Alcuni robot umanoidi hanno rimosso chirurgicamente la cistifellea da animali vivi in un esperimento medico senza precedenti, ma non lo hanno fatto come macchine autonome pronte a sostituire i medici. A muovere le braccia meccaniche sono stati chirurghi esperti, collegati da remoto, in un esempio piuttosto concreto di collaborazione tra uomo e robot. Il risultato arriva da uno studio pubblicato sulla rivista Nature e apre scenari interessanti soprattutto per gli ospedali più piccoli.
Nel dettaglio, i robot umanoidi teleoperati hanno portato a termine due interventi mininvasivi rimuovendo la cistifellea da maiali vivi, durante una sperimentazione preclinica. Se un giorno questa tecnica dovesse dimostrarsi pronta anche per i pazienti umani, i chirurghi potrebbero usarla per garantire assistenza chirurgica assistita da robot a distanza, portandola in strutture che oggi non possono permettersi macchinari dedicati e costosissimi.
Robot umanoidi: perché la questione dei costi cambia tutto
Il nodo, come spesso accade, è economico. “È una frazione del costo e occupa una frazione dello spazio in una sala operatoria”, ha spiegato Shanglei Liu, docente di chirurgia alla University of California San Diego School of Medicine. “Quindi è facile da installare ovunque, dalle aree rurali al campo di battaglia, fino allo spazio”. Per l’esperimento è stato usato un Unitree G1, robot prodotto dalla nota azienda cinese Unitree.
Il modello base G1, con mani sostanzialmente non funzionali, parte da circa 12.500 euro, con spese di spedizione tra i 280 e i 1.100 euro. Aggiungendo componenti fondamentali come mani robotiche capaci di muoversi con precisione, però, si può facilmente superare i 62.000 euro. Cifre che possono sembrare alte, ma restano molto lontane da quelle dei robot chirurgici specializzati come il da Vinci Surgical System di Intuitive Surgical, che va da mezzo milione fino a diversi milioni di euro.
C’è poi la questione dell’ingombro. I sistemi specializzati possono pesare intorno agli 800 chili e riempire buona parte della sala. Gli umanoidi Unitree, alti circa un metro e mezzo e pesanti appena 27 chili, sembrano molto più adatti a contesti clinici piccoli e periferici. Va detto che il da Vinci è già approvato dalla Food and Drug Administration statunitense e ha superato numerose sperimentazioni cliniche, mentre i robot umanoidi teleoperati restano ancora in fase sperimentale, per quanto abbiano già operato animali vivi.
Le difficoltà di rendere pronto “Surgie”
I ricercatori hanno dovuto costruire adattatori fisici per permettere ai robot, soprannominati “Surgie”, di impugnare gli strumenti chirurgici. Hanno poi sviluppato un software capace di tradurre i movimenti naturali delle mani umane nel controllo degli strumenti attaccati ai polsi robotici. Il chirurgo lavorava a una console con un pc, un visore stereo per vedere cosa stava facendo e un pedale per agganciare o sganciare i propri movimenti da quelli degli strumenti. Nel primo intervento un chirurgo umano affiancava il robot come assistente, mentre nel secondo lavoravano insieme due robot teleoperati.
L’esperimento ha però mostrato anche i limiti attuali. Il team ha dovuto fermarsi diversi minuti alla volta per ricalibrare i robot o per spostarne fisicamente il corpo o il braccio nella posizione corretta. Risultato, l’operazione ha richiesto molto più tempo rispetto a quella eseguita con i sistemi specializzati già esistenti. Il corpo compatto del G1, con un’apertura del braccio di appena 450 millimetri contro gli 1,6 o 1,8 metri di un adulto, limitava la portata degli operatori a distanza.
Altri vincoli nella gamma di movimenti, uniti alla necessità di ricalibrare spesso, hanno aumentato il carico cognitivo e operativo per l’équipe. C’è poi il tema del ritardo tra il gesto dell’operatore e la risposta del robot. I sistemi attuali hanno latenze di alcune centinaia di millisecondi, mentre gli studi precedenti indicano che un robot chirurgico dovrebbe restare sotto i 150 millisecondi. Sia i chirurghi alle prime armi sia quelli esperti, del resto, si sono mossi più velocemente usando l’hardware del da Vinci Research Kit, ormai uno standard per la chirurgia telerobotica.
In attesa dei robot autonomi
Il gruppo di ricerca continua a migliorare il sistema teleoperato mentre studia le opzioni future. Michael Yip, docente di ingegneria elettrica e informatica alla University of California San Diego, ha descritto l’obiettivo di creare un “assistente chirurgico autonomo” capace di affiancare i medici svolgendo compiti generici, come passare gli strumenti o addirittura riordinare la sala operatoria.
“Robot umanoidi teleoperati e autonomi hanno un potenziale reale nell’ampliare l’accesso a interventi critici che altrimenti i pazienti non potrebbero ricevere”, ha detto Yip. “Questo può aiutare ad affrontare la crisi sanitaria non solo negli Stati Uniti, ma nel mondo intero”. Molti ricercatori di punta, però, concordano su un punto, i robot generici capaci di lavorare in autonomia senza intervento umano sono ancora lontani, soprattutto se devono muoversi in sicurezza accanto alle persone.
