Осуществима ли телероботизированная хирургия на орбите?

В недавнем комментарии говорилось, что телероботизированная хирургия может быть использована в космосе, в последующем комментарии говорилось, что многоминутные задержки света усложнят ее.

Но мне интересно, сделает ли это логистически невыполнимым сам факт нахождения на орбите и сложности со связью.

Космонавт, нуждающийся в операции, предпочел бы очень стабильную линию связи с коротким временем задержки и очень опытного хирурга, особенно в работе с телероботом в невесомости. Должны проводиться регулярные имитационные тренировки с использованием кусочка свинины.
Является ли это вопросом, ответы на который должны обсуждать задержки, или это вопрос о том, есть ли другие сложности в общении, и задержку можно игнорировать, если только она не является более сложной, чем просто «задержка в несколько минут», например, «задержка значительно меняется со временем» ?
@KamilDrakari Я специально смотрю на задержки и проблемы со связью. Предполагая, что любые осложнения, характерные для хирургии в условиях микрогравитации, устранены.
Вот видео , в котором нет никаких кровавых подробностей. Я думаю, было бы лучше запросить объективную информацию, например, какая задержка была бы/могла бы быть, когда связь была «нормальной», а также о том, как долго непрерывные соединения продолжаются без перерывов, как долго длились отключения электроэнергии и т. д. Спросить, «осуществима» ли хирургическая операция, может выходить за рамки сайта. Кстати, я думаю, что эта линия вопросов действительно интересна! Также см. Разница в задержке связи на ISS .
@uhoh Хотя я не врач, я несколько раз использовал хирургического робота davinci, и я думаю, что он все равно будет хорошо работать с задержкой. Тактильные пинцетные захваты внутри могут сопротивляться вашим движениям и давать вам обратную связь, но внутри также есть несколько педалей, которые фиксируют определенную ось и рычаги, зафиксированные в трехмерном пространстве. Это означает, что вы можете выйти и отпустить элементы управления, и робот останется точно там, где он есть, а инструменты не сдвинутся ни на микрометр.
@Dragongeek Задержка видео и тактильной обратной связи, скажем, 0,5 1 или 2 секунды на каждое движение отличается от блокировки элементов управления и ухода, и может быть еще более сложной задачей, если эта задержка переменная и непредсказуемая. Поскольку удаленная хирургия является горячей темой, мне интересно, есть ли где-нибудь литература по хирургии с задержкой визуальной и тактильной обратной связи. Знаете ли вы, есть ли у него какие-либо функции очередей? Другими словами, если вы хотите наложить шов, можете ли вы нажать «один шов здесь», и последовательность будет выполнена самой машиной?
@uhoh в настоящее время робот davinci не может выполнять процедуры автоматически (за исключением ограниченных движений «смены инструмента»), однако у него есть вспомогательные функции, такие как сглаживание движений рук, и вы можете ограничить движение манипуляторов (т.е. двигаться только линейно или установить точку вращения на входном отверстии тела пациента). Он также имеет принудительную защиту от сбоев (вы не можете протолкнуть инструменты через стол), и вы можете настроить его на блокировку на разных уровнях сопротивления. Кроме того, несколько хирургов могут использовать несколько машин для одной и той же тележки манипулятора и даже «передавать руки» одновременно.

Ответы (2)

Как упоминалось в комментариях к ОП, «выполнимо» может означать разные вещи в разных контекстах. Но техническая осуществимость, вероятно, не единственный важный вопрос: важна и экономическая осуществимость. Пока это экономически нецелесообразно.

Существует несколько наземных приложений для действительно удаленной, близкой или полностью неподдерживаемой телероботизированной хирургии. Например, вариант использования в Антарктике, указанный в связанном вопросе, или в удаленных местах по всему миру. Если и в той степени, в которой существует технология, позволяющая это сделать, она не была развернута, несмотря на огромные человеческие и финансовые затраты, связанные с ее отсутствием. Обратите внимание, что задержки и осложнения радиосвязи на земле могут быть аналогичны проблемам связи с МКС.

