Sony viser kirurgisk præcision med robotteknologi i nyligt mikrokirurgi-demo

For nylig afslørede Sony en prototype af en robot designet til at assistere i mikrokirurgi. Selvom den stadig er i udviklingsfasen, er dette en stor præstation med potentiale til at revolutionere præcisionskirurgi.

Robotten gjorde sin første offentlige debut for et par uger siden på IEEE International Conference on Robotics and Automation 2024.

Derefter blev en video af den samme offentliggjort på YouTube. Uploadet af Sony Group, videoen med titlen ‘Mikrokirurgi-assistance-robot syer et majskorn’ demonstrerede nøjagtigheden af en prototype af en mikrokirurgi-assistance-robot ved at sy et majskorn med små nåle. Denne første-til-sin-art robot er allerede blevet testet med succes i dyrekirurgi. 

Ifølge Sony stammer den nye udvikling fra virksomhedens engagement i at gøre avanceret kirurgi mere tilgængelig både for dem, der udfører behandlingen, og dem, der har brug for den. Dette initiativ repræsenterer et betydeligt fremskridt inden for forskning og udvikling af robotteknologi til kirurgisk assistance.

Mikrokirurgi involverer arbejde på ekstremt små områder, ofte mindre end en millimeter. Sådanne procedurer kræver højt færdighedsniveau, udføres gennem et mikroskop, og kan normalt kun udføres af et begrænset antal læger og faciliteter. 

Mikrokirurgi-assistance-robotten opererer fjernstyret og kan hjælpe kirurger med at operere på meget små og ekstremt delikate kropsdele: vener, nerver og væv. Den gør det muligt for kirurger at udføre opgaver i en skala op til ti gange mindre end hvad menneskelige hænder alene kan opnå.

Videoen af majskornkirurgien viser en kirurg, der skærer et lille korn åbent og omhyggeligt samler det igen ved hjælp af penne på udstyr, der fjernstyrer de robotarme, der udfører operationen.

Sonys robotsystem består af en bordkonsol, der betjenes af kirurgen, og en robot, der udfører procedurer på patienten. Prototype-robotten leveres med en lille, let og yderst følsom kontrolenhed, der efterligner de delikate bevægelser fra menneskelige fingre. Robotten replikerer alle de bevægelser, som kirurgens hænder udfører på konsollen. 

Der er også en miniature automatisk instrumentudskiftning, der gør det muligt for robotten at skifte mellem værktøjer uafhængigt på under 10 sekunder, blot med en simpel kommando. Denne funktion muliggør mere stabile og hurtigere udskiftninger, hvilket reducerer forsinkelser og afbrydelser under operationen. Den eliminerer også behovet for, at kirurger skal have yderst raffinerede motoriske og fingerkoordinationsfærdigheder.

Robotten er udstyret med 1,3-type 4K OLED-mikrodisplays udviklet af Sony Semiconductor Solutions Corporation. Disse displays leverer højopløselige (HD) billeder af det målrettede område, mens operatørerne kan overvåge kirurgiske instrumenters bevægelser nøje. 3D-kameraet med 4K-kvalitet overfører billederne i realtid til et VR-headset, der er fastgjort til kirurgens bord. 

Mikrokirurgi kræver ekstremt præcise bevægelser, såsom at indsætte nåle i små blodkar, såvel som relativt større bevægelser, som at trække tråde. Derfor har Sony designet mikrokirurgi-assistance-robotten til ikke kun at forenkle de meget små bevægelser, men også at lette kirurgernes større bevægelser uden at de behøver at justere deres tilgang. 

Ved at anvende en bevægelsesskaleringsmetode og en kontrolenhed, der kan manipuleres med fingerspidser, ligesom konventionelle kirurgiske instrumenter, kan Sony få sin robot til at udføre ekstremt præcise procedurer i en stabil position. 

For glatte og rystfri bevægelser har virksomheden brugt lavfriktionsled i robotarmen, fra leddene svarende til menneskelige skuldre og albuer til de ultra-små håndledsled ved instrumentets spids. Derudover er robotbevægelsens responsivitet forbedret gennem et elektrisk kontrolsystem med fokus på lav latenstid og et letvægtsorienteret mekanisk system.

