Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Seznamte se s Carol Reileyovou

Udělali jste někdy robota, který nefungoval správně, alespoň zpočátku? V hobby robotice to není žádný velký problém, a to ještě není konec světa s průmyslovými roboty, ale s chirurgickou robotikou, být jeden milimetr pryč může znamenat život nebo smrt - nebo přinejmenším komplikace. Vítejte ve světě Carol Reiley. Je spoluzakladatelkou a spoluautorkou projektů Air Guitar Hero a Monitor krevního tlaku, které se objevily v tomto vydání MAKE, a nedávno dokončila Ph.D. v chirurgické robotice od Johns Hopkins, kde ona (mimo jiné) vyvinula přesné síly-zpětné vazby zbraní pro dálkové vázání chirurgických uzlů.

Nyní Reiley pracuje u Intuitive Surgical, tvůrců chirurgického systému da Vinci. Tyto roboty nefungují autonomně; místo toho je používají lékaři k provádění přesných chirurgických zákroků nebo ke zvýšení schopnosti vidět uvnitř těla pacienta. Zlepšení přesnosti a snížení traumatu robotické chirurgie se projevuje snížením bolesti pacienta a rychlejší doby zotavení.

Přesto, když tráví dny, které pomáhají rozvíjet chirurgické roboty s více miliony dolarů, Reiley zůstává aktivní jako výrobce, který má zájem o jednoduché a levné způsoby řešení velkých zdravotních problémů. Mluvil s ní, aby zjistil, jak našla svůj výklenek a jak chce změnit operaci v následujících desetiletích.

Pool Bot: Triton RUV (dálkové podvodní vozidlo) z třídy robotiky Prof. Chrisa Kittsa na univerzitě v Santa Claře, kde Carol Reiley začala pracovat s roboty.

Co vás vedlo k chirurgické robotice?

Můj táta je inženýr a on a můj bratr mě učil, jak programovat počítače, když jsem byl v osmém ročníku. Vždy jsem měl zájem o výpočetní techniku ​​a inženýrství.

Nikdy jsem opravdu nechtěla být doktorem, ale po střední škole jsem se dobrovolně přihlásila do nemocnice. Viděl jsem tam hodně a uvědomil jsem si, že chci mít dopad. Jako lékař šetříte jeden život najednou, ale jako inženýr jsem mohl vytvořit něco, co by mohlo změnit způsob, jakým je operace prováděna, a potenciálně zachránit miliony životů.

Jak jste začal pracovat s roboty?

Jako undergrad na univerzitě v Santa Claře jsem byl velmi šťastný, že jsem spolupracoval s profesorem, který měl laboratoř pro pozemní, námořní a kosmické roboty. Bylo to velmi praktické a podvodní robotika se zdála být tak cool! Postavili jsme levné, podvodní, dálkově ovládané vozidlo, které bylo provozováno v malém bazénu. Dostal jsem potápěčskou licenci, vyšli jsme do pole - tak jsem začal stavět roboty.

Je to skok od podvodních robotů k operačnímu sálu!

Moji profesoři měli na můj život takový úžasný vliv. Jako studentka gradu jsem se setkala s profesorem na Hopkinsu, který dělal spoustu práce s chirurgickou robotikou. Uvědomil jsem si, že je tolik problémů, které je třeba vyřešit, jako to, jak dáváte robotům pocit hmatu, takže lékař používající chirurgický robot může cítit tvrdost nebo texturu. Nakonec jsem udělal diplomovou práci o haptické technologii.

Existuje správná rovnováha mezi robotickou technologií a lidskou odborností?

Nikdy jsem se nezajímal o autonomii robota; Více se zajímám o interakci člověk-stroj. Nechci, aby na vás roboti mohli pracovat autonomně, ale chci, aby počítače pochopily, co se děje, takže mohou lékařům pomoci způsobem, který by nemohl - ani lidský asistent - říci, s extra rukou, nebo poskytuje lepší vidění. Právě teď dělám stáž v Intuitive Surgical, společnosti, která vyrábí chirurgického robota da Vinci (youtu.be/rP25mga2x8M), který může již měnit měřítko pohybů, zvětšovat pohledy a poskytovat 3D vidění. Roboti mohou pomoci doktorovi stát se Super chirurgem.

