通过观看视频,机器人表现得比人类外科医生更出色。这是向自主机器人手术迈出的重要一步。
在一项重大突破中,约翰斯·霍普金斯大学(JHU)和斯坦福大学的研究人员成功训练了一个机器人手术系统,使其能够以人类医生的技能执行复杂任务。这一成就标志着自主机器人手术的重大进展,有可能改变未来医疗程序的面貌。
机器人通过观看手术视频学习
研究团队使用了达芬奇手术系统,这是一种通常由外科医生远程控制的机器人平台。他们利用一种称为模仿学习的机器学习技术,训练该系统执行三个关键的手术任务:操纵针头、提起身体组织和缝合。
这种方法的独特之处在于训练方法。研究人员没有费力地编程每一个动作,而是让机器人通过观看数百个从达芬奇机器人腕部摄像头录制的实际手术视频来学习。这种方法使机器人能够从众多熟练外科医生的集体经验中学习,从而可能超越任何单一人类操作者的能力。
AI结合模仿学习与机器人技术实现手术精确度
研究人员开发了一种AI模型,将模仿学习与用于流行语言模型(如ChatGPT)的机器学习架构相结合。然而,这个模型是在机器人学和运动学的语言中运行的,将视觉输入转化为精确的机器人动作。这种复杂的方法使系统能够以惊人的准确性理解和复制复杂的手术操作。
出色的表现和自我纠正能力
手术系统不仅执行任务的能力与人类外科医生相当,还展示了自我纠正错误的能力。正如约翰斯·霍普金斯大学的助理教授阿克塞尔·克里格(Axel Krieger)所指出的,“比如它掉下针头,它会自动捡起并继续操作。这不是我教它的。”这种自主性和适应性在手术环境中至关重要,因为意外情况可能会出现。机器人在实时解决问题和调整行动的能力可以减少并发症,改善患者预后。
加速自主手术的发展
这一突破可以显著加速自主手术机器人的发展。传统的手术机器人编程方法既耗时又有限。采用这种新方法,克里格解释说,“我们只需要收集不同手术程序的模仿学习数据,就可以在几天内训练机器人学会这些程序。”这种快速学习能力为快速适应新的手术程序或技术开辟了可能性,可能彻底改变机器人手术领域。
展望未来:完整的手术程序
约翰斯·霍普金斯大学的研究团队现在正致力于扩展这项技术,以训练机器人执行完整的手术程序。虽然完全自主的机器人手术可能还需要数年时间,但这一创新为全球范围内更安全、更易获得的复杂治疗铺平了道路。能够训练机器人进行整个手术程序,可能会在缺乏专门外科医生的地区提供标准化、高质量的手术护理。
库尔特总结的关键点
通过利用AI和模仿学习的力量,我们见证了能够像人类外科医生一样学习和适应的手术机器人的诞生。随着这项技术的不断发展,它有望减少医疗错误,提高手术精度,并使更多患者能够接受先进的手术程序。尽管仍有许多挑战需要克服,包括伦理考虑和监管批准,但AI辅助和自主机器人手术的未来前景越来越光明。
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