Selvom robotter, der assisterer læger inden for medicin, har eksisteret i nogen tid, har de endnu ikke opnået fuldt autonom status. Disse robotter hjælper i øjeblikket kirurger med at reducere håndbevægelser og forstørre deres syn. De åbner dog uden tvivl op for nye muligheder inden for kirurgi.

Ifølge den japanske Sony har de skabt prototypen for at overvinde de udfordringer, som det aldrende samfund i øjeblikket står over for, hvor arbejdsstyrken er aftagende, hvilket lægger en stigende arbejdsbyrde på medicinske udøvere.

“Inden for kirurgi, hvor høje færdighedsniveauer kræves, forventes brugen af kirurgiske robotter, der assisterer med præcisionsoperationer, at reducere kirurgernes arbejdsbyrde og hjælpe med at fremme udbredelsen af avancerede medicinske tjenester.”

– Sony

Potentielle anvendelser af Sonys mikrokirurgi-assistance-robot

Sonys robotprototype blev testet af kirurger ved Aichi Medical University i Japan. I februar brugte de med succes prototypen til at forbinde dyreblodkar, hvilket markerer verdens første tilfælde af vellykket blodkar-anastomose i supermikrokirurgi med en kirurgisk assistentrobot.

Undersøgelsen vurderede robotens evne til at forbedre færdighederne hos nye mikrokirurger og fandt, at prototypen har “ekseptionel kontrol over bevægelserne hos uerfarne læger,” sagde professor Munekazu Naito fra Aichi Medical University, afdeling for anatomi. Dette gør det muligt for Sonys teknologi til kirurgisk assistance at udføre indviklede og delikate opgaver med dygtigheden fra erfarne eksperter. Han tilføjede:

“Jeg håber, at teknologi til kirurgisk assistance vil bringe en fremtid, hvor de udvidede evner hos menneskelige læger muliggør avancerede medicinske praksisser.”

Robotten er dog endnu ikke tilgængelig for salg. Sony håber at bruge robotten til at forbedre effektiviteten og nøjagtigheden af mikrokirurgi. Dens kompakte design og kontrolkonsol muliggør brug i forskellige miljøer, herunder katastrofeområder. Mikrokirurgi-assistance-robotten kan endda vise sig værdifuld i perioder med personalemangel, hvilket er en nuværende udfordring for sundhedssystemer verden over.

Ifølge Sonys pressemeddelelse har Dr. Hisako Hara og Dr. Makoto Mihara testet robotten og er meget imponerede over prototypen. De bemærker, at robotterne opererer naturligt og harmonisk med deres egne bevægelser.

Teknologigiganten planlægger at samarbejde med medicinske institutioner og universitetsmedicinske afdelinger i fremtiden for yderligere at forfine sin teknologi og verificere dens effektivitet.

Som det kan ses, arbejder Sony hårdt inden for robotteknologi. Det globale selskab, der er involveret i gaming, musik, film, elektronikprodukter, billedløsningsløsninger, finans og andre forretninger, har også omhyggeligt udforsket robotteknologi.

Sonys F&U-aktiviteter relateret til robotteknologi er fokuseret på at skabe robotter, der arbejder i samarbejde med mennesker. På dette område udvikler virksomheden en ramme til at hjælpe med genkendelsesbehandling og handlingsplanlægning samt at hypotetisere en arkitektur for avanceret intelligent behandling.

For at kontrollere en robots samlede kropskooperative bevægelser anvender virksomheden sin unikke generelle inverse dynamik (GID)-procedure. Denne procedure gør det muligt for enhver given del af kroppen at bevæge sig på mange forskellige måder og ændre sin eftergivenhed efter ønske.

Sonys robotteknologiske indsats omfatter desuden kraftstyrede aktuatorer. Den virtualiserede aktuator (VA) bruger de ledkraft beregnet af virksomhedens patenterede teknologi til at levere topmoderne stabilitet. Derudover findes der multi-kontakt stabilitetskontrol, som gør det muligt for benede robotter at gå stabilt, selvom underlaget er ujævnt.

