समाचारं

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

नवीन बुद्धि प्रतिवेदन

सम्पादक : सम्पादकीय विभाग

[नव प्रज्ञायाः परिचयः] । Stanford’s Shrimp Fried Robot इत्यस्य लेखकः नूतनं कृतिं प्रकाशितवान्! अनुकरणशिक्षणस्य माध्यमेन दा विन्ची रोबोट् स्वयमेव "शल्यक्रिया" कर्तुं शिक्षितवान् - ऊतकानाम् उत्थापनं, सुईः उद्धृत्य, सिवनीं कृत्वा ग्रन्थिं बद्धुं च । सर्वाधिक महत्त्वपूर्णं यत् उपर्युक्तानि सर्वाणि कर्माणि स्वतन्त्रतया सम्पन्नं करोति।

स्टैन्फोर्ड झींगा रोबोट् इत्यस्य लेखकः नूतनं ग्रन्थं प्रकाशितवान् ।

अस्मिन् समये रोबोट् अस्मान् तले तण्डुलान् न निर्माति, अपितु अस्माकं शल्यक्रियाम् करोति!

अधुना एव जॉन्स् हॉप्किन्स् तथा स्टैन्फोर्ड विश्वविद्यालयस्य शोधकर्तृभिः नूतनं अन्वेषणं कृतम्——

प्रसिद्धः चिकित्सारोबोट् डा विन्ची अनुकरणशिक्षणद्वारा शल्यक्रियाकार्यं शिक्षितुं शक्नोति वा?

प्रयोगं कृत्वा ते सफलाः अभवन्!

दा विन्ची ऊतक-हेरफेर-करणं, सुई-सञ्चालनं, ग्रन्थिं च इति त्रीणि मूलभूत-शल्यक्रियाकार्यं स्वतन्त्रतया सम्पन्नं कर्तुं शक्नोति ।

प्रथमं सिवनी-ग्रन्थि-प्रविधिः यस्मिन् चिकित्सा-छात्राणां अङ्गुली-कौशलस्य अभ्यासः आवश्यकः भवति मया लियोनार्डो दा विन्ची-इत्यस्य "उड्डयन-सुई-सूत्रः" दृष्टः सः च अतीव कुशलतया ग्रन्थिं बद्धुं समर्थः अभवत्

अग्रिमः सोपानः सुईम् उद्धृत्य समर्पयितुं भवति, डा विन्ची अपि एकस्मिन् समये विना किमपि स्निग्धतां सम्यक् संचालितुं शक्नोति।

तृतीयं प्रमुखं कार्यं संस्थायाः उत्थापनं भवति इति द्रष्टुं शक्यते यत् दा विन्ची इत्यनेन सम्यक् ध्यानं चित्वा सहजतया संस्थायाः उत्थापनं कृतम् ।

सर्वाधिक महत्त्वपूर्णं वस्तु अस्ति यत् उपर्युक्तानि सर्वाणि कार्याणि लियोनार्दो दा विन्ची इत्यनेन स्वतन्त्रतया सम्पन्नानि!

निश्चितम्, अस्य स्तरस्य सुकुमारस्य शल्यक्रियायाः परिचितः गन्धः भवति यद्यपि भवन्तः कथं अपि पश्यन्ति।

पेपर पता: https://arxiv.org/abs/2407.12998

ब्लॉग-पता: https://surgical-robot-transformer.github.io/

स्मर्यतां, गृहवातावरणे डेस्कटॉप-सञ्चालनस्य तुलने, शल्यक्रियाकार्येषु विकृतवस्तूनाम् सटीक-हेरफेरस्य आवश्यकता भवति तथा च असङ्गत-प्रकाश-रोधेन सह कठिन-अनुभूति-समस्यानां सामना भवति

तदतिरिक्तं शल्यचिकित्सारोबोट्-मध्ये प्रायः अशुद्धः स्वसंवेदना, हिस्टेरिसिस् च भवितुम् अर्हति ।

ते एताः समस्याः कथं अतिक्रान्तवन्तः ?

