У хирургического робота вроде бы нет никакой причины выглядеть как человек.
Ему не нужна голова. Не нужны ноги. Не нужны даже обычные руки с плечами и локтями.
Именно поэтому знаменитый da Vinci на человека совершенно не похож. Это здоровенная специализированная машина с несколькими манипуляторами, камерой, инструментами и отдельной консолью, за которой сидит хирург.
Система работает.
Причём работает уже больше двадцати лет.
И тут исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего берут двух гуманоидных роботов ростом примерно полтора метра, ставят их возле операционного стола, дают им обычные хирургические инструменты и проводят две настоящие операции на крупных животных.
Не на манекене.
Не в симуляторе.
Один раз рядом с роботом работал человек-хирург. Второй раз два гуманоидных робота оперировали вместе.
Возникает совершенно справедливый вопрос:
зачем строить хирурга в форме человека, если специальный хирургический робот объективно лучше приспособлен для хирургии?
Ответ неожиданно многое объясняет не только про медицину, но вообще про нынешний бум гуманоидов.
Сначала важная поправка: робот ничего не решил сам
Видеозапись эксперимента выглядит довольно футуристично.
Два механических человекоподобных тела стоят по сторонам операционного стола. В руках — лапароскопические инструменты. На мониторе видно внутренние органы.
Роботы двигают инструментами, удерживают ткани, проводят манипуляции.
Но никакого автономного доктора Хауса внутри пока нет.
Роботами дистанционно управляли реальные хирурги.
Хирург сидел за консолью, видел стереоскопическое изображение и двигал контроллерами. Система переводила движения человека в движения рук гуманоидного робота.
То есть это пока телехирургия.
Примерно тот же принцип используется в традиционных роботизированных хирургических системах: человек принимает решения, машина становится его руками.
Только теперь руки находятся на человекоподобном теле.
Исследователи назвали роботов Surgie.
Один такой аппарат весит около 27 килограммов и ростом примерно 152 сантиметра.
На фоне классической хирургической роботизированной системы весом под 800 килограммов это практически карманный вариант.
Ну, если у вас очень большой карман.
А зачем вообще da Vinci такой огромный?
Потому что он создавался для конкретной задачи.
Роботизированная хирургическая система — это не человек, которому выдали скальпель.
Это целая инфраструктура.
Несколько роботизированных манипуляторов устанавливаются возле пациента. На них закрепляются специальные хирургические инструменты и камера.
Хирург работает за отдельной консолью.
Перед операцией систему нужно правильно разместить, подключить, настроить и состыковать с пациентом.
Под неё требуется место.
Нужен персонал, который умеет с ней работать.
Во многих системах используются специализированные инструменты и расходники.
И это прекрасно работает в большом медицинском центре, где ежедневно выполняется множество операций.
Но попробуйте поставить такую систему в маленькой сельской больнице.
Или в полевом госпитале.
Или на корабле.
Или, простите за фантастику, на лунной базе.
Внезапно выясняется, что высокая специализация — одновременно главное преимущество и главный недостаток хирургического робота.
Он очень хорошо умеет одно.
А исследователи предлагают совершенно другую философию.
Не перестраивать больницу под робота
Возьмите обычную операционную.
Она устроена для человека.
Высота стола рассчитана на человека.
Расстояние между оборудованием рассчитано на человека.
Инструменты имеют ручки, предназначенные для человеческой кисти.
Двери, тележки, шкафы, кнопки, упаковки — всё проектировалось исходя из того, что пользоваться ими будут люди примерно человеческого роста, с двумя руками и десятью пальцами.
Теперь представим робота, который по размерам и кинематике примерно соответствует человеку.
Вместо того чтобы построить под машину совершенно новую среду, мы строим машину, которая умеет работать в старой человеческой среде.
И это одна из главных причин существования гуманоидов вообще.
На заводе тот же принцип.
Можно перестроить производственную линию под специализированный манипулятор.
А можно поставить робота туда, где раньше стоял человек.
У него уже правильная высота рук.
Он может взять существующий инструмент.
Подойти к существующей тележке.
Открыть существующую дверь.
Работать рядом с существующим оборудованием.
Операционная — просто экстремальная версия той же задачи.
Surgie взял обычный хирургический инструмент
Это, пожалуй, одна из самых важных деталей эксперимента.
Исследователи не создавали отдельный набор супердорогих роботизированных инструментов специально под новую систему.
Роботы использовали стандартные ручные лапароскопические инструменты, которыми обычно работает человек.
Да, пришлось изготовить специальные адаптеры, чтобы робот мог надёжно их удерживать.
Но сами инструменты остались обычными.
А программная система решала довольно сложную задачу.
Когда хирург двигает рукой на консоли, робот должен двигать инструмент внутри тела не просто похоже.
При лапароскопической операции длинный инструмент входит через небольшой разрез и фактически вращается вокруг фиксированной точки входа.
Если робот начнёт двигать рукой так, будто держит ложку или отвёртку, можно повредить ткани вокруг прокола.
Поэтому система должна постоянно пересчитывать движения рук робота так, чтобы инструмент соблюдал это ограничение.
Для человека-хирурга такая моторика становится навыком.
Для гуманоидного робота — задачей математики и управления.
И они действительно удалили желчный пузырь
На лабораторных тестах исследователи сначала проверяли точность движений, способность удерживать инструменты и выполнять стандартные хирургические упражнения.
После этого перешли к живым крупным животным.
Проводилась лапароскопическая холецистэктомия — удаление желчного пузыря.
Это одна из самых распространённых операций в общей хирургии.
В одном эксперименте команда состояла из человека и гуманоидного робота.
