Autonomiczny robot wewnątrz ludzkiego ciała

fot. pixabay

Grupa bioinżynierów opracowała autonomicznego robota medycznego, który może przedostać się do wypełnionego krwią serca pacjenta. Badanie zostało opublikowane w Journal of Science Robotics.

Chirurdzy używają w swojej pracy maszyn obsługiwanych przez joysticki od ponad dziesięciu lat. Badacze wykazali dotychczas, że małe roboty mogą być sterowane poprzez ciało za pomocą zewnętrznych bodźców. Starszy autor nowych badań, Pierre Dupont podkreśla, że teraz bioinżynierowie poszli krok dalej, tworząc pierwszego autonomicznego robota będącego w stanie samodzielnie trafić w pożądane miejsce w ludzkim organizmie.

Udaje mu się poruszać za pomocą optycznego czujnika dotykowego oraz na podstawie mapy anatomii serca i skanów przedoperacyjnych. Dane z czujnika obrabiane są przez algorytmy sztucznej inteligencji oraz algorytmy przetwarzania obrazu, co umożliwia ustalenie własnej pozycji w sercu i podejmowanie następnych kroków.

W ramach demonstracji zespół przeprowadził wysoce wymagającą technicznie procedurę zwaną zamknięciem przecieku aortalnego w obrębie zastawki aortalnej, której celem jest naprawa sztucznych zastawek serca, które zaczynają przeciekać wzdłuż swoich krawędzi. Gdy robot w trakcie operacji dotarł do pożądanego miejsca, doświadczony kardiochirurg przejął nad nim kontrolę i zatamował niepożądany wyciek.

W powtarzanych próbach mikromaszyna z powodzeniem przemieszczała się do zastawki serca w mniej więcej tym samym czasie, co chirurg za pomocą tradycyjnych technik. Optyczny czujnik dotykowy próbkował swoje otoczenie w regularnych odstępach czasu, w taki sam sposób, w jaki robią to owady lub gryzonie za pomocą swoich wibrys, tworząc mapy nieznanych lub zaciemnionych środowisk. Informacja przekazywane robotowi determinowały to, czy dotykał krwi, ściany serca czy zastawki, a także jak mocno na nie naciskał. Dodatkowo cechy wizualne pomagały mu interpretować dane z przedoperacyjnego obrazowania i algorytmy uczenia maszynowego.

Ponieważ Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) rozpoczyna właśnie opracowywanie ram regulacyjnych dla urządzeń medycznych wyposażonych w sztuczną inteligencję, Dupont przewiduje, że autonomiczne roboty chirurgiczne na stałe zagoszczą na salach operacyjnych w niedalekiej przyszłości. Pozwoli to na pewnego rodzaju uniezależnienie wyników krytycznych operacji od doświadczenia przeprowadzającego je chirurga.

(rr)