Virtuoso Surgical 公司昨日宣布，其已参与了一项来自联邦健康高级研究计划局（ARPA-H）的多机构奖励项目。这项高达1200万美元的奖励汇集了来自美国顶级外科机器人和计算机科学实验室的机器人和人工智能专家。
该奖项支持在三个参与的研究地点部署 Virtuoso Surgical 系统。所有的人工智能和机器学习（ML）开发工作都将基于该平台进行。该项目还创建了一个嵌入式的AI/ML专家团队，以支持大学研究团队的工作。
ARPA-H 计划旨在推进微创手术中的自主性（ALISS），并实现完全自主的外科手术程序。范德比尔特大学工程教授兼 Virtuoso Surgical 的联合创始人和总裁罗伯特·J·韦伯斯特三世博士，以及来自范德比尔特大学医学中心（VUMC）和约翰斯·霍普金斯大学的外科机器人专家领导了该项目的临床开发工作。
“完全自主的外科机器人将彻底改变医学，”韦伯斯特表示。“它们不仅会使常规手术更安全、更经济，还将解决全球外科医生短缺的问题，并扩大救命手术的全球可及性。”
Virtuoso Surgical 的内窥镜手术系统可以替代几乎任何刚性内窥镜手术中的直杆工具，使外科医生能够以更高的灵活性抓取、操作和切割组织。该系统配备了两个由机器人控制的针头大小的操作器，这些操作器从直径不到美国一角硬币一半的刚性内窥镜尖端工作。
位于田纳西州纳什维尔的该公司表示，该系统减少了笨拙且可能危险的内窥镜移动需求。它还使得外科医生能够在操作中仿佛他们的手就在体内一样操作组织。
研究团队包括来自范德比尔特大学、约翰斯·霍普金斯大学、田纳西大学诺克斯维尔分校和犹他大学的先进机器人、成像和人工智能研究人员。团队中有14位博士、22位博士后研究人员和五位领先的外科科学家。
Virtuoso Surgical 表示，其新颖方法的关键在于基于演示的学习。
“通过让机器人向人类外科医生学习并接受指导，我们将创造出全新的机器学习算法，超越现有的任何技术，”韦伯斯特说。“外科医生将像培训住院医师和研究员一样培训机器人。结果将是最初帮助外科医生更准确和高效的系统，最终完全自动化手术程序。”
通过让人类外科医生最初通过远程操作系统进行手术，机器人可以‘模仿’人类的决策过程，学习更广泛的技能。
“我们的算法正在观察外科医生发送给机器人的命令以及他们当时通过机器人摄像头看到的内容，”犹他大学助理教授艾伦·昆茨博士，AI算法开发的主要领导者之一表示。“通过查看这些命令的历史，算法可以推断外科医生的行为如何根据他们所看到的情况而变化。然后，机器人可以将这些学到的策略应用于以前未遇到的新手术决策。”
“我们还将进一步使机器人能够理解自己的不确定性，知道它不知道什么，以便在不确定如何继续时请求人类外科医生的输入、澄清或接管，”昆茨补充道。“这是实现强大自主性的关键构建块。”
在未来三年内，研究团队计划展示一种能够无需外科医生直接干预即可从气管和前列腺中切除肿瘤的机器人手术设备。这些初步将在模拟条件下展示，而不是在活体患者上进行。
“创建一个可以从人类外科医生那里学习并持续改进性能的系统将是一个游戏规则的改变者，”泌尿学教授杜克·赫雷尔表示，他是VUMC微创泌尿外科和机器人项目的创始人，也是Virtuoso的首席执行官。“我们的愿景不是取代外科医生，而是大幅扩展他们所做的工作，以改善患者的生活质量和长期健康结果。”
该团队还预见这一研究未来将应用于子宫肌瘤、膀胱肿瘤、脊柱手术和脑囊肿等其他临床应用。
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