Jak lékaři kontrolují chirurgické roboty?

To je to, co bych rád přemýšlel - jak lidé komunikují se stroji. V této oblasti je ještě třeba vykonat mnoho práce. Ať už robot „cítí“, chceme tuto zpětnou vazbu sdělit lékaři realistickým způsobem. To může znamenat otrockého robota - fyzické zařízení, které dává lékaři přímou zpětnou vazbu ve fyzickém prostředí. Nebo to může být

virtuální prostředí, kde se simulují podmínky na počítači, aby bylo možné kopírovat a manipulovat s fyzickým prostředím.

V obou případech je cílem poskytnout realističtější zážitek. To by mohlo znamenat pohlcující pocit hmatu, s atributy, jako je hmotnost, tlak a pocit. Nebo, ve virtuálním prostředí, poskytovat další informace, jako jsou numerická data. Chci, aby se věci cítily přirozenější a aby odfiltrovaly cizí informace.

Je těžké si představit lékaře, který by provedl operaci bez hmatové zpětné vazby.

Při otevřené operaci může chirurg pociťovat tvrdost tkáně, tlak okolních částí anatomie, jakékoli fyzické změny, ke kterým dochází v průběhu procedury, a tak dále. Chirurgičtí roboti pracují ve velmi obtížném prostředí. Na rozdíl od průmyslových robotů, které fungují víceméně ve volném prostoru, pracují chirurgičtí roboti uvnitř velmi malých řezů v těle. Omezený prostor znamená, že existuje mnoho fyzických tlaků na chirurgické nástroje, což ztěžuje určení toho, který z těchto tlaků by měl být přeložen do haptické zpětné vazby. Navíc senzory na robotických ramenech musí být sterilizovány v autoklávu, který je na nich velmi tvrdý. Haptika je životaschopná ve výzkumu, ale v reálném světě je mnohem komplikovanější.

Kde jsou hranice v chirurgické robotice?

Chirurgičtí roboti teď nemají inteligenci, ale to je něco, na čem jsem pracoval ve škole grad. Vidím, že tuto inteligenci přidávám jako další úroveň; to je způsob, jakým můžeme skutečně revolucionizovat operační sál. Existují tři hranice: mít roboty pracující v operačním sále, které fungují jako opravdoví asistenti, takže začnou jednat a předvídat jako zkušená chirurgická sestra v průběhu procedury. Další hranicí je rozšiřování, se schopností, jako je rozšířený pohyb, který vede chirurga, který vykonává úkol, nebo rozšířené vidění, aby chirurgům poskytl schopnosti, které by jinak neměly. Třetí hranicí je automatizace úkolů, které jsou únavné, opakované nebo nudné - jako zavírání chirurgického řezu.

To vše zní skvěle, ale také to zní draho.

To je! Chirurgický robot dnes stojí kolem 2 milionů dolarů. To je také důvod, proč jsem spustil projekt nazvaný TinkerBelle Laboratories. TinkerBelle je skupina inženýrů, které jsem poznal, a společně se snažíme vyvinout jednoduchá řešení, jak zaútočit na velké globální problémy. Například ve zdravotnictví má mnoho těhotných žen v rozvojovém světě vysoký krevní tlak, který může způsobit mnoho zdravotních problémů. Ale v takových druzích prostředí existuje poměrně málo lidí, kteří vědí, jak správně číst krevní tlak. Vytvořili jsme tedy automatizované zařízení pro měření krevního tlaku, které se velmi snadno používá, nevyžaduje žádné školení a mohlo by být vyrobeno za velmi nízkou cenu.

Mám sklon myslet na dvě různé úrovně současně. Miluju práci s nejmodernějšími robotickými stroji na světě, ale také ráda pracuji na problémech, které vyžadují levná řešení. Uvědomuji si, že tyto dva impulsy se protahují opačným směrem, ale oba jsou pro mě opravdu zajímavé, protože vyžadují, abyste navrhovali a stavěli věci velmi odlišným způsobem.

Podíl

Zanechat Komentář