बृहत् नैदानिकदत्तांशभण्डारः, रोबोट् शिक्षितुं शक्नुवन्ति

बृहत्-परिमाणेन अनुकरण-शिक्षणं सामान्य-उद्देश्य-प्रणालीषु परिचालन-कार्यस्य कृते महतीं प्रतिज्ञां दर्शयति, यथा अस्माकं कृते रोबोट्-इत्यनेन गृहकार्यं करणीयम्

परन्तु अस्मिन् समये शोधकर्तारः शल्यक्रियाक्षेत्रे एव ध्यानं ददति।

शल्यक्रियाक्षेत्रं विशालक्षमतायुक्तं अप्रयुक्तं क्षेत्रम् अस्ति, विशेषतः दा विन्ची शल्यचिकित्सारोबोट् इत्यस्य साहाय्येन ।

२०२१ तमे वर्षे विश्वस्य ६७ देशेषु ६५०० डा विन्ची-प्रणाल्याः उपयोगः कृतः, एककोटिभ्यः अधिकानि शल्यक्रियाः अपि कृताः ।

अपि च एतेषां शल्यक्रियाणां प्रक्रियाः पूर्णतया अभिलेखिताः आसन्, येन अस्मान् प्रदर्शनदत्तांशस्य विशालः भण्डारः प्राप्तः ।

स्वायत्तशल्यक्रियायाः सामान्यवादीव्यवस्थायाः निर्माणार्थं एतादृशानां बृहत्प्रमाणस्य दत्तांशस्य उपयोगः कर्तुं शक्यते वा?

परन्तु यदा शोधकर्तारः अध्ययनं आरब्धवन्तः तदा तेषां ज्ञातं यत् डा विन्ची रोबोट् इत्यस्य अनुकरणशिक्षणस्य माध्यमेन शल्यक्रियाः कर्तुं दत्तुं कठिनता अस्ति -

डाविन्ची-प्रणाल्याः अद्वितीयः स्वरूपः अद्वितीय-चुनौत्यं सृजति ये अनुकरण-शिक्षणस्य कार्यान्वयनस्य बाधां जनयन्ति ।

उपरि दक्षिणभागः वास्तविकं चिकित्सावातावरणं, अधः दक्षिणं च शोधकर्तुः प्रयोगात्मकव्यवस्था ।

अपि च, यतः संयुक्तमापनं अशुद्धं भवति, तेषां अग्रे गतिविज्ञानं असङ्गतं भविष्यति, तथा च केवलं एतस्य अनुमानितगतिदत्तांशस्य उपयोगेन नीतेः प्रशिक्षणं प्रायः कार्यविफलतां जनयिष्यति

सरलं दृश्यसेवाकार्यमपि रोबोट्-द्वारा कर्तुं न शक्यते । निरपेक्ष-अन्त-प्रभावक-मुद्राः (रोबोट्-नीति-प्रशिक्षणस्य सामान्यः दृष्टिकोणः) उत्पादनार्थं प्रशिक्षितानां नीतीनां सर्वेषु कार्येषु 0-समीपे सफलता-दरः भवति

एतां सीमां कथं पारितव्यम् ?

दलेन ज्ञातं यत् दा विन्ची-प्रणाल्याः सापेक्षगतिः तस्याः निरपेक्ष-अग्रे-गतिविज्ञानस्य अपेक्षया अधिका सुसंगता अस्ति ।

अतः ते एकं उपायं चिन्तितवन्तः यत् सापेक्षिकक्रियासूत्रं प्रवर्तयन्तु तथा च रणनीतिप्रशिक्षणाय परिनियोजनाय च तस्य अनुमानितगतिविज्ञानदत्तांशस्य उपयोगं कुर्वन्तु।

ते त्रयः विकल्पाः विचारितवन्तः : कॅमेरा-केन्द्रितं, उपकरण-केन्द्रितं, संकर-सम्बद्धं च कार्यम् ।

कैमरा-केन्द्रितं क्रिया-प्रतिपादनं एकः आधाररेखा-पद्धतिः अस्ति यत् अन्तःदर्शन-अग्रभागस्य सापेक्षतया अन्त्य-प्रभावकस्य निरपेक्ष-आसनरूपेण क्रियायाः प्रतिरूपणं करोति ।अन्ये द्वे सापेक्षसूत्रौ स्तः ये वर्तमानसाधनस्य (अर्थात् अन्त्यप्रभावकस्य) फ्रेमस्य अथवा अन्तःदर्शनस्य अग्रचक्रस्य सापेक्षतया क्रियाः परिभाषयन्ति

