Sony mostra la precisione chirurgica con la robotica nella recente dimostrazione di microchirurgia

Recentemente, Sony ha presentato un prototipo di robot progettato per assistere nella microchirurgia. Sebbene sia ancora in fase di sviluppo, si tratta di un grande risultato con il potenziale di rivoluzionare le chirurgie di precisione.

Il robot ha fatto il suo debutto pubblico qualche settimana fa alla Conferenza Internazionale IEEE 2024 su Robotica e Automazione.

Successivamente, è stato pubblicato su YouTube un video dello stesso. Caricato da Sony Group, il video intitolato ‘Microsurgery Assistance Robot Stitching a Corn Kernel’ ha dimostrato l’accuratezza del prototipo di robot di assistenza alla microchirurgia nel suturare un chicco di mais con minuscole aghi. Questo robot, unico nel suo genere, è già stato testato con successo in interventi chirurgici su animali. 

Secondo Sony, questo nuovo sviluppo nasce dall’impegno dell’azienda a rendere le chirurgie avanzate più accessibili sia a chi le esegue sia a chi ne ha bisogno. Questa iniziativa rappresenta un significativo progresso nella ricerca e nello sviluppo della tecnologia dei robot di assistenza chirurgica.

La microchirurgia comporta l’intervento su aree estremamente piccole, spesso inferiori a un millimetro. Tali procedure richiedono elevati livelli di abilità, vengono eseguite tramite un microscopio e di solito possono essere effettuate solo da un numero limitato di medici e strutture. 

Il robot di assistenza alla microchirurgia opera a distanza e può supportare i chirurghi nell’intervenire su parti del corpo molto piccole ed estremamente delicate: vene, nervi e tessuti. Consente ai chirurghi di eseguire compiti a una scala fino a un decimo di quella possibile solo con le mani umane.

Il video dell’intervento sul chicco di mais mostra un chirurgo che apre a fette un piccolo chicco e lo ricompone meticolosamente utilizzando penne su apparecchiature che controllano a distanza i bracci robotici che eseguono l’operazione.

Il sistema robotico di Sony comprende una console da tavolo operata dal chirurgo e un robot che esegue le procedure sul paziente. Il robot prototipo è dotato di un dispositivo di controllo piccolo, leggero e altamente sensibile per riprodurre i delicati movimenti delle dita umane. Il robot replica tutti i movimenti che le mani del chirurgo effettuano sulla console. 

È presente anche uno scambio automatico di strumenti in miniatura che consente al robot di passare autonomamente da uno strumento all’altro in meno di 10 secondi, con un semplice comando. Questa capacità permette scambi più stabili e rapidi, riducendo ritardi e interruzioni durante l’intervento. Elimina inoltre la necessità che i chirurghi possiedano abilità motorie e di coordinazione delle dita estremamente raffinate.

Il robot è dotato di microdisplay OLED 4K di tipo 1.3 sviluppati da Sony Semiconductor Solutions Corporation. Questi display forniscono immagini ad alta definizione (HD) dell’area target, consentendo agli operatori di monitorare da vicino il movimento degli strumenti chirurgici. La telecamera 3D con qualità 4K trasmette le immagini in tempo reale a un visore VR collegato al tavolo del chirurgo. 

La microchirurgia richiede movimenti estremamente precisi, come l’inserimento di aghi in minuscoli vasi sanguigni, così come movimenti relativamente più ampi, come il tiro dei fili. Pertanto, Sony ha progettato il robot di assistenza alla microchirurgia non solo per semplificare i movimenti molto piccoli, ma anche per facilitare i movimenti più ampi dei chirurghi senza richiedere loro di modificare l’approccio. 

Quindi, utilizzando una tecnica di scala del movimento e un dispositivo di controllo manipolabile con la punta delle dita, simile agli strumenti chirurgici convenzionali, Sony è in grado di far sì che il suo robot esegua procedure estremamente precise in una postura stabile. 

Per movimenti fluidi e senza scatti, l’azienda ha utilizzato giunti a bassa frizione per il braccio robotico, “dai giunti corrispondenti a spalle ed ellissi umane fino ai giunti ultra-piccoli del polso all’estremità dello strumento”. Inoltre, la reattività dei movimenti del robot è migliorata grazie a un sistema di controllo elettrico focalizzato su bassa latenza e su un meccanismo orientato alla leggerezza.

