Los robots cirujanos aprenden a coser y manejar agujas observando a los humanos

En los laboratorios médicos de la Universidad Johns Hopkins , los robots han aprendido a realizar maniobras quirúrgicas simplemente analizando grabaciones en video del trabajo de médicos experimentados.

Los especialistas tomaron como base el sistema da Vinci, que ya es utilizado por miles de cirujanos en todo el mundo. En la memoria de la máquina se cargaron cientos de grabaciones capturadas por cámaras diminutas instaladas en los manipuladores mecánicos de robots similares durante las intervenciones.

El principal avance radica en que ya no es necesario programar cada movimiento por separado. La inteligencia artificial analiza la imagen por sí sola y selecciona las acciones necesarias, traduciendo estos movimientos al lenguaje matemático de la cinemática, describiendo ángulos de giro y trayectorias de las extremidades mecánicas.

En esencia, el sistema integra la misma arquitectura de aprendizaje automático que ChatGPT. Sin embargo, esta modelo no trabaja con texto, sino con parámetros dinámicos. Según Ji Woon Kim, autor principal de la investigación, solo se necesitan unos pocos cientos de ejemplos para que el sistema domine las técnicas básicas y aprenda a actuar en nuevas situaciones.

Los científicos se centraron en tres habilidades fundamentales: manipular una aguja quirúrgica, levantar tejidos y suturar heridas. El robot ejecutó estas tareas con la misma destreza que los cirujanos humanos.

Sorprendentemente, el sistema fue capaz incluso de encontrar soluciones a situaciones imprevistas por sí solo. Por ejemplo, si la aguja se deslizaba, el robot la recogía y continuaba trabajando, aunque no había sido entrenado específicamente para ello.

El nuevo método ha permitido acelerar la preparación de los “médicos metálicos” cientos de veces. Anteriormente, programar una simple maniobra podía llevar años, pero ahora la máquina aprende habilidades complejas en cuestión de días.

El proyecto ha sido desarrollado por especialistas de distintas disciplinas: el doctorando Samuel Schmidgall, el investigador Anton Deget, el profesor de ingeniería mecánica Marin Kobilarov de la Universidad Johns Hopkins, y el doctorando Tony Zhao de Stanford.

La investigación fue presentada en la Conferencia de Aprendizaje de Robots en Múnich, un evento clave para los expertos en robótica y aprendizaje automático.

Ahora los investigadores han pasado a la siguiente fase: entrenar al robot para realizar no solo maniobras individuales, sino cirugías completas. Las posibilidades de esta tecnología son impresionantes: unos 7,000 robots da Vinci en clínicas de todo el mundo enriquecen diariamente el archivo de videos con los que otras máquinas podrán aprender.

El objetivo principal es hacer que la cirugía sea más eficiente y segura para los pacientes mediante la automatización. Los avances en esta investigación acercan el día en que los robots podrán llevar a cabo procedimientos complejos de manera autónoma, sin la intervención de los humanos.