Robot học phẫu thuật từ video và thực hiện thành thạo như bác sĩ

Kỹ thuật robot
14/03/2025 04:07
Bằng cách học từ video các ca phẫu thuật thực tế, robot phẫu thuật có thể thực hiện các thao tác y khoa với độ chính xác ngang ngửa bác sĩ. Thành công này đánh dấu bước tiến quan trọng trong lĩnh vực y học, giúp giảm bớt sự phụ thuộc vào lập trình thủ công và mở ra tương lai cho phẫu thuật tự động.
aa
Robot học phẫu thuật từ video và thực hiện thành thạo như bác sĩ
Nguồn: Johns Hopkins University

Lần đầu tiên, một robot được huấn luyện bằng cách xem video các ca phẫu thuật do bác sĩ giàu kinh nghiệm thực hiện. Kết quả, robot này có thể thực hiện các thủ thuật y khoa với độ chính xác ngang ngửa bác sĩ.

Việc ứng dụng thành công học bắt chước (imitation learning) vào đào tạo robot phẫu thuật giúp loại bỏ nhu cầu lập trình từng chuyển động riêng lẻ trong quá trình mổ, đồng thời đưa lĩnh vực phẫu thuật bằng robot tiến gần hơn đến tự động hóa thực sự – nơi robot có thể thực hiện các ca phẫu thuật phức tạp mà không cần sự can thiệp của con người.

“Thật kỳ diệu khi chúng tôi chỉ cần cung cấp đầu vào từ camera, và hệ thống này có thể tự dự đoán các chuyển động cần thiết cho phẫu thuật,” Axel Krieger, tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ và cho biết họ tin đây là một bước tiến lớn trong lĩnh vực robot y tế.

Những phát hiện này do nhóm nghiên cứu của Đại học Johns Hopkins dẫn đầu và đang được trình bày tại Hội nghị Robot Learning ở Munich – một trong những sự kiện hàng đầu về trí tuệ nhân tạo và robot.

Học từ video để phẫu thuật như con người

Nhóm nghiên cứu, bao gồm các nhà khoa học từ Đại học Stanford, đã sử dụng kỹ thuật học bắt chước để huấn luyện robot phẫu thuật da Vinci Surgical System thực hiện các thao tác cơ bản như: điều khiển kim, nâng mô cơ thể, và khâu vết thương.

Mô hình này kết hợp học máy với kiến trúc học máy tương tự như công nghệ đứng sau ChatGPT. Tuy nhiên, thay vì làm việc với ngôn ngữ và văn bản, mô hình này giao tiếp bằng “ngôn ngữ robot” – tức là động học học máy (kinemtics), chuyển đổi các góc chuyển động của robot thành các phép toán.

Nhóm nghiên cứu đã cung cấp cho mô hình hàng trăm video được ghi lại từ camera gắn trên cánh tay của robot da Vinci trong các ca phẫu thuật thực tế. Những video này thường được sử dụng để phân tích sau phẫu thuật và sau đó được lưu trữ. Hiện nay, có gần 7.000 robot da Vinci trên toàn thế giới và hơn 50.000 bác sĩ phẫu thuật đã được đào tạo trên hệ thống này, tạo ra kho dữ liệu khổng lồ để robot có thể học theo.

Mặc dù hệ thống da Vinci được sử dụng rộng rãi, các nhà nghiên cứu cho rằng nó vẫn có nhiều điểm thiếu chính xác. Nhưng nhóm đã tìm ra cách để khắc phục điều này. Chìa khóa nằm ở việc đào tạo mô hình chuyển động tương đối thay vì hành động tuyệt đối, giúp giảm sai sót.

“Tất cả những gì chúng tôi cần chỉ là hình ảnh đầu vào, sau đó hệ thống AI sẽ tự động xác định hành động phù hợp" , tác giả chính của nghiên cứu, nói và cho biết: “Ngay cả khi chỉ huấn luyện trên vài trăm video, mô hình này vẫn có thể học được quy trình và áp dụng vào môi trường hoàn toàn mới mà nó chưa từng gặp trước đây.”

Robot tự động sửa sai, tiến tới phẫu thuật hoàn chỉnh

Nhóm nghiên cứu đã huấn luyện robot thực hiện ba nhiệm vụ chính: điều khiển kim, nâng mô cơ thể và khâu vết thương. Trong mọi thử nghiệm, robot sử dụng mô hình AI đều thực hiện thành công với độ khéo léo tương đương bác sĩ con người.

“Điều tuyệt vời nhất là robot có thể tự học những điều chúng tôi không dạy,” Krieger chia sẻ và cho biết: “Chẳng hạn, nếu nó vô tình làm rơi kim, nó có thể tự động nhặt lên và tiếp tục mà không cần chúng tôi lập trình trước hành động đó.”

Theo các nhà nghiên cứu, mô hình này có thể nhanh chóng huấn luyện robot thực hiện bất kỳ quy trình phẫu thuật nào. Nhóm hiện đang mở rộng ứng dụng học bắt chước để robot không chỉ thực hiện những thao tác nhỏ mà còn có thể thực hiện cả một ca phẫu thuật hoàn chỉnh.

Trước đây, để lập trình một robot thực hiện một thao tác đơn giản trong phẫu thuật, kỹ sư phải mất hàng năm trời để viết mã cho từng bước. “Có khi phải mất cả thập kỷ chỉ để lập trình một thao tác khâu vết thương,” Krieger nói. Và đó mới chỉ là khâu vết thương cho một loại phẫu thuật mà thôi.