Sebbene i robot che assistono i medici nel settore sanitario esistano da tempo, non hanno ancora raggiunto uno stato completamente autonomo. Attualmente questi robot aiutano i chirurghi a ridurre i movimenti delle mani e a ingrandire la loro visione. Tuttavia, aprono sicuramente nuove possibilità nella chirurgia.

“Nel campo della chirurgia, dove sono richiesti alti livelli di abilità, l’uso di robot chirurgici che assistono nelle operazioni di precisione dovrebbe ridurre il carico di lavoro dei chirurghi e favorire la diffusione di servizi medici avanzati.”

– Sony

Applicazioni potenziali del robot di assistenza alla microchirurgia di Sony

Il prototipo del robot di Sony è stato testato da chirurghi dell’Università Medica di Aichi in Giappone. A febbraio, hanno utilizzato con successo il prototipo per collegare vasi sanguigni animali, segnando il primo caso al mondo di anastomosi vascolari riuscita nella supermicrochirurgia con un robot di assistenza chirurgica.

Lo studio ha valutato la capacità del robot di migliorare le competenze dei microchirurghi principianti e ha riscontrato che il prototipo ha “un controllo eccezionale sui movimenti dei medici inesperti”, ha dichiarato il professor Munekazu Naito dell’Università Medica di Aichi, Dipartimento di Anatomia. Questo consente alla tecnologia del robot di assistenza chirurgica di Sony di eseguire compiti intricati e delicati con l’abilità di esperti esperti. Ha aggiunto:

“Spero che la tecnologia dei robot di assistenza chirurgica porti a un futuro in cui le capacità ampliate dei medici umani consentano pratiche mediche avanzate.”

Tuttavia, il robot non è ancora disponibile per la vendita. Sony spera di utilizzare il robot per migliorare l’efficacia e la precisione della microchirurgia. Il suo design compatto e la console di controllo consentono l’uso in vari contesti, inclusi i siti di emergenza. Il robot di assistenza alla microchirurgia potrebbe rivelarsi prezioso anche durante periodi di carenza di personale, una sfida attuale per i sistemi sanitari di tutto il mondo.

Secondo il comunicato stampa di Sony, la dottoressa Hisako Hara e il dottor Makoto Mihara hanno testato il robot e sono rimasti molto impressionati dal prototipo. Notano che i robot operano in modo naturale e armonioso con i propri movimenti.

Il colosso tecnologico prevede di collaborare con istituzioni mediche e dipartimenti universitari in futuro per perfezionare ulteriormente la sua tecnologia e verificarne l’efficacia. 

Come si può vedere, Sony sta lavorando intensamente nella robotica. L’azienda globale, attiva nei settori del gaming, della musica, dei film, dei prodotti elettronici, delle soluzioni di imaging, della finanza e di altri settori, ha anche esplorato diligentemente la robotica. 

Le attività di R&S di Sony legate alla robotica sono focalizzate sulla creazione di robot che lavorano in collaborazione con gli esseri umani. In questo ambito, l’azienda sta sviluppando un framework per supportare l’elaborazione del riconoscimento e la pianificazione delle azioni, nonché ipotizzando un’architettura per l’elaborazione intelligente avanzata.

Per controllare i movimenti cooperativi dell’intero corpo di un robot, l’azienda utilizza la sua unica procedura di dinamica inversa generalizzata (GID). Questa procedura consente a qualsiasi parte del corpo di muoversi in molti modi diversi e di modificare la sua compliance secondo le necessità.

Gli sforzi di Sony nella robotica includono inoltre attuatori controllati dalla forza. L’attuatore virtualizzato (VA) utilizza le forze articolari calcolate dalla tecnologia brevettata dell’azienda per fornire una stabilità all’avanguardia. Inoltre, esiste il controllo della stabilità multi-contatto per consentire ai robot a gambe di camminare stabilmente anche su terreni irregolari.