Во время операции, даже если все идет по плану, самые разные вещи случаются в непредсказуемое время. Например, после начального разреза и ретракции может быть кровь в относительно непредсказуемых местах или в непредсказуемое время, что затрудняет обзор и может нанести травму пациенту. Хирург должен реагировать на них быстро. Если есть значительная задержка в передаче, хирург не может этого сделать. Один из способов справиться с этим — иметь на борту МКС хирурга, который будет помогать наземному хирургу, использующему телеробота. Но это неэффективно — проще сделать так, чтобы бортовой хирург сделал разрез, а хирург-консультант у нее в ухе, следуя видео. Робот не нужен.

Если вопрос ограничивается технической осуществимостью, то мне кажется, что первой технической проблемой будет поддержание линии связи на всей орбите. Это потребует последовательного и предсказуемого соединения между двумя конечными точками, что сложно. После того, как стабильное соединение может поддерживаться, оставшиеся проблемы не являются уникальными для МКС: относительно высокая задержка, возможность отключения электроэнергии, непредсказуемость и отсутствие резервного вмешательства человека в случае чрезвычайной ситуации - все это сталкивается с наземными приложениями - они не являются особенными для МКС. . Так что мне кажется, что единственным препятствием является поддержание связи на орбите. Иными словами, если бы мы могли сделать это на Земле (сейчас мы не можем, иначе мы были бы), то единственным препятствием для этого на МКС является поддержание надежной связи на всей орбите.

Поддержание надежной связи по всей орбите, безусловно, гипотетически возможно. Например, если бы препятствия были устранены и в воздухе зависло достаточное количество спутников, находящихся на геосинхронной орбите, мы должны были бы поддерживать прямую видимость с МКС на протяжении всей ее орбиты и поддерживать связь. Это находится в разработке — например, см. соответствующий вопрос, касающийся сквозной оптической связи между МКС и наземной станцией. Значительная переменная задержка не уникальна — телероботизированная система должна иметь способ справляться с непредвиденными событиями в случае потери связи, а также способ распознавать задержку и готовиться к ней. Это, вероятно, означает, что система должна поддерживаться мощным ИИ, который может делать такие вещи, как распознавать и блокировать неожиданные кровотечения.

Итог — если под «телероботизированной хирургией» вы имеете в виду междугородние уолдо, связь с высокой и переменной задержкой делает их использование невозможным или опасным. Если телероботы продвинулись вперед со значительным ИИ и если проблема связи была решена, то это может быть осуществимо. В настоящее время это материал (надеюсь, не за горами) научной фантастики.

Это осуществимо. Сетевая задержка — это проблема, однако она не уникальна для космоса. Хотя это зависит от продолжительности операции, потому что необходимость перенаправлять инструкции по всей планете, чтобы поддерживать связь с движущимся транспортным средством, была бы немного более сложной.

Однако есть один важный контраргумент в пользу его осуществимости. Обычно при использовании таких роботов в этом месте находится медицинский персонал, который может вмешаться, если что-то пойдет не так. Например, робот может сломаться, может отключиться питание, может выйти из строя сеть. Это все еще очень большая проблема, тем более в космосе, где у вас есть только ваш экипаж и целый список технических вещей, которые могут пойти не так.

При этом я бы рассматривал робота-хирурга как резервную копию/улучшение набора навыков для миссии, а не как замену обученным с медицинской точки зрения членам экипажа. Скажем, члену экипажа проткнули мозг, я сомневаюсь, что у них на борту будет нейрохирург, и он определенно не будет достаточно стабилен для повторного входа, но они могут просто набрать его, чтобы попытаться стабилизировать его. Или скажем, что медицинский персонал ранен и нуждается в стабилизации.

Суть в том, что возможность, которая может повысить успех миссии без существенного увеличения стоимости/распределения ресурсов, всегда хороша.

Я думаю, что вы могли неправильно сказать, как работает «телероботическая хирургия». Медицинский работник не находится в режиме ожидания, он на 100% проводит операцию удаленно. ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12140630
@JamesJenkins нет, я думаю, вас может смутить моя формулировка, главный врач работает удаленно, однако присутствует медицинский персонал, который может вмешаться в случае сбоя системы. Насколько мне известно, в настоящее время телероботизированная хирургия не проводится при полном отсутствии медицинского персонала, хотя есть планы сделать такие системы доступными для мест, где такой персонал не может быть задействован, например, на полях сражений.
Согласен, прочитав ваш комментарий и перечитав ответ, я вижу это сейчас.
Осуществима ли телероботизированная хирургия на орбите?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v