La cirugía ha sido históricamente un ámbito reservado para médicos altamente capacitados, quienes deben tomar decisiones críticas y realizar procedimientos con precisión en situaciones de alta presión. Sin embargo, los recientes avances en inteligencia artificial y robótica están abriendo un nuevo camino en el que los robots no solo asisten a los cirujanos, sino que también podrían llevar a cabo cirugías complejas de manera autónoma. Investigadores de las universidades Johns Hopkins y Stanford han logrado entrenar un sistema robótico quirúrgico para realizar tareas quirúrgicas clave mediante el análisis de videos de procedimientos previos, marcando un hito en la cirugía automatizada.
Capacitación del sistema robótico
El equipo de investigadores se centró en utilizar procedimientos quirúrgicos anteriores, aplicando una técnica de aprendizaje conocida como aprendizaje por imitación. A diferencia de los métodos convencionales que requieren la codificación detallada de cada paso quirúrgico, este enfoque permite que el sistema observe y emule las acciones realizadas por cirujanos expertos. Este método resulta prometedor, ya que podría ahorrar tiempo y permitir que los robots aprendan una amplia variedad de procedimientos de forma rápida y efectiva. En un experimento, el robot fue capaz de realizar manipulaciones esenciales como la manipulación de agujas, la elevación de tejidos y la sutura, alcanzando un nivel de destreza similar al de un cirujano humano.
Uso del sistema Da Vinci
Para estos estudios, se utilizó el sistema Da Vinci, una de las plataformas robóticas más avanzadas y reconocidas en el ámbito médico. Este sistema, que normalmente es operado por un humano, cuenta con varios brazos robóticos que imitan los movimientos del cirujano, permitiendo maniobras que serían difíciles de realizar con manos humanas. Las funciones de disecar, succionar, cortar y sellar vasos sanguíneos, así como el control de la vista de la anatomía del paciente, son tareas que este sistema facilita. La versión más reciente del sistema tiene un costo estimado de USD 2 millones, lo que incluye equipos de esterilización y accesorios adicionales, representando una inversión significativa para hospitales y centros que buscan maximizar los beneficios de la robótica.
Innovación en el aprendizaje robótico
El método empleado en este estudio representa una innovación importante, ya que permite que el aprendizaje no necesite ser codificado manualmente. En lugar de seguir instrucciones específicas, el sistema procesa cientos de procedimientos quirúrgicos grabados desde las cámaras de la muñeca del sistema Da Vinci, extrayendo la cinemática necesaria para realizar acciones precisas. Los modelos de inteligencia artificial generan texto, y el modelo en cuestión genera direcciones precisas que luego se traducen en acciones mecánicas, ofreciendo la posibilidad de replicar procedimientos y adaptarse a la variabilidad de cada caso.
Autocorrección de errores
Uno de los aspectos más sorprendentes de este avance es la capacidad del sistema para autocorregir sus errores. Durante el entrenamiento, el robot demostró ser capaz de identificar fallos, como cuando una aguja se cae de sus brazos, y rectificar su operación sin intervención externa. Esta habilidad para reconocer y enmendar errores de manera autónoma es crucial para avanzar hacia una cirugía independiente. Según el profesor Axel Krieger, uno de los principales investigadores del proyecto, esta autocorrección fue programada explícitamente y emergió durante el entrenamiento del robot, mostrando un grado de adaptabilidad que antes era impensable.
Comparación con otros sistemas automatizados
El uso de este sistema plantea la posibilidad de realizar procedimientos quirúrgicos complejos sin intervención humana. Se cree que, mediante el aprendizaje por imitación, se podrían reducir los días de entrenamiento, ofreciendo mayor precisión. Este desarrollo podría ser especialmente accesible en áreas remotas o en sistemas de salud con pocos especialistas.
Aunque existen dispositivos como CorPath de Corindus, que se utilizan en procedimientos cardiovasculares, estos suelen estar limitados a pasos concretos y requieren supervisión constante. Otros sistemas, como el STAR (Smart Tissue Autonomous Robot), desarrollado también en 2022, han mostrado un alto grado de autonomía en suturas durante experimentos en animales. Este último sistema guió una cámara tridimensional avanzada con un algoritmo de seguimiento, logrando suturar dos extremos del intestino de un cerdo. Sin embargo, alcanzar un nivel de autonomía comparable al de los humanos sigue siendo un objetivo a largo plazo, que requiere desarrollos en precisión, seguridad y adaptación a la complejidad anatómica de cada paciente.