“Đây chính là điểm đột phá,” ông nhấn mạnh và khẳng định: “Giờ đây, chúng tôi chỉ cần thu thập video từ các ca phẫu thuật khác nhau, và robot có thể học được trong vài ngày. Điều này không chỉ giúp đẩy nhanh quá trình tự động hóa mà còn giúp giảm lỗi y khoa và nâng cao độ chính xác của phẫu thuật.”

Minh Thành (Theo IEN)

tudonghoangaynay.vn
Bài liên quan
trien-lam-quoc-te
Tin bài khác
Công tắc tơ - "cách mạng hóa" quản lý động cơ

Công tắc tơ - "cách mạng hóa" quản lý động cơ

Công tắc tơ sử dụng công nghệ cuộn dây băng rộng, có khả năng chấp nhận đầu vào điện áp điều khiển từ 24–500V AC / DC. Nó không chỉ chịu được dao động điện áp rộng mà còn giảm tiêu thụ năng lượng, dẫn đến CO2 thấp hơn khí thải và chi phí vận hành. Công nghệ băng rộng cũng đơn giản hóa việc lựa chọn và quản lý hàng tồn kho.
Nhận định phiên giao dịch ngày 15/4: Rung lắc có thể xuất hiện quanh vùng 1.260–1.275 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 15/4: Rung lắc có thể xuất hiện quanh vùng 1.260–1.275 điểm

Chỉ số VN Index đã khép lại phiên giao dịch ngày 14/4 ở mức 1.241,44 điểm, tăng 18,98 điểm (+1,55%), kéo dài chuỗi tăng điểm lên con số 3. Đây là chuỗi tăng tích cực nối tiếp nhịp hồi kỹ thuật kể từ đáy ngắn hạn gần đây. Tuy nhiên, thị trường đang tiệm cận các ngưỡng kháng cự mạnh cho thấy xác suất xảy ra điều chỉnh kỹ thuật trong phiên giao dịch ngày 15/4 là điều cần được lưu tâm.
Ra mắt công nghệ xóa cận cá nhân hóa đầu tiên tại Việt Nam

Ra mắt công nghệ xóa cận cá nhân hóa đầu tiên tại Việt Nam

Ngày 12/4, tại TPHCM, Hệ thống Bệnh viện Mắt Sài Gòn chính thức ra mắt EYESignature – công nghệ xóa cận cá nhân hóa đầu tiên tại Việt Nam. Sự kiện mở ra một bước ngoặt trong xu hướng điều trị khúc xạ hiện đại.
Xây dựng cơ sở dữ liệu về đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ

Xây dựng cơ sở dữ liệu về đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ

Để phục vụ công tác quản lý nhà nước, hoạch định chính sách và xây dựng chiến lược phát triển đội ngũ trí thức, Bộ Khoa học và Công nghệ đang triển khai đề án xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu toàn diện về trí thức Việt Nam trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ.
Rực rỡ sắc màu nghệ thuật kỷ niệm 50 năm Ngày Giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước

Rực rỡ sắc màu nghệ thuật kỷ niệm 50 năm Ngày Giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước

50 năm kể từ ngày Bắc – Nam sum họp, nền văn hóa – nghệ thuật Việt Nam đã viết nên những trang mới đầy tự hào. Những buổi biểu diễn nghệ thuật kỷ niệm đại thắng mùa Xuân 1975 không chỉ tái hiện lịch sử hào hùng, mà còn là dịp để gìn giữ và lan tỏa giá trị văn hóa truyền thống đến thế hệ hôm nay và mai sau.
Duyên dáng Sắc hương xứ Trà 2025: Sân chơi mới cho nữ sinh Việt tỏa sáng

Duyên dáng Sắc hương xứ Trà 2025: Sân chơi mới cho nữ sinh Việt tỏa sáng

Ngày 14/4, Công ty Cổ phần Truyền thông Nhị Vân phối hợp Tạp chí Sức khỏe Việt đã chính thức phát động cuộc thi “The Charming Beauty – Duyên dáng Sắc hương Xứ Trà” lần thứ nhất, năm 2025.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/4/2025: Tuổi Tý tiểu nhân đeo bám, tuổi Hợi vận trình tốt đẹp

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/4/2025: Tuổi Tý tiểu nhân đeo bám, tuổi Hợi vận trình tốt đẹp

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 15/4/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 14/4: Nhịp hồi yếu dần, phân hóa rõ nét

Thị trường chứng khoán ngày 14/4: Nhịp hồi yếu dần, phân hóa rõ nét

Phiên giao dịch đầu tuần ngày 14/4, thị trường chứng khoán tiếp tục duy trì đà hồi phục với sắc xanh hiện diện xuyên suốt. Tuy nhiên, so với hai phiên bùng nổ cuối tuần trước, mức tăng lần này đã có phần chậm lại, cho thấy sự thận trọng nhất định trong tâm lý nhà đầu tư.
Tổng Bí thư, Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình đến Hà Nội, bắt đầu thăm cấp Nhà nước tới Việt Nam

Tổng Bí thư, Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình đến Hà Nội, bắt đầu thăm cấp Nhà nước tới Việt Nam

Trưa 14/4, Tổng Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc, Chủ tịch nước Cộng hòa nhân dân Trung Hoa Tập Cận Bình đã tới Hà Nội, bắt đầu thăm cấp Nhà nước tới Việt Nam trong hai ngày 14 và 15/4 theo lời mời của Tổng Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam Tô Lâm và Chủ tịch nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Lương Cường.
Pin mặt trời song song của Hàn Quốc đạt hiệu suất khoảng 24%

Pin mặt trời song song của Hàn Quốc đạt hiệu suất khoảng 24%

Các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu năng lượng Hàn Quốc (KIER) vừa công bố, pin mặt trời song song mới của họ đã đạt hiệu suất kỷ lục là 23,64%.
siement
Quảng cáo
moxa