Um robô de inteligência artificial fez história ao realizar a primeira cirurgia sem qualquer assistência humana. A máquina foi treinada por meio de vídeos de procedimentos cirúrgicos e executou a remoção da vesícula biliar seguindo comandos verbais da equipe, semelhante a um cirurgião em formação aprendendo com um mentor. O procedimento ocorreu na Universidade Johns Hopkins, e os resultados foram divulgados na revista Science Robotics em 7 de julho.
De acordo com os autores do estudo, o robô cirúrgico hierárquico transformador (SRT-H), desenvolvido pelo especialista em robótica médica Axel Krieger, apresentou um desempenho excepcional durante os testes realizados antes da cirurgia. Esses testes simularam situações imprevistas comuns em emergências médicas reais.
Financiado pelo governo dos EUA, esse trabalho representa um marco na robótica cirúrgica, segundo os pesquisadores. Em entrevista à revista Hub, da Johns Hopkins University, Axel Krieger comentou: “Esse progresso nos leva de robôs que realizam tarefas específicas para máquinas que compreendem efetivamente os procedimentos cirúrgicos. Essa distinção é fundamental e nos aproxima de sistemas cirúrgicos autônomos que possam operar em ambientes complexos e imprevisíveis da prática clínica.”
No ano passado, o Robô Autônomo de Tecido Inteligente (STAR), também de Axel Krieger, realizou a primeira cirurgia robótica autônoma em um animal vivo — uma operação laparoscópica em um porco. Contudo, esse robô exigiu um tecido especialmente marcado, atuou em um ambiente controlado e seguiu um plano cirúrgico estrito. Krieger comparou isso ao ato de ensinar um robô a dirigir por uma rota previamente mapeada.
Agora, seu novo sistema é comparado a ensinar um robô a se deslocar em qualquer estrada, independentemente das condições, respondendo de maneira inteligente a qualquer desafio. O SRT-H executa cirurgias em tempo real, adaptando-se às características anatômicas do paciente e tomando decisões instantâneas, além de se corrigir quando necessário.
Construído com a mesma arquitetura de aprendizado de máquina que alimenta o ChatGPT, o SRT-H é interativo e pode responder a comandos de voz, como “pegue a vesícula biliar”, e fazer correções, como “mova o braço esquerdo um pouco para a esquerda”. O robô aprende com esse feedback.
“Este trabalho representa um grande avanço em relação aos esforços anteriores, pois supera algumas das barreiras fundamentais à implementação de robôs cirúrgicos autônomos no mundo real”, afirmou Ji Woong “Brian” Kim, principal autor do estudo e ex-pesquisador de pós-doutorado na Johns Hopkins, agora na Universidade Stanford. “Nossa pesquisa demonstra que modelos de IA podem ser suficientemente confiáveis para a autonomia cirúrgica — algo que antes parecia distante, mas agora está comprovadamente ao nosso alcance.”
No ano passado, a equipe de Krieger utilizou o sistema para treinar um robô em três tarefas cirúrgicas essenciais: manipulação de agulha, levantamento de tecido e sutura. Essas atividades eram concluídas em poucos segundos. Em contraste, o procedimento de remoção da vesícula biliar é consideravelmente mais complexo, envolvendo uma sequência de 17 tarefas que levam vários minutos. O robô precisava identificar artérias e manipulá-las com precisão, além de cortar e suturar.
O SRT-H aprendeu a realizar a remoção da vesícula biliar ao assistir a vídeos de cirurgiões da Johns Hopkins executando o procedimento em porcos. O treinamento foi complementado com legendas que descreviam as tarefas. Após o treinamento, o robô completou a cirurgia com 100% de precisão.
Embora o robô tenha demorado mais do que um cirurgião humano, os resultados foram comparáveis aos de um especialista. “Assim como os residentes em cirurgia muitas vezes dominam diferentes partes de uma operação em ritmos variados, este trabalho ilustra a possibilidade de desenvolver sistemas robóticos autônomos de maneira modular e progressiva”, afirmou Jeff Jopling, cirurgião da Johns Hopkins e coautor do estudo.
O robô teve um desempenho excepcional em condições anatômicas variadas e durante imprevistos, como quando os pesquisadores mudaram a posição inicial do robô e introduziram corantes semelhantes ao sangue que alteraram a aparência da vesícula biliar e dos tecidos ao redor.
“Para mim, isso realmente demonstra que é possível executar procedimentos cirúrgicos complexos de forma autônoma”, disse Krieger à revista Hub. “Esta é uma prova de conceito de que essa abordagem de aprendizado por imitação pode automatizar procedimentos tão complexos com um alto grau de robustez.” A equipe planeja treinar e testar o sistema em diferentes tipos de cirurgias, ampliando suas capacidades para realizar operações completamente autônomas.
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