Un importante progresso nella robotica chirurgica è stato recentemente compiuto con l’esecuzione del primo intervento chirurgico autonomo da parte di un robot, senza il supporto diretto di un chirurgo umano. Questo risultato è stato raggiunto grazie a un team di ricerca della Johns Hopkins University, supportato da finanziamenti federali statunitensi.
Durante l’intervento, il robot ha dimostrato una sorprendente capacità di apprendimento e adattamento, interagendo con il team chirurgico tramite comandi vocali e rispondendo a situazioni impreviste, tipiche delle emergenze mediche.
Il robot protagonista di questo intervento, soprannominato Transformer-Hierarchy (Srt-H), ha eseguito una complessa operazione di rimozione della cistifellea, adattandosi in tempo reale alle caratteristiche anatomiche del paziente. A differenza di precedenti esperimenti chirurgici con robot, il nuovo sistema è in grado di compiere decisioni autonomamente e correggersi durante l’operazione, affrontando anche le difficoltà imprevisti che spesso si verificano in sala operatoria. La capacità di adattamento del robot è una delle sue caratteristiche distintive, che lo rende un passo avanti rispetto ai suoi predecessori.
Il robot chirurgo Srt-H è alimentato da un sistema di apprendimento automatico simile a quello che guida ChatGPT, un modello avanzato di intelligenza artificiale. Grazie a questa tecnologia, il robot è in grado di ricevere comandi vocali dal team chirurgico, come “afferra la testa della cistifellea”, e rispondere a correzioni, come “muovi il braccio sinistro leggermente a sinistra”. Questi comandi permettono al robot di affinare le proprie capacità operative, aprendosi a una modalità interattiva che va oltre il semplice eseguire istruzioni fisse.
Il team di ricercatori, guidato dal professore Axel Krieger, ha sottolineato l’importanza di questo avanzamento. Fino ad oggi, i robot chirurgici erano in grado di eseguire compiti molto specifici e limitati. Con l’introduzione di modelli di intelligenza artificiale più avanzati, i robot possono ora apprendere da esperienze reali, migliorando continuamente le proprie performance durante l’intervento.
“Il nostro lavoro dimostra che l’intelligenza artificiale può essere resa sufficientemente affidabile per operazioni chirurgiche autonome, un obiettivo che un tempo sembrava lontano ma che oggi è una realtà”, ha dichiarato Ji Woong “Brian” Kim, coautore dello studio.
Nel 2022, il robot Star (Smart Tissue Autonomous Robot) aveva eseguito il primo intervento chirurgico autonomo su un animale, ma operava in un ambiente molto controllato, con tessuti marcati e un piano chirurgico rigorosamente definito. Il Transformer-Hierarchy (Srt-H), invece, è progettato per lavorare in scenari molto più dinamici, come quelli che si presentano nelle sale operatorie reali, dove l’incertezza e l’imprevedibilità sono all’ordine del giorno.
Questa evoluzione potrebbe rivoluzionare il modo in cui vengono condotti gli interventi chirurgici. In futuro, i sistemi chirurgici autonomi potrebbero non solo completare le operazioni in modo più preciso rispetto a un chirurgo umano, ma anche farlo in tempi più rapidi, rispondendo rapidamente alle situazioni che si presentano durante l’intervento.
Il processo di apprendimento del robot Srt-H si basa su un addestramento visivo avanzato, che prevede l’analisi di video di operazioni chirurgiche reali effettuate da chirurghi esperti della Johns Hopkins. I video sono accompagnati da didascalie dettagliate che spiegano passo dopo passo le azioni eseguite. Grazie a questo sistema, il robot è riuscito a eseguire una procedura complessa come la rimozione della cistifellea con una precisione del 100%, sebbene abbia impiegato più tempo rispetto a un chirurgo umano.
Durante l’esperimento, il robot ha dovuto affrontare 17 azioni chirurgiche in sequenza, inclusa l’identificazione di dotti e arterie, la loro precisione di afferramento e la loro incisione. Nonostante l’incremento della difficoltà, il robot ha compiuto l’operazione in modo efficace, rispondendo ai feedback ricevuti dal team chirurgico e correggendosi autonomamente in caso di errori.
I ricercatori della Johns Hopkins hanno testato il sistema Srt-H su operazioni chirurgiche più semplici, come la manipolazione di aghi, la sollevazione di tessuti e la sutura, ma la vera sfida è stata affrontata durante l’intervento sulla cistifellea, che ha richiesto una maggiore precisione e adattabilità. “Questo lavoro dimostra che è possibile eseguire procedure chirurgiche complesse in modo autonomo”, ha affermato Krieger, coautore dello studio.
Il prossimo passo sarà addestrare il robot per affrontare una varietà di altre operazioni chirurgiche, aumentando ulteriormente la sua capacità di apprendimento e il livello di autonomia. Questo rappresenta una fase fondamentale nel percorso che porterà a sistemi chirurgici completamente autonomi, potenzialmente in grado di rivoluzionare il campo della medicina.
Questa innovazione apre nuovi scenari per la chirurgia del futuro. I robot chirurgici autonomi potrebbero non solo aumentare la precisione chirurgica, ma anche ridurre i tempi di intervento e migliorare l’accessibilità delle operazioni in contesti di emergenza o in regioni dove la presenza di chirurghi esperti è limitata. Con il continuo miglioramento della tecnologia, il concetto di robot chirurgo autonomo sta diventando sempre più una realtà concreta.
L’era della chirurgia robotica autonoma è appena iniziata, e le sue potenzialità potrebbero trasformare radicalmente la medicina nei prossimi anni.
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