Un robot quirúrgico domina los procedimientos básicos mediante el aprendizaje por vídeo, iguala la precisión humana

Investigadores de Johns Hopkins y Stanford https://hub.jhu.edu/2024/11/11/surgery-robots-trained-with-videos/ han logrado un hito importante en la cirugía robótica: han enseñado a un robot quirúrgico a realizar procedimientos básicos con sólo ver vídeos de cirujanos humanos haciendo lo suyo.

El equipo consiguió programar el Sistema Quirúrgico da Vinci para realizar tres tareas quirúrgicas básicas pero críticas: manipular agujas, levantar tejido y suturar heridas. Y lo hace con el mismo nivel de destreza que se vería en cirujanos humanos experimentados. Se trata de un gran paso hacia la cirugía robótica totalmente autónoma.

"Es extraordinario disponer de este modelo en el que simplemente proporcionamos la entrada de la cámara y ella predice los movimientos robóticos necesarios para la cirugía", afirma el Dr. Axel Krieger, profesor adjunto del Departamento de Ingeniería Mecánica de la JHU y autor principal del estudio. "Creemos que esto representa un importante salto adelante en la robótica médica"

Para ello, el equipo de investigación combinó el aprendizaje por imitación con una arquitectura similar al modelo de lenguaje utilizado en ChatGPT. Pero en lugar de centrarse en las palabras, su modelo descompone matemáticamente los movimientos quirúrgicos, convirtiéndolos en acciones robóticas exactas.

Para conseguir entrenar al robot, lo alimentaron con cientos de vídeos quirúrgicos tomados con cámaras montadas en las muñecas de los robots da Vinci durante cirugías reales. Este voluminoso conjunto de datos procede de los casi 7.000 sistemas da Vinci que hay en todo el mundo, utilizados por más de 50.000 cirujanos entrenados.

Aunque el sistema da Vinci se utiliza ampliamente, la precisión ha sido un punto débil. El equipo de investigación lo abordó haciendo que el robot realizara movimientos en relación con su entorno en lugar de hacer movimientos exactos y preestablecidos, y marcó una gran diferencia.

Una de las cosas más increíbles es lo adaptables que llegan a ser los sistemas. "El modelo es tan bueno aprendiendo cosas que no le hemos enseñado", dice el autor principal Ji Woong "Brian" Kim, postdoctorado en Johns Hopkins. "Por ejemplo, si se le cae la aguja, la recogerá automáticamente y continuará. No es algo que le haya enseñado a hacer"

Este desarrollo significa que ya no es necesario programar minuciosamente cada movimiento específico para una tarea quirúrgica, lo que solía llevar años conseguir para un solo tipo de procedimiento. Con este nuevo enfoque, el robot puede aprender un procedimiento completo observándolo en sólo unos días.

Presentaron sus hallazgos en la Conferencia sobre Aprendizaje de Robots celebrada en Múnich, mostrando cómo la IA y la tecnología médica se están uniendo en la robótica quirúrgica.