由香港中文大學(xué)(中大)工程學(xué)院與醫(yī)學(xué)院組成的多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)人工智能驅(qū)動(dòng)的手術(shù)機(jī)械人自動(dòng)化新技術(shù),並全球首次完成了多功能手術(shù)自動(dòng)化的活體動(dòng)物驗(yàn)證。研究文章已刊登於權(quán)威期刊《Science
Robotics》。
手術(shù)機(jī)械人在全球已完成數(shù)百萬(wàn)次微創(chuàng)手術(shù)。下一代智能化自動(dòng)手術(shù)機(jī)械人將有望顯著提升手術(shù)效率及一致性,並緩解醫(yī)療資源壓力。
研究負(fù)責(zé)人及中大計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)系助理教授竇琪表示:「?jìng)鹘y(tǒng)手術(shù)自動(dòng)化的方法往往依賴(lài)額外傳感器的輸入或基於人工預(yù)定義的規(guī)則和模型,這大大限制了其臨床應(yīng)用的價(jià)值。我們利用了創(chuàng)新的人工智能技術(shù),研發(fā)用於手術(shù)機(jī)械人自動(dòng)化的具身智能框架,實(shí)現(xiàn)了全球首個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的純視覺(jué)解決方案?!?/p>

竇琪介紹研究項(xiàng)目詳情。(圖片來(lái)源:中大)
該框架能實(shí)時(shí)分析內(nèi)窺鏡圖像,無(wú)需任何額外傳感器??蚣芮擅钫狭讼冗M(jìn)的視覺(jué)基礎(chǔ)模型、強(qiáng)化學(xué)習(xí)和視覺(jué)伺服控制技術(shù),確保各類(lèi)手術(shù)任務(wù)能精準(zhǔn)、高效及安全地自主操作。其中,基於基礎(chǔ)模型的視覺(jué)感知系統(tǒng)能準(zhǔn)確地對(duì)各種手術(shù)場(chǎng)景進(jìn)行理解和深度估計(jì)。透過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的控制策略,在團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的手術(shù)具身智能模擬器SurRoL中完成訓(xùn)練,訓(xùn)練完成的策略可直接遷移部署至真實(shí)世界機(jī)械人系統(tǒng)。
研究團(tuán)隊(duì)採(cǎi)用高度還原臨床手術(shù)環(huán)境的活體動(dòng)物模型對(duì)人工智能系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試。系統(tǒng)成功完成了外科醫(yī)生在實(shí)際手術(shù)中經(jīng)常執(zhí)行的動(dòng)作,包括組織牽拉、紗布抓取、血管夾閉等多項(xiàng)自主手術(shù)操作。
負(fù)責(zé)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的中大醫(yī)學(xué)院外科學(xué)系助理教授葉瀚智表示:「這標(biāo)誌著人工智能驅(qū)動(dòng)的機(jī)械人手術(shù)自動(dòng)化技術(shù)在多功能及多環(huán)境條件下的重大突破。我們的系統(tǒng)展現(xiàn)出卓越的普及能力,即便面對(duì)組織形態(tài)差異、光照條件變化等環(huán)境挑戰(zhàn),仍能維持穩(wěn)定可靠的操作性能?!?/p>
這項(xiàng)技術(shù)有望讓自動(dòng)化機(jī)械臂成為外科醫(yī)生的「第三隻手」,在複雜手術(shù)過(guò)程中提供智能輔助。透過(guò)人工智能助手承擔(dān)常規(guī)重複的操作任務(wù),該系統(tǒng)將顯著減輕外科醫(yī)生的工作負(fù)擔(dān),提升整體手術(shù)效率,並縮短患者手術(shù)時(shí)間。
頂圖:中大工程學(xué)院與醫(yī)學(xué)院組成的多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)人工智能驅(qū)動(dòng)的手術(shù)機(jī)械人自動(dòng)化新技術(shù),並全球首次完成了多功能手術(shù)自動(dòng)化的活體動(dòng)物驗(yàn)證。(圖片來(lái)源:中大)