ततः, नीतिः प्रशिक्षिता भवति चित्राणि निवेशरूपेण उपर्युक्तक्रियाप्रतिपादनानि च उपयुज्य ।

अस्मिन् विषये तेषां दृष्टिकोणः पूर्वकार्यतः भिन्नः अस्ति, यस्मिन् गतिजदत्तांशस्य उपयोगः निवेशरूपेण भवति स्म तथापि अस्मिन् कार्ये दा विन्ची इत्यस्य गतिजदत्तांशः विश्वसनीयः न भवितुम् अर्हति ।

तेषां प्रतिरूपं ACT इति Transformer-आधारित-वास्तुकलायां आधारितम् अस्ति ।

दलेन एकं रणनीतिनिर्माणं प्रस्तावितं यत् केवलं चित्राणि निवेशरूपेण गृह्णाति, सापेक्षिकवृत्तिप्रक्षेपवक्राणि च निर्गच्छति

यदि एषः उपायः सफलः भवति तर्हि अनुमानितगतिविज्ञानयुक्ताः बृहत् नैदानिकदत्तांशभण्डाराः प्रत्यक्षतया रोबोट्-शिक्षणार्थं विना अग्रे सुधारं विना उपयोक्तुं शक्यन्ते स्म

रोबोट्-चिकित्साशल्यक्रियायाः कृते एतस्य महत्त्वं निःसंदेहम् अस्ति ।

निश्चितरूपेण, सापेक्षिकक्रियासूत्रस्य परिचयस्य अनन्तरं, दलेन DaVinci इत्यस्य उपरि अनुकरणशिक्षणस्य सफलतापूर्वकं प्रदर्शनार्थं अनुमानितगतिविज्ञानदत्तांशस्य उपयोगः कृतः न केवलं तस्य अधिकगतिसंशोधनस्य आवश्यकता नासीत्, अपितु प्रभावः आधाररेखापद्धत्याः अपेक्षया अपि बहु उत्तमः आसीत्

प्रयोगाः दर्शयन्ति यत् अनुकरणशिक्षणं न केवलं जटिलशल्यक्रियाकार्यं प्रभावीरूपेण शिक्षितुं शक्नोति, अपितु अदृष्टवास्तविकमानव ऊतकानाम् इत्यादिषु नूतनपरिदृश्येषु सामान्यीकरणं कर्तुं शक्नोति

तदतिरिक्तं शल्यक्रियायाः कार्याणि ज्ञातुं कटिबन्धस्य कॅमेरा अपि अतीव महत्त्वपूर्णः अस्ति ।

अधुना पूर्वं प्रदर्शितानां स्वायत्तकार्यस्य अतिरिक्तं ऊतक-परिवर्तनं, सुई-सञ्चालनं, ग्रन्थि-बन्धनं च, डा विन्सी-रोबोट्-इत्येतत् विविधानि कार्याणि अपि कर्तुं शक्नोति

शून्य-शॉट सामान्यीकरण

स्टैन्फोर्ड-दलस्य आदर्शेन अज्ञात-पशु-उपस्थानां उपस्थितिः इत्यादिषु नूतन-परिदृश्येषु अनुकूलतां प्राप्तुं क्षमता दर्शिता अस्ति ।

एषः लियोनार्डो दा विन्ची इत्यस्य शूकरमांसस्य सिलाईं बद्धस्य च विडियो अस्ति -

यदि कुक्कुटं स्यात् तर्हि दा विन्ची मांसस्य उपरि स्थापितां शल्यक्रियासूचीं अपि सम्यक् उद्धर्तुं शक्नोति स्म ।

एतेन भविष्ये चिकित्साशास्त्रीय अध्ययनेषु विस्तारस्य प्रतिज्ञा दृश्यते।

व्यवहारं पुनः प्रयतस्व

अतः यदि केचन पर्यावरणविकाराः सन्ति तर्हि लियोनार्दो दा विन्ची अद्यापि स्थिररूपेण प्रदर्शनं कर्तुं शक्नोति वा?

