El equipo de SURG Lab busca alcanzar precisión microscópica en robótica quirúrgica

Investigadores de SURG Lab en DGIST desarrollan tecnología de manipulación con inteligencia artificial para lograr movimientos en la escala de cientos de micrómetros. El proyecto, que busca evitar errores de incluso menos de 1 mm, ha logrado recientemente el primer lugar en una competición de movimiento de vaivén automático con su robot RBY1.

El rendimiento de un robot quirúrgico no depende tanto del rango de movimiento de sus brazos, sino de la precisión con la que se controlan los últimos milímetros en la punta. Dado que una mínima diferencia en el movimiento está directamente relacionada con la seguridad del paciente, el equipo de investigación de SURG Lab en DGIST se enfrenta al desafío de lograr una precisión extrema que no permita errores de incluso menos de 1 mm, según informó el Ministerio de Industria, Comercio y Energía.

La precisión del "efector final" determina la seguridad de la cirugía

La tecnología clave en la que se centra el equipo de SURG Lab es el "efector final" (End Effector), que es el extremo del brazo robótico. Los investigadores estudian la tecnología de manipulación de precisión (Precision Manipulation) utilizando inteligencia artificial para que el robot pueda juzgar situaciones y ejecutar movimientos por sí mismo. El objetivo va más allá del simple movimiento de los brazos, buscando alcanzar manipulaciones microscópicas en la escala de cientos de micrómetros (μm).

El proceso de investigación conecta de forma orgánica el diseño, la fabricación y la verificación. Para comprobar si los valores calculados en pantalla funcionan en el mundo real, los investigadores utilizan impresoras 3D en el laboratorio. El método consiste en imprimir componentes diseñados por ellos mismos y probarlos inmediatamente para reducir los errores. En particular, la precisión de la cámara, que actúa como los "ojos" del robot quirúrgico, es un elemento fundamental, ya que ayuda a calcular la posición y permite que el robot mueva las herramientas quirúrgicas con exactitud.

Paralelamente, el equipo trabaja en la conversión de los movimientos quirúrgicos realizados por los médicos en datos para que el robot pueda aprender de ellos. Este es un paso básico para la automatización quirúrgica: un proceso de procesamiento de los movimientos del médico para convertirlos en datos que el robot pueda utilizar de manera más efectiva.

Tecnología para sujetar agujas quirúrgicas: la batalla por menos de 1 mm

Uno de los principales proyectos que se lleva a cabo actualmente en el laboratorio es la tecnología para manipular agujas quirúrgicas. Aunque a simple vista pueda parecer una acción simple de sujetar y mover un bloque, en un entorno quirúrgico real es una tarea de alta dificultad que simula el movimiento de sujetar y levantar tejidos. Las acciones de sujetar una aguja o enhebrar un hilo pertenecen a un ámbito de precisión donde no se permiten errores de incluso menos de 1 mm.

Gracias a este alto nivel de precisión, el equipo de investigación obtuvo recientemente el primer lugar en una competición relacionada con el movimiento de vaivén automático. Este logro es el resultado de haber investigado estándares de movimiento robótico mucho más elevados que los de la industria general o la vida cotidiana. El robot premiado, RBY1, cuenta actualmente con herramientas quirúrgicas y cámaras instaladas, y continúa con los experimentos para tareas de cirugía humanoide mientras aprende nuevos movimientos.

"La innovación consiste en abrir campos que los humanos no pueden alcanzar"

La rutina de los investigadores es una sucesión de experimentos repetitivos y verificación de datos. Es habitual que entren a trabajar a las 9:00 y se dediquen a la investigación hasta las 22:00. La razón por la que se obsesionan tanto con estos movimientos tan minúsculos es que el objetivo de la tecnología es el "ser humano". El equipo cree que la verdadera innovación ocurre cuando el robot va más allá de simplemente reemplazar el trabajo humano y realiza tareas que los humanos no pueden llevar a cabo.

Un investigador explicó la razón por la que eligieron el campo de la robótica quirúrgica, afirmando: "Si podemos implementar formas que ayuden a salvar vidas humanas, será algo muy significativo". Otro investigador señaló que el objetivo es completar tareas que son difíciles o imposibles de realizar para los humanos mediante tecnología robótica con una precisión similar a la humana. El proceso de perfeccionar la punta de los dedos del robot está intrínsecamente ligado al estudio profundo de las capacidades de la mano humana y a la reflexión sobre cómo el robot puede asistir y complementar al ser humano.

Fuente: vídeo original (YouTube)