En un desarrollo innovador, investigadores de la Universidad Johns Hopkins (JHU) y la Universidad de Stanford han entrenado con éxito un sistema quirúrgico robótico para realizar tareas complejas con la habilidad de los médicos humanos.
Este logro marca un paso significativo hacia la cirugía robótica autónoma, que potencialmente transformará el futuro de los procedimientos médicos.
Los robots aprenden viendo vídeos quirúrgicos
El equipo utilizó un sistema quirúrgico da Vinci, una plataforma robótica que los cirujanos suelen controlar de forma remota. Utilizando una técnica de aprendizaje automático llamada aprendizaje por imitación, entrenaron el sistema para realizar tres tareas quirúrgicas críticas: manipular una aguja, levantar tejido corporal y suturar.
Lo que distingue a este enfoque es el método de formación. En lugar de programar minuciosamente cada movimiento, el robot aprendió viendo cientos de videos grabados con cámaras montadas en la muñeca de los robots da Vinci durante procedimientos quirúrgicos reales. Este método permite que el robot aprenda de la experiencia colectiva de numerosos cirujanos expertos, superando potencialmente las capacidades de cualquier operador humano.
La IA combina el aprendizaje por imitación con la robótica para lograr precisión quirúrgica
Los investigadores desarrollaron un modelo de inteligencia artificial que combina el aprendizaje por imitación con la arquitectura de aprendizaje automático utilizada en modelos de lenguajes populares como ChatGPT. Sin embargo, este modelo opera en el lenguaje de la robótica (cinemática), traduciendo información visual en movimientos robóticos precisos. Este enfoque sofisticado permite que el sistema comprenda y reproduzca maniobras quirúrgicas complejas con una precisión notable.
Resultados impresionantes y autocorrección.
El sistema quirúrgico no sólo ejecutó tareas con tanta competencia como los cirujanos humanos, sino que también demostró la capacidad de corregir sus propios errores. Como señaló Axel Krieger, profesor asistente en JHU, “Si se le cae la aguja, automáticamente la recogerá y continuará. Esto no es algo que le enseñé a hacer”. Este nivel de autonomía y adaptabilidad es crucial en entornos quirúrgicos donde pueden surgir situaciones inesperadas. La capacidad del robot para resolver problemas y ajustar sus acciones en tiempo real podría reducir las complicaciones y mejorar los resultados de los pacientes.
Acelerando el camino hacia la cirugía autónoma
Este avance podría acelerar significativamente el desarrollo de robots quirúrgicos autónomos. Los métodos tradicionales de programación de robots para cirugía requieren mucho tiempo y tienen un alcance limitado. Con este nuevo enfoque, explica Krieger, “sólo tenemos que recopilar el aprendizaje por imitación de diferentes procedimientos, y podemos entrenar a un robot para que lo aprenda en un par de días”. Esta capacidad de aprendizaje rápido abre posibilidades para adaptar rápidamente los robots quirúrgicos a nuevos procedimientos o técnicas, revolucionando potencialmente el campo de la cirugía robótica.
De cara al futuro: procedimientos quirúrgicos completos
El equipo de JHU está trabajando ahora en ampliar esta tecnología para entrenar robots para realizar procedimientos quirúrgicos completos. Si bien aún faltan años para la cirugía robótica totalmente autónoma, esta innovación allana el camino para tratamientos complejos más seguros y accesibles en todo el mundo. La capacidad de entrenar robots en procedimientos quirúrgicos completos podría conducir a una atención quirúrgica estandarizada y de alta calidad incluso en áreas que carecen de cirujanos especializados.
Las conclusiones clave de Kurt
Al aprovechar el poder de la IA y el aprendizaje por imitación, estamos presenciando el nacimiento de robots quirúrgicos que pueden aprender y adaptarse de manera muy similar a los cirujanos humanos. A medida que esta tecnología continúa evolucionando, promete reducir los errores médicos, aumentar la precisión quirúrgica y potencialmente hacer que los procedimientos quirúrgicos avanzados estén disponibles para más pacientes en todo el mundo. Si bien todavía quedan desafíos por superar, incluidas consideraciones éticas y aprobaciones regulatorias, el futuro de la cirugía robótica autónoma y asistida por IA parece cada vez más prometedor.