روبوت الذكاء الاصطناعي يتقن المهام الجراحية: مستقبل الجراحة المعتمدة على الروبوتات تم الكشف عنه في جامعة جونز هوبكنز
في عصر يعيد فيه الذكاء الاصطناعي تعريف الإمكانيات في الطب، دفعت أبحاث جامعة جونز هوبكنز الحدود من خلال تمكين روبوت جراحي من إتقان إجراءات طبية معقدة. من اللافت للنظر أن هذا الروبوت حقق الخبرة فقط من خلال مراقبة مقاطع فيديو لجراحي البشر أثناء العمل — وهي طريقة قد تعيد تشكيل تدريب الجراحة والدقة والوصول إلى رعاية طبية ماهرة في جميع أنحاء العالم.
من الملاحظة إلى العملية: تدريب الروبوت
تم تحقيق هذا الإنجاز باستخدام نظام دافنشي الجراحي، وهو منصة جراحية روبوتية مستخدمة على نطاق واسع وقد ساعدت العديد من الجراحين في الإجراءات البسيطة الغازية. ولكن بدلاً من أن يتم تشغيلها بواسطة إنسان، فقد أخذ الروبوت دافنشي على عاتقه دور التعلم. من خلال تحليل مئات مقاطع الفيديو التي تم التقاطها عبر كاميرات المعصم الخاصة به، درس النظام واستوعب الآليات والتعقيدات للمهام مثل التعامل مع الإبر، ومعالجة الأنسجة، والخياطة.
على عكس طرق التدريب التقليدية التي تعتمد غالبًا على تعليمات برمجية معدة بدقة خطوة بخطوة، تعلم هذا الروبوت من خلال عملية تسمى التعلم بالتقليد. مع وجود عدد كبير من مقاطع الفيديو الجراحية، قام نموذج الذكاء الاصطناعي للروبوت تدريجيًا ببناء فهم للأبعاد الفيزيائية والمعرفية للجراحة، باستخدام خوارزميات رياضية لتقليد المهارات الحركية الدقيقة التي تُرى على الشاشة.
دمج الذكاء الاصطناعي وعلم الحركيات الجراحية: "لغة جراحية"
النموذج الذكي المستخدم في هذا المشروع مستوحى من هياكل معالجة اللغة مثل ChatGPT، مصمم لفهم وتوقع الأنماط في البيانات. بالنسبة للروبوت الجراحي، تم العثور على هذه الأنماط في الحركات الصغيرة والدقيقة لجراحي البشر. من خلال دمج هذه الملاحظات البصرية والحركية، تعلم النظام "التحدث بلغة الجراحة"، مدمجًا بين علم الحركة وفن الحركات الدقيقة.
الروبوت أظهر حتى مستوى مثير للإعجاب من القدرة على التكيف. على سبيل المثال، عندما انزلقت إبرة من قبضته، استعادها تلقائيًا — وهي استجابة معقدة لم يبرمجها أحد بشكل صريح. وهذا يدل على مرونة تعلم فطرية تسمح بتصحيح الأخطاء والتعافي، وهي سمة رئيسية قد تجعل الأنظمة الروبوتية في الجراحة أكثر استقلالية ورموز.
علامة فارقة في روبوتات الجراحة
يبرز هذا الإنجاز في جامعة جونز هوبكنز إمكانات الروبوتات المعتمدة على الذكاء الاصطناعي لتجاوز القيود التقليدية في الجراحة. حاليًا، تُشغل الأنظمة الروبوتية عادةً بواسطة الجراحين، مما يتطلب تدريبًا مكثفًا ومهارات متخصصة. ومع ذلك، مع هذا النموذج، هناك مسار واضح نحو مستقبل يمكن أن تساعد فيه الروبوتات أو حتى تؤدي مهام جراحية روتينية بشكل مستقل مع إشراف ضئيل، مفسحة المجال لجراحي البشر للقيام بإجراءات أكثر تعقيدًا ورهانات كبيرة.
لماذا يعد التدريب القائم على الفيديو مهمًا
يمكن أن يحول نهج استخدام التدريب القائم على الفيديو هذا المجال بنفس الطريقة التي غيرت بها نماذج اللغة الكبيرة الذكاء الاصطناعي. تخيل نظامًا حيث، بدلاً من برمجة كل إجراء واستجابة، تكتسب الروبوتات الكفاءة من خلال "مشاهدة" وممارسة الإجراءات من مستودع لا ينتهي من العمليات الجراحية حول العالم. هذه القدرة على التكيف قد تسمح بالتحصيل المتقاطع، مما يمكّن روبوتًا واحدًا من المساعدة في أنواع مختلفة من العمليات الجراحية ببساطة من خلال مشاهدة مقاطع الفيديو التدريبية ذات الصلة.
الآثار المحتملة لمستقبل الرعاية الصحية
الآثار الأوسع لهذا التطور هامة. مع تعلم الأنظمة الروبوتية أداء مجموعة متزايدة من الإجراءات الطبية، قد يتحسن الوصول إلى الرعاية الصحية، خصوصًا في المناطق التي تفتقر إلى الجراحين المهرة. يمكن للمستشفيات قريبًا نشر أنظمة روبوتية تقوم بشكل مستقل بإجراء عمليات مثل الخزعات، وإصلاحات الأعضاء، والإجراءات الروتينية الأخرى، مما قد يقلل من أوقات الانتظار ويزيد من الدقة.
علاوة على ذلك، تمهد هذه الابتكار الطريق لحلول تدريب فعالة من حيث التكلفة. يمكن أن يستفيد طلاب الطب والجراحون من التعلم القائم على المحاكاة جنبًا إلى جنب مع الروبوتات المتدربة عبر الفيديو، مما يبني نظامًا بيئيًا تعاونيًا حيث يدفع البشر والآلات حدود قدرات الجراحة.
النظر إلى الأمام
مع قيام نموذج الذكاء الاصطناعي في جامعة جونز هوبكنز بتنقيح قدراته، من المحتمل أن نكون في فجر عصر جديد في الجراحة المعتمدة على الروبوتات. من خلال البحث المستمر والتحسينات، قد تشمل هذه الأنظمة قريبًا بيانات حسية أخرى، مثل ردود الفعل اللمسية، لتحسين دقتها وفعاليتها في الجراحة. بالإضافة إلى ذلك، يسلط هذا الإنجاز الضوء على إمكانيات الذكاء الاصطناعي والروبوتات في إعادة تشكيل كل مرحلة من مراحل رعاية المرضى، من التشخيص إلى الشفاء.
يمثل تجربة جامعة جونز هوبكنز تحولًا زلزاليًا في علم الروبوتات الطبية، مبشرًا بمستقبل تتعاون فيه التكنولوجيا والعبقرية البشرية لتوفير رعاية صحية أسرع وأكثر أمانًا وإتاحة للجميع.
المصدر: جامعة جونز هوبكنز - هاب