LapSurgie: Humanoid Robots Performing Surgery via Teleoperated Handheld Laparoscopy
यह शोध पत्र LapSurgie को प्रस्तुत करता है, जो एक नवीन टेलीऑपरेशन फ्रेमवर्क है जो ह्यूमनॉइड रोबोट्स को सामान्य उपकरणों और इनवर्स-मैपिंग कंट्रोल का उपयोग करके लैप्रोस्कोपिक सर्जरी करने में सक्षम बनाता है, जो व्यापक बुनियादी ढांचे के संशोधनों के बिना अल्पविकसित क्षेत्रों में सर्जिकल रोबोटिक्स को तैनात करके स्वास्थ्य देखभाल संबंधी असमानताओं को पाटने के लिए एक आशाजनक समाधान प्रदान करता है।
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एक ऐसी दुनिया की कल्पना करें जहाँ एक सर्जन के किट में मौजूद सबसे उन्नत उपकरण कुछ विशाल, महंगे अस्पतालों में बंद हैं, जिससे छोटे शहरों या दूरदराज के गांवों में रहने वाले मरीजों तक जीवन रक्षक सटीकता की पहुंच नहीं हो पाती। आधुनिक रोबोटिक सर्जरी की वास्तविकता यही है: जबकि 'डा विंची' (da Vinci) जैसे प्रसिद्ध सिस्टम अलौकिक स्थिरता के साथ नाजुक ऑपरेशन कर सकते हैं, वे इतने विशाल, महंगे और जटिल हैं कि वे आसानी से वहां नहीं जा सकते जहाँ उनकी सबसे अधिक आवश्यकता है। वे एक फॉर्मूला 1 रेस कार की तरह हैं जिसे एक समर्पित पिट क्रू और एक विशेष रूप से निर्मित गैरेज की आवश्यकता होती है; यह अद्भुत है, लेकिन यह बस एक स्थानीय क्लिनिक की कच्ची सड़क पर नहीं चल सकता।
यहाँ "ह्यूमनॉइड रोबोट" (मानव रूपी रोबोट) का विचार आता है। इन रोबोटों को विशिष्ट चिकित्सा मशीनों के रूप में नहीं, बल्कि सामान्य-उद्देश्य वाले सहायकों के रूप में सोचें जो हमारे जैसा दिखने और चलने के लिए बनाए गए हैं। क्योंकि इनका आकार इंसानों जैसा है, ये एक मानक ऑपरेटिंग रूम में प्रवेश कर सकते हैं, उन्हीं उपकरणों को उठा सकते हैं जिनका उपयोग एक मानव डॉक्टर करता है, और बिना कमरे के पुनर्गठन की आवश्यकता के एक सामान्य मेज पर बैठ सकते हैं। वैज्ञानिक एक बड़ा सवाल पूछ रहे हैं: क्या एक रोबोट जो इंसान जैसा दिखता है, वास्तव में लैप्रोस्कोपिक सर्जरी के इस नाजुक और उच्च-दांव वाले कार्य को कर सकता है? लैप्रोस्कोपी "कीहोल सर्जरी" (चाबी के छेद वाली सर्जरी) का एक प्रकार है जहाँ डॉक्टर शरीर के अंदर देखने के लिए छोटे कट के माध्यम से लंबे, पतले उपकरणों का उपयोग करते हैं, और एक कैमरा पर निर्भर रहते हैं। यह पेचीदा है क्योंकि उपकरण त्वचा के एक एकल बिंदु (जैसे दरवाजे का कब्जा या हिंज) के चारों ओर घूमते हैं, और सर्जन के हाथों को उन तरीकों से हिलना पड़ता है जो टूल के सिरे की गति के बिल्कुल विपरीत महसूस होते हैं। यदि कोई रोबक इसे करना चाहता है, तो उसे इस अजीब "हिंज लॉजिक" को पूरी तरह से समझना होगा।
