Un Robot Escuchó Instrucciones Habladas Y Realizó Una Cirugía, Tal Como Lo Haría Un Humano.

Estas diminutas manos robóticas han logrado algo asombroso. Crédito: XinHao Chen/Universidad Johns Hopkins

 La cirugía robótica ha alcanzado un nuevo hito después de que un robot realizara con éxito, y de forma autónoma, operaciones de extirpación de vesícula biliar mientras escuchaba y respondía a comandos de voz. De la misma manera que un cirujano experimentado dirigiría a un aprendiz humano, el robot pudo actuar siguiendo instrucciones verbales tras haber recibido entrenamiento inicial con videos del procedimiento.

Incluso pudo responder a emergencias inesperadas, una habilidad vital que los cirujanos humanos deben aprender.

"Este trabajo representa un gran avance con respecto a esfuerzos anteriores, ya que aborda algunas de las barreras fundamentales para la implementación de robots quirúrgicos autónomos en el mundo real", declaró Ji Woong "Brian" Kim, autor principal del estudio.

Enseñar a un robot a ejecutar un procedimiento quirúrgico complejo de varios pasos es una tarea abrumadora. Es necesario conocer cada acción individual que el robot deberá realizar para realizar la operación con éxito, incluyendo aspectos como dónde no colocar el bisturí (consejo: evita los vasos sanguíneos grandes), pero también es necesario comunicarle toda esa información.

“Eso es lo que hace que esto sea tan tremendamente difícil, porque ¿cómo se escribe esto? ¿Cómo se codifica?”, declaró recientemente el Dr. Mathias Unberath, profesor asociado John C. Malone de la Universidad Johns Hopkins, a IFLScience cuando exploramos el tema en la revista CURIOUS.

“¿Puedo ver a un humano aprender lo que se supone que debo hacer? Si la respuesta es sí, las cosas se vuelven, no triviales, pero considerablemente más fáciles”.

Eso se llama aprendizaje por imitación, y es en lo que se basó este último estudio. Supervisados ​​por el profesor Axel Krieger, colega de Unberath en Johns Hopkins, Kim y un equipo de colaboradores de todo Estados Unidos comenzaron entrenando el sistema con videos de cirujanos humanos realizando la extirpación de la vesícula biliar (colecistectomía) en cadáveres de cerdos.

El año pasado, el equipo de Krieger reveló en una conferencia y en una preimpresión que habían logrado entrenar a un robot para manipular una aguja quirúrgica, extraer secciones de tejido y suturar, todo con tan solo unos segundos de aprendizaje. La extirpación de la vesícula biliar supone un avance significativo, que requiere 17 etapas individuales de identificación de tejidos, realización de incisiones precisas y colocación de grapas. Todas estas etapas conllevan desafíos específicos.

Durante la compleja cirugía, el SRT-H pudo tomar decisiones en tiempo real y corregirse a sí mismo para evitar errores. Crédito: Juo-Tung Chen/Universidad Johns Hopkins.

Pero a diferencia de las iteraciones anteriores de robots quirúrgicos autónomos, que Krieger comparó con entrenar a un robot para que recorra una ruta cuidadosamente trazada, Krieger explicó que el sistema más reciente, Surgical Robot Transformer-Hierarchy (SRT-H), "es como enseñarle a un robot a navegar por cualquier camino, en cualquier condición, respondiendo inteligentemente a cualquier situación".

Por lo tanto, la extirpación de la vesícula biliar no presentó mayores problemas. Tras ver los videotutoriales, que incluían subtítulos explicativos, el robot pudo realizar el procedimiento con una precisión del 100 %. Si bien pudo haber tardado más que un cirujano humano, los resultados fueron comparables. Los 17 pasos se ejecutaron con éxito en ocho vesículas biliares de cerdo diferentes ex vivo (es decir, fuera del cuerpo).

Gracias a su capacidad de lenguaje natural, impulsada por el mismo tipo de aprendizaje automático que sustenta ChatGPT, el sistema puede responder a las instrucciones verbales de un cirujano humano en tiempo real, como "mueva el brazo izquierdo un poco a la izquierda", aprendiendo de esta retroalimentación sobre la marcha.

Incluso cuando el equipo del estudio introdujo deliberadamente una solución inesperada, como mover la posición del robot o añadir tintes para cambiar el color de algunos tejidos, el robot no se inmutó.

“En mi opinión, esto demuestra que es posible realizar procedimientos quirúrgicos complejos de forma autónoma. Esto demuestra que es posible y que este marco de aprendizaje por imitación puede automatizar un procedimiento tan complejo con un alto grado de robustez”, afirmó Krieger.

¿Robots con IA realizando cirugías de forma autónoma? Ya no es ciencia ficción.

“Nuestro trabajo demuestra que los modelos de IA pueden ser lo suficientemente fiables como para permitir la autonomía quirúrgica, algo que antes parecía lejano, pero que ahora es demostrablemente viable”, afirmó Kim.

El estudio se publica en Science Robotics.