Доклинические исследования оценивают перспективы внедрения гуманоидных роботов в хирургическую практику
В рамках инновационного медицинского эксперимента была продемонстрирована возможность использования человекоподобных роботов для проведения холецистэктомии (удаления жёлчного пузыря) у живых организмов. Важно отметить, что машины не действовали автономно: управление их манипуляторами осуществлялось удалённо квалифицированными хирургами.
Дистанционно управляемые гуманоидные роботы успешно выполнили два малоинвазивных вмешательства на живых свиньях, о чём сообщается в журнале Nature. Если методика докажет свою эффективность в клинических условиях, подобные системы могут стать спасением для небольших медучреждений, где установка дорогостоящего профильного оборудования нерентабельна.
«Эти решения в разы доступнее и компактнее классических хирургических комплексов», — отмечает Шанлей Лю, доцент хирургии из Калифорнийского университета в Сан-Диего, в своём интервью порталу «UC San Diego Today». — «Мобильность позволяет разворачивать таких роботов практически в любых локациях: от отдалённых поселений до полевых госпиталей и даже условий космических станций».
Для испытаний был выбран робот Unitree G1 от известного китайского разработчика. Стоимость базовой версии G1 начинается от 13 500 долларов плюс логистические расходы, однако интеграция продвинутых функциональных возможностей, таких как специализированные манипуляторы, повышает ценник до 67 000 долларов и выше.
Тем не менее, этот показатель кратно ниже стоимости специализированных систем вроде Da Vinci, цена которых достигает нескольких миллионов долларов. Кроме того, габариты традиционных хирургических станций (массой свыше 800 кг) существенно затрудняют их эксплуатацию в стеснённых условиях, в то время как Unitree G1 при высоте 1,5 метра весит всего 27 кг.
Разумеется, системы Intuitive Surgical прошли все необходимые сертификации FDA и десятилетия клинической практики. Гуманоидные роботы на текущий момент пребывают на экспериментальной стадии, несмотря на успешный дебют в операционной на животных.
Технические сложности адаптации системы «Surgie»
Чтобы адаптировать роботов для нужд медицины, команда из Сан-Диего спроектировала уникальные фиксаторы для хирургического инструментария и разработала софт для трансляции естественных движений рук оператора в точные манипуляции робота. В процессе работы врач использовал VR-шлем и ножную педаль, регулирующую активность приводов. В ходе одной из операций робот работал под присмотром человека, во второй — пара машин действовала совместно.
Исследование выявило и существенные недостатки. Необходимость регулярной перекалибровки оборудования и ручная корректировка положения робота приводили к значительным паузам, из-за чего общая длительность вмешательства была ощутимо выше, чем при использовании традиционных хирургических систем.
Малый радиус действия манипуляторов G1 (450 мм) также ограничивал свободу действий. Высокая когнитивная нагрузка на хирурга, вызванная необходимостью постоянного контроля и частого перенастраивания системы, требует дальнейшей оптимизации. Особую проблему представляет задержка сигнала: современные системы телеприсутствия обеспечивают отклик в сотни миллисекунд, тогда как для хирургии оптимальным порогом считается задержка менее 150 мс.
Сравнительный анализ показал, что и новички, и опытные хирурги демонстрируют более высокую скорость работы при использовании инструментов da Vinci Research Kit.
Демонстрация хирургической операции с применением гуманоидных роботов.
Вектор развития: к автономности
Исследователи продолжают совершенствовать платформу, ставя перед собой амбициозные цели. Майкл Ип, профессор электротехники и вычислительной техники, видит будущее в создании «автономных медицинских помощников», способных брать на себя вспомогательные функции — от передачи инструментов до поддержания порядка в операционном блоке.
«Телеуправляемые и автономные роботы способны радикально расширить доступ к качественной хирургической помощи, что критически важно для преодоления глобального кризиса в здравоохранении», — резюмирует Ип. Тем не менее, экспертное сообщество сходится во мнении, что полноценные универсальные роботы, способные безопасно и автономно работать в непосредственной близости от пациента, появятся ещё не скоро.