अन्येषां यन्त्राणां सहसा भग्नाः भूत्वा शल्यक्रियायाः सिवनीः जानीतेव छिलन्ति ततः परं लियोनार्दो दा विन्ची न स्थगित्वा ग्रन्थिकरणं निरन्तरं कृतवान् इति द्रष्टुं शक्यते

अधोलिखिते सम्पूर्णे विडियोमध्ये दा विन्ची प्रथमस्य शल्यक्रियायाः समये शल्यक्रियायाः सुईम् उद्धर्तुं असफलः भवति तथा च एतत् तथ्यं शीघ्रमेव साक्षात्कुर्वति तथा च स्वचालितसमायोजनद्वारा सुई सफलतया गृह्णाति।

पुनरावृत्तिपरीक्षा

नैदानिकशल्यक्रिया बालक्रीडा नास्ति चिकित्सायाम् रोबोट् पुनः प्रजननीयः भवितुमर्हति तथा च “मूर्खता” इति तस्य अत्यावश्यकक्षमता ।

शोधदलेन दा विन्ची इत्यस्य पुनरावृत्तिपरीक्षायाः एकं भिडियो प्रकाशितम्, तस्य बहुविधं कार्यं च भिन्नदृश्यकोणात् अवलोकितम्, मूलतः च तत् निर्दोषम् आसीत्

तकनीकी मार्ग

यथा अधोलिखिते चित्रे दर्शितं, दा विन्सी रोबोट् इत्यस्य dVRK-प्रणाल्यां अन्तःदर्शन-कॅमेरा-मॅनिपुलेटर् (ECM) तथा च रोगी-पक्षीय-मैनिपुलेटर्-द्वयं (PSM1, PSM2) भवति ये समानं रोबोट्-आधारं साझां कुर्वन्ति

प्रत्येकं बाहुं निष्क्रियरूपेण सेट् सन्धिषु क्रमिकसंयोजनं भवति, तदनन्तरं मोटरयुक्तसक्रियसन्धिषु भवति ।

परन्तु सामान्यतया सर्वेषु सन्धिषु विभवमापकानाम् उपयोगेन बाहुस्य अग्रे गतिः अशुद्धा भविष्यति, ५ से.मी.पर्यन्तं अपि ।

दुर्भाग्येन dVRK द्वारा प्रदत्तः अग्रे गतिविज्ञानदत्तांशः स्थिरः नास्ति । यतो हि सन्धिं (नीलवर्णं) सेट् कृत्वा केवलं सन्धिमापनार्थं विभवमापकस्य उपयोगः भवति, यत् विश्वसनीयं नास्ति ।सक्रियसन्धिः (गुलाबी) सटीकतासुधारार्थं पोटेंशिओमीटर् तथा मोटर एन्कोडर इत्येतयोः उपयोगं करोति

अनुकरणशिक्षणस्य माध्यमेन दा विन्ची इत्यस्य शल्यक्रियाशल्यक्रियाकार्यं सम्पन्नं कर्तुं अनुमतिं दातुं रोबोटस्य अशुद्धं अग्रे गतिविज्ञानं दृष्ट्वा दलेन उपरि उल्लिखितानि त्रीणि क्रियाप्रतिनिधिकरणविधयः प्रस्ताविताः, येषु मिश्रितसापेक्षिकपद्धत्या अनुवादात्मकगतिषु सटीकतायां अधिकं सुधारः अभवत्

कार्यान्वयनविवरणम्

व्यवहार्यनीतीनां प्रशिक्षणार्थं ट्रांसफॉर्मर (ACT) इत्यनेन सह एक्शन् चङ्किंग् इत्यस्य उपयोगस्य प्रसाररणनीतयः च अध्ययनं भवति ।

ते एण्डोस्कोपिक् तथा कटिबन्धकमेरा चित्राणि निवेशरूपेण उपयुज्य नीतिं प्रशिक्षितवन्तः, ये २२४x२२४x३ चित्राकारं यावत् न्यूनीकृताः ।

सर्जिकल एंडोस्कोपिक् इमेज् इत्यस्य मूल इनपुट् आकारः १०२४x१२८०x३ तथा कटिबन्धस्य इमेज् ४८०x६४०x३ अस्ति ।