På trods af al den fremgang, som denne gigant har gjort på forskellige områder, er virksomhedens aktier faldet 15,21% år-til-dato (YTD). Sony Group-aktier (SONY: NYSE) handles i øjeblikket til $80,29, og virksomheden har en markedsværdi på $100,25 mia. Ifølge CNBC-data har Sony en EPS (TTM) på 5,20, en P/E (TTM) på 15,45 og en ROE (TTM) på 13,68. Udbytteafkastet er derimod 0,69%.

Når det gælder virksomhedens økonomi, rapporterede Sony for de tre måneder, der sluttede i marts 2024, en stigning på 13% år-til-år i omsætning til 3,481 billioner yen (over $22 mia). Samtidig steg virksomhedens nettoresultat med 34% år-til-år til 189 milliarder yen (omkring $1,21 mia).

Sonys spilforretning har især haft stor succes, med driftsresultat, der mere end fordobledes til 105,98 milliarder yen. Virksomheden rapporterede, at den solgte 20,8 millioner enheder af PlayStation 5 i regnskabsåret. Ligesom i spilsektoren så Sonys filmforretning også sit driftsresultat næsten fordobles til 30,67 milliarder yen. Faktisk har Sony Pictures Entertainment underskrevet en fortrolighedsaftale (NDA) for at gennemgå Paramount Studios regnskaber i forbindelse med et potentielt bud på deres aktiver.

Således har Sony, et bredt succesfuldt selskab med mange årtiers historie, trådt ind i det medicinske robotteknologifelt med sin mikrokirurgi-assistance-robot. Markedet for kirurgisk robotteknologi er i vækst og forventes at nå $18,4 mia i 2027, hvilket giver en stor mulighed for Sony.

Dog er sundhedssektoren ikke den eneste sektor, som virksomheden sigter mod; den udforsker også logistik, byggeri, underholdning, detailhandel og mere. Dette giver mening, da robotter i stigende grad betragtes som fremtiden, og den nyeste teknologi gør dem mere sofistikerede og kapable.

Seneste fremskridt inden for robotteknologi

Robotindustrien vokser eksponentielt, efterhånden som robotter langsomt bliver en del af vores daglige liv. I nogle dele af verden er dette allerede begyndt at ske.

På hovedkvarteret for det sydkoreanske teknologifirma Naver leverer omkring 100 nye service‑botter kaffe og pakker. Kina bruger derimod en robothund udstyret med maskingevær i militæret. I Australien har regeringen offentliggjort sin Nationale Robotstrategi for at udvide sit robot‑ og automatiseringsøkosystem.

For hvert år, der går, bliver robotter mere avancerede, og kunstig intelligens (AI) hjælper med at fremme denne gren af ingeniør- og datalogi, som omfatter konceptualisering, design, produktion og drift af robotter.

Når det gælder fremskridt inden for robotteknologi, har Sony selv gjort store fremskridt. I år havde virksomheden sin fuldt autonome robot LEV-2, der fangede SLIM-landing på månen. LEV-2 beskrives som verdens mindste og letteste robot til måneundersøgelse, som blev placeret på månens overflade, hvor den autonomt fandt SLIM, tog billeder og leverede dem til Jorden.

Men der sker mange flere spændende ting inden for robotområdet. Multi‑tasking‑botter udvikles til brug i fastfoodrestauranter. For eksempel har Momentum Machines skabt en bot, der kan lave en hamburger på 10 sekunder. Samtidig kan robotter som UR3 fra Universal Robots bygge deres egen erstatning og udføre en række opgaver, såsom maling, limning og lodning.

Samtidig er en tydelig tendens brugen af robotter til at assistere mennesker med gentagne bevægelser, tungt løft eller opgaver i farlige miljøer. I sektorer som luftfart, logistik og bilindustri øges adoptionen af mobile manipulatorer. Udstyret med kameraer, sensorer og manipulatorarme kan disse robotter manipulere objekter, udføre inspektioner og navigere i komplekse miljøer.

