如今,机器人在外科手术领域已达到很高的水准,其操作既熟练又稳定。近期的研究表明,机器人在执行外科手术任务时表现出色。比如,机器人能在猪肉表面轻松完成缝合和打结,动作精准且稳定。
实验中,机器人灵活的手臂在猪肉表面自如移动,顺利完成缝合和打结工作。机器人在操作过程中对力度的控制非常到位,使“伤口”得到完美修复。另外,它们还能准确抓取放置在各种物体上的缝针,而不会夹住其他东西。
这项研究依托霍普金斯大学和斯坦福大学共同研发的达芬奇机器人展开。这款机器人在组织操作、针头处理和打结这三项基础外科任务上表现出色。研究团队由多位博士后和博士生组成,他们的目标是通过模仿学习让机器人学会外科手术技巧。
目前,Intuitive Surgical公司的达芬奇机器人已在全世界广泛应用。截至2021年,全球67个国家和地区共安装了6500台达芬奇设备,累计完成了超过1000万例手术,55000名外科医生接受了相关培训。这项研究的目标是在达芬奇机器人上通过模仿学习掌握外科手术操作,进一步提升机器人的精确性和可靠性。
研究者探索了如何借助模仿学习让达芬奇机器人学会外科手术操作。为此,他们提出了一种相对动作策略,利用近似运动学数据来训练和部署策略。这种方法能让大量临床数据直接用于机器人学习,无需额外调整。
实验中,研究者尝试了多种动作表示方式,如以相机为中心、以工具为中心以及混合相对动作表示。结果表明,以工具为中心和混合相对动作表示在各类任务中都表现优秀,尤其在复杂操作中更为突出。而以相机为中心的动作表示效果较差。
这项研究证明了机器人在外科手术领域的巨大潜力,尤其是在提升手术精度和稳定性方面。通过模仿学习,机器人能更好地掌握外科手术技能,为医疗技术的进步提供了新方向。