गतिजदत्तांशः निवेशरूपेण न प्रदत्तः यथा अन्येषु अनुकरणशिक्षणविधिषु सामान्यं भवति यतोहि गतिजदत्तांशः प्रायः dVRK इत्यस्य डिजाइनसीमानां कारणेन असङ्गतः भवति

नीतिनिर्गमः द्वयोः बाहुयोः अन्त्यप्रभावक (डेल्टा) स्थितिः, (डेल्टा) अभिविन्यासः, कण्ठकोणः च अन्तर्भवति ।

प्रयोगविधिः

अस्मिन् प्रयोगे एतेषां प्रश्नानाम् उत्तराणि ज्ञातुं शोधकर्तृणां लक्ष्यम् आसीत् -

1. जटिलशल्यक्रियाकार्यस्य कृते अनुकरणशिक्षणं पर्याप्तं वा ? 2. किं dVRK इत्यस्य सापेक्षगतिः तस्य निरपेक्ष अग्रे गतिविज्ञानस्य अपेक्षया अधिका स्थिरा अस्ति? 3. सफलतायाः दरं सुधारयितुम् कटिबन्धस्य कॅमेरा-यंत्रस्य उपयोगः महत्त्वपूर्णः अस्ति वा ? 4. नूतनेषु, अदृष्टेषु परिदृश्येषु आदर्शः प्रभावीरूपेण सामान्यीकरणं कर्तुं शक्नोति वा?

प्रथमं मूल्याङ्कनं करणीयम् यत् दा विन्ची इत्यस्य सापेक्षगतिः तस्य निरपेक्ष अग्रे गतिविज्ञानात् अधिकं सुसंगता अस्ति वा इति ।

मूल्याङ्कनपद्धतिः भिन्न-भिन्न-रोबोट्-विन्यासानां अन्तर्गतं निरपेक्ष-सापेक्षिक-गति-सूत्राणां उपयोगेन सन्दर्भ-प्रक्षेपवक्राणां पुनः पुनः अभिलेखनं भवति ।

विशेषतः रोबोट् इत्यस्य बाहुं अन्तःदर्शनं च मनुष्यस्य उदरस्य अनुकरणं कृत्वा गुम्बजस्य समानानि छिद्राणि उपयुज्य मोटेन समानस्थानेषु स्थापयितुं आवश्यकम् अस्ति

एतत् कार्यं तुच्छं नास्ति यतोहि अन्तःदर्शनस्य, उपकरणशाफ्टस्य च परिमाणात् छिद्रं बहु बृहत् भवति, तथा च औजारं आरोहणसन्धिं चालयित्वा छिद्रे हस्तचलितरूपेण स्थापनीयम्

समग्रतया प्रयोगाः दर्शयन्ति यत् मापनदोषाणां उपस्थितौ सापेक्षगतिः अधिका सुसंगता भवति । अतः सामरिकक्रियाणां सापेक्षगतिः इति प्रतिरूपणं उत्तमः विकल्पः अस्ति ।

अस्मिन् विन्यासे कुलम् २२४ ऊतक-उत्थापन-प्रयोगाः, २५० सुई-उत्थापन-हस्तांतरण-प्रयोगाः, ५०० ग्रन्थि-प्रयोगाः च एकत्रिताः

चित्रे ५ सर्वेषां क्रियाप्रतिपादनानां पुनरावृत्तिक्षमतायाः परीक्षणार्थं विविधरोबोट्विन्यासानां अन्तर्गतं पुनः पुनः अभिलेखितानि सन्दर्भप्रक्षेपवक्राणि दर्शयन्ति ।

वामबिम्बे सर्वेषां गतिप्रतिपादनानां कृते सन्दर्भप्रक्षेपवक्रस्य सम्यक् पुनर्निर्माणं दृश्यते, यतः सन्दर्भप्रक्षेपवक्रस्य अधिग्रहणात् आरभ्य रोबोट्-सन्धिः न गतवती