Teknologigiganter som Google og Amazon (AMZN ) er også stærkt involveret i robotteknologi. Google planlægger at producere arbejdere‑robotter med flere personligheder, som brugere kan downloade fra et cloud‑baseret system, og har for nylig erhvervet et patent på denne innovation. Virksomheden har allerede udsendt en flåde på 53 AutoRT‑robotter i sine kontorbygninger, hvor de har gennemført titusinder af forsøg. Nogle af disse robotter blev fjernstyret af menneskelige operatører, mens andre opererede enten autonomt ved brug af Googles RT-2 AI‑læringsmodel eller efter et script.

I år annoncerede Googles DeepMind-robotteam nye fremskridt for at hjælpe robotter med at træffe bedre, hurtigere og sikrere beslutninger. Disse omfattede en “Robotkonstitution,” en neuralt netværksarkitektur kaldet SARA-RT og en RT‑Trajectory for at hjælpe robotter med at udføre specifikke fysiske opgaver bedre.

I mellemtiden har Amazon udsendt robotter i sine driftsfaciliteter. Tidligere denne måned fik et Amazon-lager en 5‑fod‑9‑tommer robot kaldet Digit, der ligner et menneske. I øjeblikket, i testfasen, fokuserer Digit kun på én simpel opgave: at samle tomme gule kasser op og transportere dem til en transportbånd flere meter væk, gentagne gange hele dagen.

Humanoide robotter som Digit har oplevet en investeringsboom, hvor startups inden for dette spirende felt har tiltrukket op til $1,6 milliarder i venturekapital i de sidste fem år, ifølge PitchBook-data.

Forskere tager også inspiration fra naturen for at skabe mere avancerede robotter. Som vi bemærkede i vores tidligere artikler, studerer forskere vandkalve (whirligig beetles) evne til at opnå høj hastighed og acceleration for at udvikle ubemandede robotiske skibe. Blæksprutter er et andet populært dyr, der studeres for deres sugekopper og hjerne for at skabe fleksible robotter, der kan reagere på deres miljø med langt større følsomhed og præcision.

Salamandernes bevægelse inspirerede oprettelsen af Pleurobot, mens slangens bevægelse er blevet replikeret i Snakebot. Derudover er Boston Dynamics’ Spot, der ligner en hovedløs gul hund, designet til at inspicere fabrikker, byggepladser og farlige miljøer. Denne robot kan operere 24 timer i døgnet uden indblanding, oplade sig selv autonomt og dynamisk omplanlægge omkring nye forhindringer.

Innovationerne stopper ikke der. Robotter bliver nu designet til at bekæmpe dødelige sygdomme, give selskab og tilbyde terapeutisk assistance. Digitale tvillinger bruges til at optimere et fysisk systems ydeevne ved at skabe en virtuel kopi, mens ubemandede luftfartøjer (UAV’er) drevet af AI udfører opgaver uafhængigt.

Afsluttende tanker

Som vi har set, oplever robotindustrien en hurtig vækst, drevet af fremskridt inden for AI, maskinlæring, visionsteknologier, sensorer og anden banebrydende teknologi, som har forbedret robotters kapaciteter betydeligt. Robotmarkedet forventes faktisk at vokse til $45 mia i 2028.

Disse teknologiske fremskridt har ført til investeringer i og udvikling af robotter, som har vokset i et hurtigt tempo i de sidste mange år. Robotter øger trods alt produktivitet og præcision, reducerer omkostninger og risici og tilbyder konsistens, fleksibilitet og nøjagtighed. Disse egenskaber gør robotter uundværlige på tværs af en række industrier, herunder fremstilling, sundhedspleje, landbrug, logistik, detailhandel, byggeri, minedrift, kemisk industri, bilindustri, elektronik, forsvar og hospitality.

Som et resultat har virksomheder og regeringer aktivt engageret sig i at fremme robotteknologiens område for at forbedre menneskers evner på hidtil usete måder.

Klik her for en liste over de ti bedste robotvirksomheder.