Sony viser kirurgisk presisjon med robotikk i nylig mikrokirurgi-demo

Nylig avslørte Sony en prototype av en robot designet for å assistere i mikrokirurgi. Selv om den fortsatt er i utviklingsstadiet, er dette en stor prestasjon med potensial til å revolusjonere presisjonskirurgi.

Robotens offentlige debut fant sted for et par uker siden på IEEE International Conference on Robotics and Automation 2024.

Deretter ble en video av den samme publisert på YouTube. Lastet opp av Sony Group, videoen med tittelen ‘Microsurgery Assistance Robot Stitching a Corn Kernel’ demonstrerte nøyaktigheten til en prototype av mikrokirurgi-assisterende robot i suturering av en maiskjerne med små nåler. Denne roboten, som er første i sitt slag, har allerede blitt testet med suksess i dyrekirurgi. 

Ifølge Sony stammer den nye utviklingen fra selskapets forpliktelse til å gjøre avanserte operasjoner mer tilgjengelige både for de som utfører behandlingen og for de som trenger den. Dette initiativet representerer et betydelig fremskritt innen forskning og utvikling av robotteknologi for kirurgisk assistanse.

Mikrokirurgi innebærer arbeid på ekstremt små områder, ofte mindre enn en millimeter. Slike prosedyrer krever høy ferdighetsnivå, utføres gjennom et mikroskop, og kan vanligvis kun utføres av et begrenset antall leger og institusjoner. 

Mikrokirurgi-assisterende robot opererer fjernstyrt og kan hjelpe kirurger med å operere på svært små og ekstremt delikate kroppsdeler: årer, nerver og vev. Den gjør det mulig for kirurger å utføre oppgaver i en skala opptil ti ganger mindre enn det som er mulig med menneskelige hender alene.

Videoen av maiskjerneoperasjonen viser en kirurg som skjærer opp en liten kjerne og nøye setter den sammen igjen ved hjelp av penner på utstyr som fjernstyrer de robotarmene som utfører operasjonen.

Sonys robotsystem består av en konsoll på bordet som opereres av kirurgen og en robot som utfører prosedyrer på pasienten. Prototype-roboten leveres med en liten, lett og svært sensitiv kontrollenhet som gjenspeiler de delikate bevegelsene til menneskelige fingre. Roboten replikerer alle bevegelsene som kirurgens hender gjør på konsollen. 

Det finnes også en miniatyr automatisk instrumentbytte som gjør det mulig for roboten å selvstendig bytte mellom verktøy på under 10 sekunder, og det med en enkel kommando. Denne evnen gir mer stabile og raskere bytter, reduserer forsinkelser og avbrytelser under operasjonen. Den eliminerer også behovet for at kirurger må ha svært finmotorisk fingerkoordinasjon.

Roboten er utstyrt med 1,3-type 4K OLED-mikroskjermer utviklet av Sony Semiconductor Solutions Corporation. Disse skjermene gir høyoppløselige (HD) bilder av det målrettede området samtidig som operatørene kan overvåke bevegelsen til kirurgiske instrumenter nøye. 3D‑kameraet med 4K‑kvalitet overfører bildene i sanntid til et VR‑headset festet til kirurgens bord. 

Mikrokirurgi krever ekstremt presise bevegelser, som å sette nåler inn i små blodkar, samt relativt større bevegelser, som å trekke tråder. Derfor har Sony designet mikrokirurgi-assisterende robot til ikke bare å forenkle de svært små bevegelsene, men også å legge til rette for kirurgenes større bevegelser uten at de må justere tilnærmingen. 

Dermed, ved å bruke en bevegelsesskaleringsmetode og en kontrollenhet som kan manipuleres med fingertuppene, på samme måte som konvensjonelle kirurgiske instrumenter, kan Sony få roboten til å levere ekstremt presise prosedyrer i en stabil posisjon. 