यदा रोबोट् वाम-दक्षिणयोः (मध्य-दक्षिण-चित्रयोः) गच्छति तदा कॅमेरा-केन्द्रितं क्रिया-प्रतिपादनं सन्दर्भ-प्रक्षेपवक्रं अनुसरणं कर्तुं न शक्नोति, यदा तु सापेक्ष-क्रिया-प्रतिपादनं सन्दर्भ-प्रक्षेपवक्रं सम्यक् अनुसरणं कर्तुं शक्नोति

विभिन्नरोबोट् विन्यासानां अन्तर्गतं प्रक्षेपवक्रनिरीक्षणम्

अस्य अतिरिक्तं, दलेन विविधक्रियाप्रतिनिधित्वस्य उपयोगेन प्रशिक्षितानां आदर्शानां कार्यसफलतायाः दरस्य अपि मूल्याङ्कनं कृतम् ।

परिणामानि दर्शयन्ति यत् सापेक्षिकक्रियाप्रतिपादनानां (उपकरणकेन्द्रितक्रियाप्रतिपादनानां संकरसापेक्षक्रियाप्रतिपादनानां च) उपयोगेन प्रशिक्षिताः रणनीतयः उत्तमं प्रदर्शनं कुर्वन्ति, यदा तु निरपेक्ष अग्रे गतिविज्ञानस्य उपयोगेन प्रशिक्षिताः रणनीतयः असफलाः भवन्ति

अधोलिखिते चित्रे उपरितनपङ्क्तिः ऊतक-उत्थापन-कार्यम् अस्ति रोबोट्-इत्यस्य रबर-पैड् (उतक) कोणं गृहीत्वा ऊर्ध्वं उत्थापयितुं आवश्यकता वर्तते ।

प्रशिक्षणकाले ऊतकस्य कोणः रक्तपेटिकायाः ​​अन्तः एव तिष्ठति, परीक्षणे कोणस्य विन्यासं दर्शयति ।

मध्यपङ्क्तिः सुई-उत्कर्षणं, समर्पणं च भवति ।

प्रशिक्षणकाले रक्तपेटिकानां अन्तः सुईः यादृच्छिकरूपेण स्थापिताः आसन् । परीक्षणकाले सुईयाः केन्द्रकुब्जं ९ स्थानेषु स्थापितं यथा दर्शितं यत् मूल्याङ्कनस्य समये सुसंगतं सेटिंग् प्रवर्तयितुं शक्यते।

अधोपङ्क्तौ रोबोट् वामे स्थितस्य पाशस्य उपयोगेन पाशं निर्मातुं ग्रन्थिं बद्ध्वा पाशद्वारा पाशस्य अन्तं गृहीत्वा ततः क्लैम्पान् परस्परं दूरं आकर्षयति

प्रशिक्षणकाले चटकातः रज्जुस्थानं रक्तपेटिकायाः ​​अन्तः यादृच्छिकरूपेण स्थापितं, परीक्षणकाले तु रक्तपेटिकायाः ​​केन्द्रे रज्जुस्थानं स्थापितं

अधोलिखिते विडियो मध्ये बाहुस्य निरपेक्ष अग्रे गतिविज्ञानस्य (कैमरा-केन्द्रित-गति) उपयोगेन प्रशिक्षण-रणनीत्याः परिणामाः दर्शिताः सन्ति ।

एताः रणनीतयः दा विन्ची इत्यस्य बाहुयोः अग्रे गतिविज्ञानस्य दोषाणां कारणेन कार्यं सम्पन्नं कर्तुं असफलाः अभवन्, ये प्रशिक्षणस्य अनुमानस्य च मध्ये महत्त्वपूर्णतया परिवर्तन्ते

अपि च, शोधकर्तारः अवलोकितवन्तः यत् शल्यक्रियाकार्यं शिक्षमाणे कटिबन्धस्य कॅमेरा इत्यस्य परिणामेण कार्यप्रदर्शने महत्त्वपूर्णः सुधारः भवति ।

स्पष्टतया स्वायत्तरूपेण शिक्षितुं शक्नुवन्ति शल्यचिकित्सारोबोट् भविष्ये शल्यचिकित्सकानाम् क्षमतां अधिकं विस्तारयिष्यति इति अपेक्षा अस्ति ।

सन्दर्भाः : १.

https://शल्य-रोबोट-परिवर्तक.github.io/