Во втором возле операционного стола работали уже два робота.
За каждым по-прежнему находился оператор-хирург.
Обе процедуры завершились успешно.
То есть принципиально важная вещь была доказана:
современный гуманоид общего назначения уже достаточно точен, чтобы под дистанционным управлением выполнять реальные хирургические манипуляции живой ткани.
Ещё несколько лет назад сама эта фраза звучала бы как описание демонстрации Tesla на сцене.
Теперь это статья в Nature.
Только da Vinci пока можно не выбрасывать
Если на этом месте кажется, что завтра больницы срочно начнут увольнять хирургические системы, всё гораздо прозаичнее.
Гуманоиды пока медленные.
Во время операций роботов приходилось несколько раз перекалибровывать.
Из-за этого процедуры занимали значительно больше времени, чем при работе специализированных хирургических платформ.
Есть проблема задержки сигнала.
Хирург двигает рукой.
Команда передаётся системе.
Робот реагирует.
Даже небольшая задержка в обычной видеоигре раздражает.
Во время движения инструментом рядом с кровеносным сосудом требования немного строже.
Есть вопросы надёжности.
Есть точность позиционирования.
Есть отсутствие полноценной тактильной обратной связи.
Есть огромный отдельный мир сертификации медицинского оборудования.
Поэтому никаких операций на людях этим роботам пока никто не доверял.
Это именно исследование осуществимости.
Проверка вопроса:
можно ли вообще?
Ответ — да.
Следующий вопрос будет гораздо неприятнее:
а стоит ли?
Потому что хирургия может оказаться лишь одной профессией робота
Вот здесь преимущество гуманоида становится особенно заметным.
Da Vinci после операции не встанет и не увезёт пациента.
Не соберёт использованные инструменты.
Не принесёт новый набор расходников.
Не протрёт операционный стол.
Не откроет шкаф и не достанет упаковку.
Не пойдёт в соседнюю палату.
Он создан для операции.
Surgie теоретически может.
Сегодня робот держит лапароскопический инструмент.
Через двадцать минут он может отвезти оборудование.
Потом помочь медсестре.
Потом принести инструменты следующей бригаде.
И вот экономика начинает выглядеть иначе.
Покупать дорогую машину, которая используется только во время определённых операций, — одно.
Покупать универсальное механическое тело, которое в течение дня выполняет десятки задач, — совсем другое.
Разумеется, пока это именно обещание, а не реальность.
Но логика становится понятной.
Причём хирурга можно оставить за тысячу километров
Есть ещё один слой.
Если робот физически находится рядом с пациентом, хирург необязательно должен находиться там же.
Представьте маленькую больницу в регионе, где нет специалиста нужного профиля.
Сегодня вариант простой: везём пациента в большой медицинский центр.
Иногда сотни километров.
Иногда ждать приходится недели.
Теперь представим, что в больнице стоит универсальный медицинский гуманоид.
Местный персонал подготавливает пациента.
Хирург из большого центра подключается удалённо и управляет роботом.
Это уже не фантастика сама по себе: дистанционную роботизированную хирургию исследуют давно.
Но специализированную хирургическую платформу нужно сначала привезти и установить.
Гуманоида теоретически можно доставить туда, где уже есть обычная операционная.
Он пользуется существующими инструментами.
Существующим столом.
Существующей инфраструктурой.
Именно это исследователи считают главным потенциальным преимуществом для удалённых и бедных регионов.
Тот же аргумент работает для военной медицины, зон катастроф и экспедиций.
А дальше, разумеется, кто-нибудь обязательно произнесёт слово «Марс».
Его уже произнесли.
Но есть одна интересная ловушка
Чем лучше гуманоид копирует человека, тем сильнее хочется спросить:
почему тогда просто не использовать человека?
Хирургическая медсестра значительно дешевле современного гуманоида.
Она понимает контекст.
Умеет импровизировать.
Чувствует инструмент.
Замечает кровь.
Мгновенно понимает, что хирург раздражён, даже если хирург утверждает обратное.
Человек пока невероятно универсальная машина.
Поэтому первые медицинские гуманоиды, скорее всего, будут появляться не там, где работников много, а там, где людей не хватает.
Ночная смена.
Удалённая больница.
Опасная зона.
Тяжёлые физические задачи.
Повторяющиеся операции с оборудованием.
И только потом — если технология станет дешёвой и надёжной — она начнёт конкурировать в обычных больницах.
И вот тогда человеческая форма начинает выглядеть не такой уж глупой
Долгое время гуманоидных роботов критиковали совершенно справедливо.
Зачем роботу две ноги, если колёса проще?
Зачем пять пальцев, если промышленный захват надёжнее?
Зачем копировать неудобное человеческое тело?
Для конкретной задачи действительно незачем.
Если нужно сто тысяч раз взять одну деталь и положить её в одно место, человекоподобный робот — почти наверняка худшее решение.
Но мир вокруг нас уже построен под человеческое тело.
На Земле существуют миллиарды дверей, лестниц, выключателей, автомобилей, инструментов, рабочих мест и станков.
Мы можем следующие сто лет перестраивать всё это под машины.
Или попытаться сделать машину под существующий мир.
Хирургическая операционная неожиданно оказалась очень наглядным примером этой идеи.
Роботу не обязательно быть похожим на человека потому, что человеческое тело идеально.
Возможно, ему приходится быть похожим на человека потому, что идеально под человека построено всё остальное.
И если Surgie когда-нибудь действительно доберётся из эксперимента до больницы, самым важным его преимуществом может оказаться вовсе не сверхчеловеческая хирургическая точность.
А скучная способность встать у обычного стола, взять обычный инструмент обычной рукой — и начать работать.