Nonostante tutti i progressi che questo gigante sta facendo in vari settori, le azioni dell’azienda sono scese del 15,21% dall’inizio dell’anno (YTD). Con le azioni del Sony Group (SONY: NYSE) attualmente a $80,29, l’azienda ha una capitalizzazione di mercato di $100,25 miliardi. Secondo i dati di CNBC, Sony ha un EPS (TTM) di 5,20, un P/E (TTM) di 15,45 e un ROE (TTM) di 13,68. Il rendimento del dividendo, nel frattempo, è dello 0,69%.

Per quanto riguarda i dati finanziari dell’azienda, nei tre mesi terminati a marzo 2024, Sony ha registrato un aumento del 13% anno su anno dei ricavi, raggiungendo 3,481 trilioni di yen (oltre $22 miliardi). Nel frattempo, l’utile netto dell’azienda è salito del 34% anno su anno, a 189 miliardi di yen (circa $1,21 miliardi).

Il settore dei videogiochi di Sony, in particolare, è in forte crescita, con un utile operativo più che raddoppiato a 105,98 miliardi di yen. L’azienda ha dichiarato di aver venduto 20,8 milioni di unità di PlayStation 5 nell’anno fiscale. Proprio come il settore dei videogiochi, anche il business cinematografico di Sony ha visto il suo utile operativo quasi raddoppiare a 30,67 miliardi di yen. Infatti, Sony Pictures Entertainment ha firmato un accordo di non divulgazione (NDA) per esaminare i libri della casa cinematografica Paramount in vista di una potenziale offerta per i suoi asset.

Quindi, Sony, un’azienda di grande successo con decenni di storia, è entrata nel campo della robotica medica con il suo robot di assistenza alla microchirurgia. Il mercato della robotica chirurgica è in crescita, con una proiezione di raggiungere $18,4 miliardi entro il 2027, rappresentando una grande opportunità per Sony.

Tuttavia, l’assistenza sanitaria non è l’unico settore a cui l’azienda si rivolge; sta anche esplorando la logistica, l’edilizia, l’intrattenimento, il retail e altro ancora. Questo ha senso, dato che i robot sono sempre più considerati il futuro e che le tecnologie più recenti li rendono più sofisticati e capaci.

Recenti progressi nella robotica

L’industria della robotica sta crescendo esponenzialmente man mano che i robot diventano lentamente parte della nostra vita quotidiana. In alcune parti del mondo, questo fenomeno è già iniziato.

Nella sede della società tecnologica sudcoreana Naver, circa 100 robot di servizio alle prime armi consegnano caffè e pacchi. La Cina, nel frattempo, utilizza un cane robotico armato di mitragliatrice nell’esercito. In Australia, il governo ha pubblicato la sua Strategia Nazionale per la Robotica per far crescere il suo ecosistema di robotica e automazione.

Con il passare degli anni, i robot stanno diventando più avanzati e l’intelligenza artificiale (IA) sta contribuendo a far progredire questo ramo dell’ingegneria e dell’informatica, che comprende la concezione, la progettazione, la produzione e il funzionamento dei robot.

Per quanto riguarda i progressi nella robotica, Sony stessa ha compiuto notevoli passi avanti. Quest’anno, l’azienda ha lanciato il suo robot completamente autonomo LEV-2, che ha catturato l’atterraggio di SLIM sulla Luna. LEV-2 è descritto come il robot di esplorazione lunare più piccolo e leggero al mondo, che è stato rilasciato sulla superficie lunare, dove ha trovato autonomamente SLIM, scattato foto e le ha inviate sulla Terra.

Ma ci sono molte altre cose entusiasmanti che accadono nel campo della robotica. Bot multitasking sono in fase di sviluppo per l’uso nei ristoranti fast-food. Ad esempio, Momentum Machines ha creato un robot in grado di preparare un hamburger in 10 secondi. Nel frattempo, robot come UR3 di Universal Robots possono costruire il proprio ricambio, eseguendo una varietà di compiti, come pittura, incollaggio e saldatura.

Parallelamente, una tendenza evidente è l’uso di robot per assistere gli esseri umani in movimenti ripetitivi, sollevamenti pesanti o compiti in ambienti pericolosi. In settori come l’aerospaziale, la logistica e l’industria automobilistica, l’adozione di manipolatori mobili è in aumento. Dotati di telecamere, sensori e bracci manipolatori, questi robot possono manipolare oggetti, eseguire ispezioni e navigare in ambienti complessi.