यह शोध पत्र LapSurgie नामक एक नई प्रणाली पेश करता है, जो पहली बार है जब शोधकर्ताओं ने इन विशिष्ट लैप्रोस्कोपिक कार्यों को करने के लिए एक ह्यूमनॉइड रोबोट का उपयोग करने का प्रयास किया है। एक नया, महंगा रोबोटिक हाथ बनाने के बजाय, टीम ने एक मानक ह्यूमनॉइड रोबोट (G1 मॉडल) को एक कंट्रोल स्टेशन से जोड़ा और उसे उन्हीं साधारण, बाजार में उपलब्ध सर्जिकल उपकरणों को पकड़ने और उपयोग करने के लिए प्रशिक्षित किया जिन्हें डॉक्टर पहले से ही खरीदते हैं। रोबोट के पास अपने स्वयं के विशेष "रोबोटिक" उपकरण नहीं हैं; वह बस उन्हीं रिस्टेड (wristed) उपकरणों को पकड़ता है जिन्हें एक मानव उपयोग करेगा। शोधकर्ताओं ने एक चतुर "ट्रांसलेशन" (अनुवाद) प्रणाली विकसित की है जो कंट्रोल कंसोल पर सर्जन के हाथों की गतिविधियों को उनके हाथों तक मैप करती है, यह सुनिश्चित करते हुए कि उपकरण हमेशा मरीज के शरीर के भीतर सही बिंदु के चारों ओर घूमें, ठीक वैसे ही जैसे एक मानव सर्जन करता है।
यह पागलपन भरा विचार वास्तव में काम करता है या नहीं, यह देखने के लिए टीम ने एक परीक्षण चलाया जहाँ नए छात्रों (नौसिखियों) और विशेषज्ञ सर्जनों दोनों ने तीन अलग-अलग तरीकों से पेग्स (pegs) के बीच रबर के छल्ले हिलाने का प्रयास किया: अपने नंगे हाथों से उपकरणों का उपयोग करके, स्वर्ण-मानक 'डा विंची रिसर्च किट' (dVRK) का उपयोग करके, और नए ह्यूमनॉइड रोबोट का उपयोग करके। परिणाम आश्चर्यजनक और उत्साहजनक थे। अध्ययन में पाया गया कि ह्यूमनॉइड रोबोट इन कार्यों को उस सटीकता के साथ करने में सक्षम था जो महंगे, विशिष्ट डा विंची सिस्टम के समान सांख्यिकीय रूप से तुलनीय थी। वास्तव में, विशेषज्ञ सर्जनों के लिए, ह्यूमनॉइड रोबोट ने वास्तव में तीनों विधियों में सबसे कम गलतियाँ कीं। हालाँकि, इसमें एक पेंच है: रोबोट धीमा था। जबकि विशिष्ट डा विंची रोबोट विशेषज्ञों के लिए कार्यों को लगभग 39 सेकंड में पूरा कर देता था, ह्यूमनॉइड ने लगभग 66 सेकंड लिए। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि ऐसा इसलिए है क्योंकि रोबोट अभी भी जटिल, गैर-रोबोटिक उपकरणों को कुशलतापूर्वक संभालने के तरीके सीख रहा है।
शोध पत्र यह निष्कर्ष निकालता है कि सर्जरी के लिए एक सामान्य-उद्देश्य वाले ह्यूमनॉइड रोबोट का उपयोग करना निश्चित रूप से संभव है और यह एक गेम-चेंजर हो सकता है, जिससे रोबोटिक सर्जरी उन स्थानों में उपलब्ध हो सके जो दस लाख डॉलर की मशीन वाला कमरा नहीं खरीद सकते। सिस्टम ने साबित कर दिया कि एक सामान्य कार्यों के लिए बने रोबोट को बिना किसी कस्टम-निर्मित ऑपरेटिंग रूम के नाजुक सर्जरी करने के लिए प्रशिक्षित किया जा सकता है। हालांकि यह अभी तक विशिष्ट मशीनों जितना तेज नहीं है, लेकिन तथ्य यह है कि यह उनकी सटीकता का मुकाबला कर सकता है, यह सुझाव देता है कि अधिक अभ्यास और बेहतर सॉफ्टवेयर के साथ, ये मानव-रूपी रोबोट जल्द ही एक लचीला, किफायती समाधान बन सकते हैं जो उच्च-तकनीकी सर्जरी को दुनिया के हर कोने तक पहुँचा सकते हैं।
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