Robot hình người Trung Quốc lần đầu hoàn thành ca phẫu thuật trên cơ thể sống

Công trình được đăng trên tạp chí khoa học danh tiếng Nature, mở ra triển vọng đưa robot hình người đa năng tiến sâu vào những lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác cao như ngoại khoa.

Robot hình người từ biểu diễn thành "bác sĩ phẫu thuật"

Trong nhiều năm qua, khi nhắc đến robot hình người của Trung Quốc, phần lớn công chúng thường nghĩ đến những màn trình diễn nhảy múa, võ thuật hay vận chuyển hàng hóa trong nhà máy. Tuy nhiên, bước tiến mới của robot Unitree G1 đã thay đổi hoàn toàn cách nhìn đó.

Theo nghiên cứu vừa được công bố trên Nature, nhóm khoa học trẻ thuộc thế hệ sinh sau năm 2000 đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng robot hình người đa năng để thực hiện phẫu thuật nội soi trên cơ thể sống. Điều đáng chú ý là họ không phát triển một cỗ máy chuyên dụng hoàn toàn mới mà tận dụng chính mẫu robot thương mại Unitree G1, dòng robot từng gây chú ý nhờ khả năng di chuyển linh hoạt và chi phí thấp hơn nhiều so với các robot công nghiệp truyền thống.

Để phục vụ phẫu thuật, nhóm nghiên cứu chỉ cần thiết kế thêm một bộ gá ở phần bàn tay giúp robot có thể cầm nắm các dụng cụ nội soi tiêu chuẩn vốn đang được sử dụng tại bệnh viện. Bác sĩ điều khiển từ xa thông qua bàn điều khiển, còn mọi chuyển động của tay được truyền gần như đồng bộ sang hai cánh tay robot với độ chính xác rất cao.

Nhờ cách tiếp cận này, Unitree G1 có thể sử dụng ngay những dụng cụ y tế phổ biến thay vì phải phát triển cả một hệ sinh thái thiết bị chuyên biệt như nhiều hệ thống robot phẫu thuật hiện nay.

Hai ca mổ trên lợn đánh dấu cột mốc của robot hình người

Để kiểm chứng khả năng ứng dụng, nhóm nghiên cứu đã tiến hành hai ca cắt túi mật nội soi trên lợn sống. Ở ca đầu tiên, một robot Unitree G1 đảm nhiệm vai trò chính trong quá trình phẫu thuật, trong khi bác sĩ đứng cạnh hỗ trợ khi cần thiết. Toàn bộ ca mổ kéo dài khoảng 56 phút và được hoàn thành mà không xảy ra biến chứng nghiêm trọng.

Đáng chú ý hơn là ca phẫu thuật thứ hai. Lần này, hai robot Unitree G1 cùng phối hợp làm việc. Một robot đảm nhiệm việc giữ camera nội soi để cung cấp hình ảnh, robot còn lại thực hiện toàn bộ thao tác phẫu thuật.

Theo nhóm nghiên cứu, suốt quá trình kéo dài khoảng 32 phút, hai robot đã hoàn thành toàn bộ quy trình gần như không cần sự can thiệp trực tiếp của con người. Những tình huống phát sinh như chảy máu nhẹ hay rò rỉ dịch mật cũng được xử lí theo đúng quy trình.

Đây được xem là lần đầu tiên trên thế giới một nền tảng robot hình người đa năng hoàn thành trọn vẹn quy trình phẫu thuật nội soi tiêu chuẩn trên động vật sống.

Thành công này đặc biệt có ý nghĩa bởi robot hình người vốn không được thiết kế riêng cho ngành y tế. Điều đó cho thấy với hệ thống điều khiển đủ chính xác và phần mềm phù hợp, một nền tảng robot đa năng vẫn có thể đảm nhiệm những thao tác ở cấp độ milimet vốn trước đây chỉ dành cho các hệ thống chuyên dụng.

Đứng sau công trình là Lương Trạch Khải, nghiên cứu sinh tiến sĩ thuộc Đại học California San Diego (UC San Diego). Chàng trai sinh sau năm 2000 này tốt nghiệp Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung vào năm 2023 trước khi theo đuổi nghiên cứu về robot phẫu thuật tại Mỹ. Việc Lương Trạch Khải vừa là tác giả chính, vừa là tác giả liên hệ của một công trình đăng trên Nature ở độ tuổi rất trẻ cũng thu hút sự chú ý lớn từ cộng đồng khoa học.

