项工作展示了以模块化、渐进方式开发自主机器人系统的前景。”
即便在研究人员人为制造意外挑战(如改变机器人的起始位置或添加类似血液的染料改变组织外观)时,机器人依然表现完美。首席研究员Axel Krieger表示:“这充分证明了自主完成复杂外科手术的可能性。这是一个概念验证,说明这种模仿学习框架能够以极高的鲁棒性自动化如此复杂的手术。”
尽管这是重大进展,首席研究员Axel Krieger估计,距离自主机器人系统进入人体试验还需5至10年,并需克服大量监管障碍。 接下来,团队计划将该系统应用于更多类型的手术训练与测试,并拓展其能力以实现完全自主的手术操作。