I giganti tecnologici come Google e Amazon (AMZN ) sono anch’essi molto coinvolti nella robotica. Google sta pianificando di produrre robot operativi con più personalità che gli utenti possono scaricare da un sistema basato su cloud e ha recentemente ottenuto un brevetto per questa innovazione. L’azienda ha già distribuito una flotta di 53 robot AutoRT nei suoi edifici ufficio, dove hanno condotto decine di migliaia di prove. Alcuni di questi robot erano controllati a distanza da operatori umani, mentre altri operavano autonomamente utilizzando il modello di apprendimento AI RT-2 di Google o tramite uno script.

Quest’anno, il team di robotica DeepMind di Google ha annunciato nuovi progressi per aiutare i robot a prendere decisioni migliori, più rapide e più sicure. Questi includono una “Costituzione del Robot”, un’architettura di rete neurale chiamata SARA-RT e una RT-Trajectory per aiutare i robot a eseguire meglio compiti fisici specifici.

Nel frattempo, Amazon ha distribuito robot nei suoi centri operativi. All’inizio di questo mese, un magazzino Amazon ha ricevuto un robot alto 5 piedi e 9 pollici chiamato Digit, che assomiglia a un umano. Attualmente, nella fase di test, Digit è concentrato su un unico compito semplice: raccogliere scatole gialle vuote e trasportarle su un nastro trasportatore a diversi piedi di distanza, ripetendo l’operazione per tutto il giorno.

I robot umanoidi come Digit hanno registrato un boom di investimenti, con startup in questo campo emergente che hanno attratto fino a 1,6 miliardi di dollari di capitale di rischio negli ultimi cinque anni, secondo i dati di PitchBook.

Gli scienziati stanno anche prendendo spunto dalla natura per creare robot più avanzati. Come abbiamo osservato nei nostri articoli precedenti, gli scienziati stanno studiando la capacità delle coleotteri rotanti di raggiungere alta velocità e accelerazione per sviluppare navi robotiche senza equipaggio. Il polpo è un altro animale popolare studiate per le loro ventose e il cervello per creare robot flessibili che possano reagire all’ambiente con molta più sensibilità e precisione.

Il movimento della salamandra ha ispirato la creazione di Pleurobot, mentre il movimento del serpente è stato replicato in Snakebot. Inoltre, Spot di Boston Dynamics, che assomiglia a un cane giallo senza testa, è progettato per ispezionare fabbriche, cantieri e ambienti pericolosi. Questo robot può operare 24 ore al giorno senza interventi, ricaricarsi autonomamente e ricalcolare dinamicamente il percorso attorno a nuovi ostacoli.

Le innovazioni non si fermano qui. I robot sono ora progettati per combattere malattie mortali, fornire compagnia e offrire assistenza terapeutica. I gemelli digitali vengono utilizzati per ottimizzare le prestazioni di un sistema fisico creando una replica virtuale, mentre i veicoli aerei senza pilota (UAV) alimentati dall’IA completano i compiti in modo autonomo.

Considerazioni finali

Come abbiamo visto, l’industria della robotica sta vivendo una rapida crescita, guidata dai progressi nell’IA, nell’apprendimento automatico, nelle tecnologie di visione, nei sensori e in altre tecnologie all’avanguardia che hanno migliorato significativamente le capacità dei robot. Il mercato della robotica è effettivamente previsto crescere fino a $45 miliardi entro il 2028.

Questi progressi tecnologici hanno portato a investimenti e allo sviluppo di robot, che negli ultimi anni sono cresciuti a un ritmo rapido. Dopo tutto, i robot aumentano la produttività e la precisione, riducono costi e rischi e offrono coerenza, flessibilità e precisione. Queste caratteristiche rendono i robot indispensabili in una varietà di settori, tra cui manifattura, assistenza sanitaria, agricoltura, logistica, retail, costruzione, estrazione mineraria, chimica, automotive, elettronica, difesa e ospitalità.

Di conseguenza, aziende e governi si sono impegnati attivamente a far progredire il campo della robotica per migliorare le capacità degli esseri umani in modi senza precedenti.

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