Có thể thay đổi cuộc chơi của robot y tế nhưng vẫn còn nhiều rào cản

Sự xuất hiện của Unitree G1 khiến nhiều người đặt câu hỏi: nếu robot phẫu thuật đã tồn tại từ lâu, tại sao thành tựu này lại được đánh giá cao? Câu trả lời nằm ở triết lí thiết kế hoàn toàn khác.

Những hệ thống như robot phẫu thuật da Vinci vốn được phát triển dành riêng cho phòng mổ. Chúng có giá rất cao, thường lên tới hàng triệu USD, khối lượng lớn, đòi hỏi bệnh viện phải đầu tư cơ sở hạ tầng riêng, đội ngũ bảo trì chuyên biệt và quy trình vận hành phức tạp. Đổi lại, chúng mang đến độ ổn định và độ chính xác rất cao trong các ca phẫu thuật.

Trong khi đó, Unitree G1 là robot hình người được sản xuất hàng loạt phục vụ nhiều mục đích khác nhau. Robot chỉ nặng khoảng 27 kg, có thể dễ dàng di chuyển giữa nhiều địa điểm và không yêu cầu cải tạo toàn bộ phòng mổ để đưa vào vận hành.

Ý tưởng của nhóm nghiên cứu là tận dụng phần cứng phổ thông có chi phí thấp, sau đó bổ sung phần mềm điều khiển cùng các phụ kiện phù hợp để thực hiện những nhiệm vụ vốn chỉ các thiết bị chuyên dụng mới đảm nhiệm được.

Nếu hướng đi này tiếp tục thành công, chi phí triển khai robot hỗ trợ phẫu thuật có thể giảm đáng kể, tạo cơ hội để nhiều bệnh viện tuyến dưới tiếp cận công nghệ hiện đại.

Xa hơn nữa, robot hình người đa năng có thể trở thành một nền tảng chung giống như máy tính ngày nay. Thay vì chế tạo một loại robot riêng cho từng lĩnh vực, các nhà phát triển chỉ cần thay đổi công cụ ở đầu cánh tay và cài đặt phần mềm phù hợp. Một robot có thể làm việc trong nhà máy, hỗ trợ chăm sóc người cao tuổi, tham gia cứu hộ hoặc hỗ trợ phẫu thuật.

Đó là mô hình mà nhiều chuyên gia robot học đã theo đuổi trong nhiều năm: phần cứng mang tính phổ quát, còn chức năng được quyết định bởi phần mềm và thiết bị ngoại vi.

Đối với ngành y tế, viễn cảnh hấp dẫn nhất là khả năng phổ cập dịch vụ chăm sóc sức khỏe chất lượng cao. Nếu robot hình người có thể thực hiện các ca mổ dưới sự điều khiển từ xa của bác sĩ giàu kinh nghiệm, khoảng cách giữa bệnh viện tuyến trung ương và cơ sở y tế vùng sâu, vùng xa có thể được thu hẹp đáng kể. Công nghệ này cũng hứa hẹn phát huy tác dụng trong các khu vực thiên tai, chiến trường hoặc nơi thiếu bác sĩ chuyên khoa.

Dù vậy, các chuyên gia cũng nhấn mạnh rằng thành tựu hiện nay mới chỉ dừng ở giai đoạn thử nghiệm trên động vật. Để robot hình người được phép tham gia phẫu thuật trên người còn cần vượt qua hàng loạt bước đánh giá nghiêm ngặt về độ an toàn, tính ổn định, độ tin cậy của phần mềm, quy trình cấp phép y tế cũng như các vấn đề đạo đức và pháp lí.

Nói cách khác, còn khá lâu nữa robot hình người mới có thể trở thành hình ảnh quen thuộc trong phòng mổ. Tuy nhiên, việc chứng minh được khả năng hoàn thành một ca phẫu thuật tiêu chuẩn trên cơ thể sống đã đánh dấu bước chuyển quan trọng, cho thấy robot hình người không còn chỉ là nền tảng phục vụ trình diễn hay lao động đơn giản, mà đang dần tiến vào những lĩnh vực có yêu cầu kĩ thuật khắt khe nhất.

Trong bối cảnh cuộc đua trí tuệ nhân tạo và robot đang diễn ra trên toàn cầu, thành công của Unitree G1 là tín hiệu cho thấy ranh giới giữa robot đa năng và robot chuyên dụng đang dần được xóa nhòa. Nếu những kết quả này tiếp tục được xác nhận qua các nghiên cứu lâm sàng trong tương lai, ngành robot y tế có thể bước sang một giai đoạn phát triển hoàn toàn mới, nơi một robot hình người sản xuất hàng loạt cũng đủ khả năng hỗ trợ thực hiện những nhiệm vụ vốn chỉ thuộc về các hệ thống đắt đỏ và chuyên biệt.

Bùi Tú