For jevne og rykkfrie bevegelser brukte selskapet lavfriksjonsledd for robotarmen, «fra leddene som tilsvarer menneskelige skuldre og albuer til de ultra‑små håndleddleddene på instrumentets spiss». I tillegg forbedres responsen til robotbevegelsene gjennom et elektrisk kontrollsystem med fokus på lav latens og et lettvekt‑fokusert mekanisk system.

Selv om roboter som assisterer leger innen medisinsk felt har eksistert en stund nå, har de ennå ikke oppnådd fullstendig autonom status. Disse robotene hjelper i dag kirurger med å redusere håndbevegelser og forstørre synsfeltet deres. De åpner imidlertid definitivt opp for nye muligheter innen kirurgi.

“Innen kirurgi, hvor høyt ferdighetsnivå kreves, forventes bruken av kirurgiske roboter som assisterer med presisjonsoperasjoner å redusere kirurgens arbeidsbelastning og bidra til å fremme spredningen av avanserte medisinske tjenester.”

– Sony

Potensielle anvendelser av Sonys mikrokirurgi-assisterende robot

Sonys robotprototype ble testet av kirurger ved Aichi Medical University i Japan. I februar brukte de prototypen med suksess til å koble sammen dyreblodkar, noe som markerer verdens første tilfelle av vellykket blodkar-anastomose i supermikrokirurgi med en kirurgisk assisterende robot.

Studien vurderte robotens evne til å forbedre ferdighetene til nybegynnermikrokirurger og fant at prototypen har «eksepsjonell kontroll over bevegelsene til uerfarne leger», sa professor Munekazu Naito ved Aichi Medical University, avdeling for anatomi. Dette gjør at Sonys teknologi for kirurgisk assistanse kan utføre intrikate og delikate oppgaver med dyktigheten til erfarne eksperter. Han la til:

“Jeg håper at teknologi for kirurgisk assistanse‑robot vil bringe en fremtid hvor de utvidede evnene til menneskelige leger muliggjør avanserte medisinske praksiser.”

Imidlertid er roboten ennå ikke tilgjengelig for salg. Sony håper å bruke roboten til å forbedre effektiviteten og nøyaktigheten i mikrokirurgi. Dens kompakte design og kontrollkonsoll gjør den egnet for bruk i ulike miljøer, inkludert katastrofeområder. Mikrokirurgi-assisterende robot kan også vise seg verdifull under perioder med personalmangel, som er en nåværende utfordring for helsesystemer over hele verden.

Ifølge Sonys pressemelding har Dr. Hisako Hara og Dr. Makoto Mihara testet roboten og er svært imponert over prototypen. De bemerker at robotene opererer naturlig og harmonisk med sine egne bevegelser.

Teknologigiganten planlegger å samarbeide med medisinske institusjoner og universitetsmedisinske avdelinger i fremtiden for å videre finpusse teknologien og verifisere dens effektivitet. 

Som det kan sees, jobber Sony hardt med robotikk. Det globale selskapet som er involvert i spill, musikk, filmer, elektronikkprodukter, bildeløsninger, finans og andre virksomheter har også grundig utforsket robotikk. 

Sonys FoU-aktiviteter relatert til robotikk er fokusert på å skape roboter som samarbeider med mennesker. På dette området utvikler selskapet en ramme for å bistå i gjenkjenningsbehandling og handlingsplanlegging, samt å hypotetisere en arkitektur for avansert intelligent prosessering.

For å kontrollere en robots helkropps‑kooperative bevegelser, bruker selskapet sin unike generaliserte inverse dynamikk‑prosedyre (GID). Denne prosedyren gjør det mulig for enhver del av kroppen å bevege seg på mange ulike måter og endre sin ettergivenhet etter ønske.

Sonys robotikkinnsats omfatter også kraftstyrte aktuatorer. Den virtualiserte aktuatoren (VA) bruker leddkreftene beregnet av selskapets patenterte teknologi for å levere toppmoderne stabilitet. Deretter finnes multi‑kontakt stabilitetskontroll som gjør at benete roboter kan gå stabilt selv om bakken er ujevn.

