2024. 11. 14. - 08:35
Mesterséges intelligencia - Videók nézésével lett tökéletes sebész egy robot
Videók nézésével képezte magát sebésznek egy robot, amely végül az orvosok tudásával egyenlő teljesítményre tett szert – a képzési rendszer valódi áttörést jelent a robotikában.
Videók nézésével ért el kiváló sebészi teljesítményt egy robot. Mesterséges intelligenciával működő gépet először képeztek ki tapasztalt sebészek videóinak megtekintésével, amely ezt követően ugyanolyan ügyesen hajtotta végre a műtéti eljárásokat, mint az emberek.
Nagy siker az imitációs tanulás
Az imitációs tanulás sikeres alkalmazása a sebészeti robotok betanítására kiküszöböli a robotok programozásának szükségességét minden egyes mozdulatnál, amely az orvosi beavatkozások során szükséges - és közelebb hozza a robotsebészet területét a valódi autonómiához. Vagyis, ahhoz a korszakhoz, amikor a robotok emberi segítség nélkül is végezhetnek bonyolult műtéteket.
„Ez a modell igazán varázslatos. Nem teszünk mást, mint a kamera bemenet biztosítását, meg tudja jósolni a műtéthez szükséges robotmozgásokat. Úgy gondoljuk, ez jelentős előrelépést jelent az orvosi robotika új határvonala felé” - mondta Axel Krieger, a tanulmány vezető szerzője.
A Johns Hopkins Egyetem kutatói által vezetett tanulmány eredményeit a müncheni Konferencia a Robottanulásról eseményen mutatták be, amely a robotika és a gépi tanulás kiemelt eredményeire helyezi a hangsúlyt.
A Stanford Egyetem kutatóiból álló csapat imitációs tanulással képezte ki a da Vinci Surgical System robotot alapvető sebészeti eljárások végrehajtására: például tű manipulálására; testszövetek emelésére illetve varrásra. Olvasd el: Teljesen egyedül végzett egy robot laparoszkópos műtétet
Mesterséges intelligencia - Videók nézésével lett tökéletes sebész egy robot
A modell az imitációs tanulást ugyanazzal a gépi tanulási architektúrával kombinálta, amely a ChatGPT alapját képezi.
Ugyanakkor, ahol a ChatGPT szavakkal és szöveggel dolgozik, ott a modell robotikával, kinematikával, vagyis egy olyan nyelvvel, amely a robotok mozgási szögeit matematikára bontja.
A kutatók több száz videóval táplálták a modellt. A kamerákat a da Vinci robotok csuklóira helyezték, s így rögzítettek felvételeket a sebészeti beavatkozások során.
A videókat, amelyeket egyébként a világ minden tájáról származó sebészek rögzítettek, a műtét utáni elemzéshez használták, majd archiválták.
Napjainkra világszerte közel 7 ezer da Vinci robot van használatban és több mint 50 ezer sebészt képeznek ki a rendszerre, így nagy archívum jön létre a robotok számára, amit „utánozhatnak”.
A mesterséges intelligencia-rendszer megtalálja a megfelelő műveletet
Miközben a da Vinci rendszert széles körben alkalmazzák, a kutatók szerint köztudottan pontatlan.
A kutatókcsapat azonban megtalálta a módját annak, hogy ne a hibás bevitel működjön. A kulcs az volt, hogy a modellt relatív mozgások elvégzésére tanítsák, ne pedig abszolút cselekvésekre, amelyek pontatlanok.
„Csak képbevitelre van szükségünk és ez a mesterséges intelligencia-rendszer megtalálja a megfelelő műveletet. Úgy találjuk, a modell még néhány száz demóval is képes megtanulni az eljárást és általánosítani olyan új környezeteket, amelyekkel még nem találkozott” - mondta Ji Woong "Brian" Kim, a tanulmány vezető szerzője.
Mint feljebb említésre került, a kutatócsoport három feladat elvégzésére képezte ki a robotot: tű manipulálására, testszövet felemelésére és varrásra. A csapat modelljére kiképzett robot minden esetben ugyanolyan ügyesen hajtotta végre ugyanazokat a műtéti beavatkozásokat, mint az orvosok.
„Ebben az esetben a modell jól tanul dolgokat, úgy, hogy nem tanítottuk meg. Ha leejti a tűt, automatikusan felveszi és folytatja a műveletet. Ezt nem én tanítottam meg” - mondta Krieger.
A modell segítségével egy robot gyorsan betanítható bármilyen típusú sebészeti beavatkozás elvégzésére - állítják a kutatók. A csapat most imitációs tanulást alkalmaz, hogy egy robotot ne csak kis sebészeti feladatok elvégzésére „lehessen nevelni”, hanem egy teljes műtét elvégzésére is.
Ezt az előrelépést megelőzően minden lépést kézzel kellett kódolni a robot programozása során, a műtét egy egyszerű aspektusának végrehajtására. Valaki akár egy évtizedet is eltölthet azzal, hogy modellezzen a varrást, és ez csak egyfajta műtéthez való varrás – mondta Krieger.
Mint kiemelte, mindez nagymértékben korlátozó tényező.
„Az újdonság az, hogy csak össze kell gyűjtenünk a különböző eljárások utánzásos tanulását és néhány nap alatt ki tudjuk képzeni a robotot, hogy megtanulja azt. Ez lehetővé teszi, hogy felgyorsítsuk az autonómiát, miközben csökkentjük az orvosi hibákat és pontosabb műtéteket biztosítunk” – jegyezte meg a szakember.
B.A.
