Хотя сегодня многие врачи получают помощь от роботов при проведении самых разных процедур, от герниопластики до коронарного шунтирования, они используются для помощи хирургам, а не заменяют их. Это новое исследование знаменует собой прогресс в создании роботов, которые могут работать более автономно при выполнении очень сложных задач, таких как наложение швов. Уроки, извлеченные при его разработке, также могут быть полезны в других областях робототехники.

«С точки зрения робототехники это действительно сложная задача манипулирования», — говорит Кен Голдберг, исследователь из Калифорнийского университета в Беркли и директор лаборатории, которая работала над роботом.

Одна из проблем заключается в том, что блестящие или отражающие предметы, такие как иглы, могут отклоняться от датчиков изображения робота. Компьютерам также сложно моделировать, как «деформируемые» объекты, такие как кожа и нитки, реагируют, когда их тыкают и подталкивают. В отличие от переноса иглы из одной человеческой руки в другую, перемещение иглы между роботизированными руками представляет собой огромную проблему с точки зрения ловкости.

Робот использует пару камер, чтобы осматривать окрестности. Затем, пройдя обучение на нейронной сети, он способен определить, где находится игла, и использовать контроллер движений для планирования всех шести движений, необходимых для выполнения стежка.

Хотя мы далеки от того, чтобы подобные роботы использовались в операционных для самостоятельного зашивания ран и органов, цель автоматизации части процесса наложения швов имеет серьезный медицинский потенциал, говорит Даньял Фер, врач и исследователь. проект.

«В хирургическом отделении много работы, — говорит Фер, — и зачастую наложение швов — это последнее, что вам нужно сделать». Это означает, что врачи с большей вероятностью будут утомлены при наложении швов, и если они не закроют рану должным образом, это может означать более длительное время заживления и множество других осложнений. Поскольку наложение швов также является довольно повторяющейся задачей, Голдберг и Фер сочли ее хорошим кандидатом на автоматизацию.

«Можем ли мы показать, что на самом деле получаем лучшие результаты для пациентов?» Гольдберг говорит. «Для врача это удобно, да, но самое главное, приводит ли это к улучшению качества швов, ускорению заживления и уменьшению рубцов?»

Это открытый вопрос, поскольку успех робота требует оговорок. Машина сделала рекордные шесть полных стежков, прежде чем пришлось вмешаться человеку, но в среднем за все испытания она смогла выполнить только около трех. Тестовая рана была ограничена двумя измерениями, в отличие от раны на закругленной части тела, например локтя или сустава пальца. Кроме того, робот был протестирован только на «фантомах», своего рода искусственной коже, используемой в медицинских учебных заведениях, а не на тканях органов или коже животных.