Tras varias pruebas, robots cirujanos aprendieron a realizar tareas mirando videos

En 1985, el robot PUMA 560 marcó un hito en la historia de la cirugía al asistir en una biopsia cerebral, abriendo camino a una era de avances tecnológicos en la medicina. Décadas después, los robots quirúrgicos ya no solo son herramientas para los médicos, sino que comienzan a desarrollar habilidades autónomas comparables a las de un cirujano humano. En una investigación pionera presentada en la Conferencia sobre Aprendizaje Robótico en Múnich, científicos de las universidades de Johns Hopkins y Stanford demostraron que un robot puede aprender a realizar tareas quirúrgicas viendo videos de expertos en acción.

La idea de un robot que “mire y aprenda” podría parecer ciencia ficción, pero los avances en el campo del aprendizaje por imitación están haciendo que este concepto sea una realidad. Equipados con un modelo basado en redes neuronales profundas, estos robots ahora pueden manipular agujas, suturar heridas y atar nudos quirúrgicos sin necesidad de programación específica para cada tarea. “Es realmente mágico tener un modelo donde solo alimentamos imágenes de cámara y este puede predecir los movimientos necesarios”, expresó Axel Krieger, uno de los investigadores principales de la Universidad Johns Hopkins.

Aunque los resultados iniciales son impresionantes, estos robots aún enfrentan desafíos técnicos y éticos antes de convertirse en una herramienta estándar en los quirófanos. Sin embargo, su potencial para aliviar la creciente escasez de cirujanos en Estados Unidos y mejorar la precisión quirúrgica los posiciona como un avance crucial en la medicina moderna.

Un nuevo enfoque para el aprendizaje: ver y hacer

El equipo detrás de este proyecto utilizó cientos de videos quirúrgicos grabados por cámaras ubicadas en los brazos de los robots da Vinci Surgical System, un sistema ampliamente utilizado en procedimientos médicos. En lugar de programar cada movimiento necesario para completar una tarea, los investigadores entrenaron al robot utilizando aprendizaje por imitación, una técnica que permite al sistema observar y replicar acciones humanas.

A diferencia de los métodos tradicionales, donde programar una tarea como suturar podría tomar años, esta nueva técnica permite entrenar al robot en cuestión de días. Según explicó al Washington Post, Ji Woong “Brian” Kim, investigador asociado en Johns Hopkins, “con apenas unas pocas demostraciones, el modelo es capaz de aprender el procedimiento y generalizar a nuevos entornos que no había encontrado antes”.

El modelo emplea principios similares a los de ChatGPT, pero adaptados a movimientos mecánicos. En lugar de trabajar con palabras, el sistema interpreta un “lenguaje robótico” basado en cinemática, que descompone los movimientos en ángulos matemáticos. Esta capacidad también le permite al robot corregir errores en tiempo real, como recoger una aguja caída durante un procedimiento.

Potencial para aliviar la crisis de cirujanos

Estados Unidos enfrenta una crisis proyectada de entre 10.000 y 20.000 cirujanos menos para 2036, según un informe de la Asociación Americana de Facultades de Medicina. En este contexto, los robots quirúrgicos autónomos podrían desempeñar un papel clave para aliviar la presión sobre los médicos y garantizar atención de calidad a una población en envejecimiento que requerirá más procedimientos quirúrgicos.

Aunque los robots quirúrgicos no buscan reemplazar a los médicos, como aclaró Axel Krieger, sí tienen el potencial de reducir su carga de trabajo. “¿Querrías un cirujano agotado al final del día o preferirías un robot que pueda realizar parte de la cirugía y ayudar al médico?”, planteó.

Además, los robots han demostrado ser especialmente útiles en procedimientos que requieren precisión extrema, como la cirugía laparoscópica. Sin embargo, estos avances no están exentos de polémica. Algunos expertos, como Dipen J. Parekh, director de cirugía robótica de la Universidad de Miami, subrayan que aún falta mucho para que los robots realicen cirugías completas de manera independiente. “Los riesgos son altos, porque esto es una cuestión de vida o muerte”, afirmó.

Los desafíos: seguridad, ética y privacidad

El camino hacia la autonomía total de los robots quirúrgicos está lleno de obstáculos. Antes de que puedan usarse en quirófanos, los robots deben superar ensayos clínicos rigurosos y obtener la aprobación de entidades regulatorias como la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés).

Además, surgen cuestiones éticas sobre la responsabilidad en caso de errores. Si un robot comete un fallo, ¿quién debería asumir la culpa? Amer Zureikat, director de cirugía robótica en el Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh, planteó al WAPO preguntas clave: “¿Es responsable el médico? ¿El desarrollador de la inteligencia artificial? ¿El fabricante del robot?”.

Otro desafío es la privacidad. Aunque los robots utilizados en este estudio fueron entrenados con videos de práctica, avanzar hacia cirugías autónomas requerirá el uso de grabaciones de operaciones reales. Esto implica obtener el consentimiento de los pacientes y garantizar que sus datos sean manejados de forma ética y segura.

Hacia el quirófano del futuro

Los avances en robots quirúrgicos son solo el comienzo de una nueva era en la medicina. El equipo de Johns Hopkins y Stanford ya trabaja en integrar habilidades individuales, como suturar y manipular tejidos, en cirugías completas realizadas en modelos animales. La meta es no solo reducir los errores médicos, sino también mejorar la eficiencia y la seguridad en los quirófanos.

Este enfoque tiene el potencial de democratizar la atención médica, pero también plantea riesgos, como la posible dependencia de los médicos en la tecnología. ¿Qué sucede si se pierde la habilidad manual debido a un uso excesivo de robots? Este dilema subraya la necesidad de un equilibrio entre el uso de la inteligencia artificial y las habilidades humanas.

Mientras tanto, los robots quirúrgicos avanzan hacia un futuro donde podrían ser aliados esenciales de los cirujanos. Aunque queda mucho por hacer, su capacidad para aprender observando marca un cambio revolucionario en cómo entendemos y practicamos la medicina.