Til tross for all fremdriften dette gigantiske selskapet har gjort på ulike områder, har aksjene deres falt 15,21 % år‑til‑dato (YTD). Sony Group-aksjer (SONY: NYSE) handles for tiden til $80,29, og selskapet har en markedsverdi på $100,25 mrd. 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. Utbytteavkastningen er derimot 0,69 %.

Når det gjelder selskapets økonomi, rapporterte Sony for de tre månedene som avsluttet i mars 2024 en økning på 13 % år‑over‑år i inntektene til 3,481 billion yen (over $22 mrd). Selskapets nettoresultat økte samtidig med 34 % år‑over‑år til 189 billion yen (ca. $1,21 mrd).

Sonys spillvirksomhet har spesielt blomstret, med driftsresultat som mer enn doblet seg til 105,98 billion yen. Selskapet rapporterte at de solgte 20,8 millioner enheter av PlayStation 5 i regnskapsåret. På samme måte så Sonys filmvirksomhet driftsresultatet nesten doble seg til 30,67 billion yen. Faktisk har Sony Pictures Entertainment signert en konfidensialitetsavtale (NDA) for å se på Paramount Studios regnskaper i forkant av et potensielt bud på deres eiendeler.

Dermed har Sony, et svært suksessrikt selskap med mange tiår med historie, gått inn i medisinsk robotikk med sin mikrokirurgi-assisterende robot. Markedet for kirurgisk robotikk vokser, og forventes å nå $18,4 mrd innen 2027, noe som gir en stor mulighet for Sony.

Imidlertid er helsevesenet ikke den eneste sektoren selskapet retter seg mot; de utforsker også logistikk, bygg, underholdning, detaljhandel og mer. Dette gir mening, gitt at roboter i økende grad blir sett på som fremtiden, og at den nyeste teknologien gjør dem mer sofistikerte og kapable.

Nylige fremskritt innen robotikk

Robotikkindustrien vokser eksponentielt ettersom roboter sakte blir en del av vårt daglige liv. I noen deler av verden har dette allerede begynt å skje.

På hovedkvarteret til det søkoreanske teknologiselskapet Naver leverer omtrent 100 nybegynner‑service‑roboter kaffe og pakker. Kina bruker derimot en robothund utstyrt med maskingevær i militæret. I Australia har regjeringen publisert sin nasjonale robotikkstrategi for å utvikle sitt økosystem for robotikk og automatisering.

For hvert år som går blir roboter mer avanserte, og kunstig intelligens (AI) bidrar til å fremme denne grenen av ingeniørfag og datavitenskap, som omfatter konseptualisering, design, produksjon og drift av roboter.

Når det gjelder fremskritt innen robotikk, har Sony selv gjort store fremskritt. I år hadde selskapet sin fullt autonome robot LEV-2 som fanget SLIMs landing på månen. LEV-2 er beskrevet som verdens minste og letteste robot for måneutforskning, som ble sluppet på månens overflate, hvor den autonomt fant SLIM, tok bilder og sendte dem til jorden.

Men det skjer mange flere spennende ting innen robotikk. Multi‑oppgave‑roboter utvikles for bruk i hurtigmatrestauranter. For eksempel har Momentum Machines laget en robot som kan lage en hamburger på 10 sekunder. Samtidig kan roboter som UR3 fra Universal Robots bygge sin egen erstatning og utføre en rekke oppgaver, som maling, liming og lodding.

Samtidig er en tydelig trend bruken av roboter for å assistere mennesker med repeterende bevegelser, tung løfting eller oppgaver i farlige miljøer. I sektorer som luftfart, logistikk og bilindustri øker adopsjonen av mobile manipulatorer. Utstyrt med kameraer, sensorer og manipulatorarmer kan disse robotene manipulere objekter, utføre inspeksjoner og navigere i komplekse omgivelser.

Teknologigiganter som Google og Amazon (AMZN ) er også sterkt involvert i robotikk. Google planlegger å produsere arbeidsroboter med flere personligheter som brukere kan laste ned fra et skybasert system, og har nylig skaffet seg et patent på denne innovasjonen. Selskapet har allerede distribuert en flåte på 53 AutoRT‑roboter i sine kontorbygg, hvor de har gjennomført titusenvis av tester. Noen av disse robotene ble fjernstyrt av menneskelige operatører, mens andre opererte enten autonomt ved bruk av Googles RT‑2 AI‑læringsmodell eller etter et skript.

I år kunngjorde Googles DeepMind-robotikkteam nye fremskritt for å hjelpe roboter med å ta bedre, raskere og sikrere beslutninger. Disse inkluderte en «Robot Constitution», en nevralt nettverksarkitektur kalt SARA‑RT, og en RT‑Trajectory for å hjelpe roboter med å utføre spesifikke fysiske oppgaver bedre.

Samtidig har Amazon distribuert roboter på sine driftsanlegg. Tidligere denne måneden fikk et Amazon‑lager en 5‑fot‑9‑tommer robot kalt Digit som ligner et menneske. For øyeblikket, i testfasen, er Digit kun fokusert på én enkel oppgave: å plukke opp tomme gule bokser og transportere dem til en transportbånd flere meter unna, gjentatte ganger hele dagen.

Humanoide roboter som Digit har opplevd en investeringsboom, med oppstartsbedrifter i dette unge feltet som har tiltrukket opptil $1,6 mrd i risikokapital de siste fem årene, ifølge PitchBook-data.

Forskere tar også inspirasjon fra naturen for å skape mer avanserte roboter. Som vi bemerket i våre tidligere artikler, forskere studerer virvelbillers evne til høy hastighet og akselerasjon for å utvikle ubemannede robotskip. Blekksprut er et annet populært dyr studert for deres sugekopper og hjerne for å lage fleksible roboter som kan reagere på omgivelsene med mye større følsomhet og presisjon.

Salamandrenes bevegelse inspirerte skapelsen av Pleurobot, mens slangens bevegelse er blitt replikert i Snakebot. I tillegg er Boston Dynamics’ Spot, som ligner en hodeløs gul hund, designet for å inspisere fabrikker, byggeplasser og farlige miljøer. Denne roboten kan operere 24 timer i døgnet uten inngrep, lade seg selv autonomt, og dynamisk omplanlegge rundt nye hindringer. 

Innovasjonene stopper ikke der. Roboter blir nå designet for å bekjempe dødelige sykdommer, gi selskap og tilby terapeutisk assistanse. Digitale tvillinger brukes til å optimalisere ytelsen til fysiske systemer ved å lage en virtuell kopi, mens ubemannede luftfartøy (UAV) drevet av AI fullfører oppgaver uavhengig. 

Avsluttende tanker

Som vi har sett, opplever robotikkindustrien rask vekst, drevet av fremskritt innen AI, maskinlæring, bildeteknologi, sensorer og annen banebrytende teknologi som har forbedret robotenes evner betydelig. Robotikkmarkedet forventes faktisk å vokse til $45 mrd innen 2028.

Disse teknologiske fremskrittene har ført til investeringer i og utvikling av roboter, som har vokst i raskt tempo de siste årene. Til syvende og sist øker roboter produktivitet og nøyaktighet, reduserer kostnader og risiko, og tilbyr konsistens, fleksibilitet og presisjon. Disse egenskapene gjør roboter uvurderlige på tvers av en rekke bransjer, inkludert produksjon, helsevesen, landbruk, logistikk, detaljhandel, bygg, gruvedrift, kjemisk industri, bilindustri, elektronikk, forsvar og gjestfrihet.

Som et resultat har selskaper og myndigheter vært aktivt engasjert i å fremme robotikkfeltet for å forbedre menneskers evner på enestående måter.

Klikk her for en liste over de ti beste robotikkselskapene.