Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Rencontrez Carol Reiley

Avez-vous déjà fabriqué un robot qui ne fonctionnait pas correctement, du moins au début? En robotique amateur, ce n’est pas grave, et les robots industriels n’ont pas encore atteint la fin du monde, mais avec la robotique chirurgicale, être à un millimètre de distance peut signifier la vie ou la mort - ou du moins des complications. Bienvenue dans le monde de Carol Reiley. Elle a co-rédigé et co-écrit les projets Air Guitar Hero et Blood Pressure Monitor présentés dans ce numéro de MAKE. Elle vient de terminer un doctorat. dans la robotique chirurgicale de Johns Hopkins, où elle a (entre autres) développé des bras à retour de force précis pour nouer des nœuds chirurgicaux à distance.

Maintenant, Reiley travaille chez Intuitive Surgical, fabricant du système chirurgical da Vinci. Ces robots ne fonctionnent pas de manière autonome; au lieu de cela, les médecins les utilisent pour exécuter des procédures chirurgicales précises ou pour améliorer leur capacité de voir à l’intérieur du corps du patient. La précision améliorée et la réduction des traumatismes de la chirurgie robotique se traduisent par une diminution de la douleur du patient et une réduction du temps de récupération.

Pourtant, même si elle passe ses journées à développer des robots chirurgicaux de plusieurs millions de dollars, Reiley reste active en tant que fabricant qui aime rechercher des moyens simples et peu coûteux de résoudre de gros problèmes de santé. MAKE s’est entretenu avec elle pour savoir comment elle a trouvé son créneau et comment elle souhaite changer la chirurgie au cours des prochaines décennies.

Pool Bot: Triton RUV (véhicule sous-marin distant) de la classe de robotique du professeur Chris Kitts à l’Université de Santa Clara, où Carol Reiley a commencé à travailler avec des robots.

Qu'est-ce qui vous a amené à la robotique chirurgicale?

Mon père est ingénieur et il m'a appris, à moi et à mon frère, à programmer des ordinateurs en huitième année. J'ai toujours eu un intérêt pour le mélange d'informatique et d'ingénierie.

Je n'ai jamais vraiment voulu être médecin, mais tout au long de mes études secondaires, je me suis portée volontaire dans un hôpital. J'y ai vu beaucoup et j'ai réalisé que je voulais avoir un impact. En tant que médecin, vous sauvez une vie à la fois, mais en tant qu’ingénieur, je pourrais construire quelque chose qui pourrait changer la façon dont la chirurgie est réalisée et potentiellement sauver des millions de vies.

Comment as-tu commencé à travailler avec des robots?

En tant qu'étudiant de premier cycle à l'Université Santa Clara, j'ai eu la grande chance de travailler avec un professeur disposant d'un laboratoire pour les robots terrestres, marins et spatiaux. C'était très pratique, et la robotique sous-marine semblait tellement cool! Nous avons construit un véhicule télécommandé, sous-marin, peu coûteux et opérant dans une petite piscine. J’ai obtenu une licence de plongée, nous sommes allés sur le terrain, c’est ainsi que j’ai commencé à construire des robots.

Passer des robots sous-marins à la salle d’opération est un grand pas en avant!

Mes professeurs ont eu une influence incroyable sur ma vie. En tant qu'étudiant diplômé, j'ai rencontré un professeur à Hopkins qui travaillait beaucoup avec la robotique chirurgicale. J'ai réalisé qu'il y avait tellement de problèmes à résoudre, par exemple, comment donner au toucher un toucher aux robots, de sorte qu'un médecin utilisant un robot chirurgical peut sentir la dureté ou la texture. J'ai fini ma thèse de maîtrise sur la technologie haptique.

Existe-t-il un juste équilibre entre technologie robotique et expertise humaine?

L’autonomie des robots ne m’a jamais intéressé; Je suis beaucoup plus intéressé par l’interaction homme-machine. Je ne veux pas que les robots puissent vous opérer de manière autonome, mais je veux que les ordinateurs comprennent ce qui se passe, afin qu'ils puissent assister les médecins de manière que même un assistant humain ne puisse pas - avec un bras supplémentaire ou par fournir une vision améliorée. Actuellement, je suis en stage chez Intuitive Surgical, la société qui fabrique le robot chirurgical da Vinci (youtu.be/rP25mga2x8M), qui peut déjà redimensionner les mouvements, grossir les vues et fournir une vision 3D. Les robots peuvent aider un médecin à devenir un super chirurgien.

Comment les médecins contrôlent-ils les robots chirurgicaux?

C’est ce que j’aime penser: la façon dont les humains interagissent avec les machines. Il reste encore beaucoup de travail à faire dans ce domaine. Quelle que soit la "sensation" d'un robot, nous souhaitons transmettre ces informations à un médecin de manière réaliste. Cela peut signifier un robot esclave - un appareil physique qui donne directement des informations à un médecin dans un environnement physique. Ou ce peut être un

environnement virtuel, où les conditions sont simulées sur un ordinateur pour répliquer et manipuler un environnement physique.

Dans les deux cas, l'objectif est de fournir une expérience plus réaliste. Cela pourrait signifier un sens du toucher immersif, avec des attributs tels que le poids, la pression et la sensation. Ou, dans un environnement virtuel, pour fournir des informations supplémentaires telles que des données numériques. Je veux que les choses se sentent plus naturelles et filtrent les informations superflues.

Il est difficile d’imaginer un médecin en train de pratiquer une chirurgie sans retour tactile.

En chirurgie à main ouverte, le chirurgien peut sentir la dureté des tissus, la pression des pièces d'anatomie environnantes, tout changement physique survenant au cours d'une procédure, etc. Les robots chirurgicaux travaillent dans un environnement très difficile. Contrairement aux robots industriels, qui fonctionnent plus ou moins dans un espace libre, les robots chirurgicaux opèrent à l'intérieur de très petites incisions dans le corps. L'espace restreint signifie qu'il y a beaucoup de pressions physiques sur les outils chirurgicaux, ce qui rend très difficile de déterminer laquelle de ces pressions doit être traduite en retour haptique. De plus, les capteurs sur les bras robotiques doivent être stérilisés à l'autoclave, ce qui les rend très difficiles. Les haptiques sont viables en recherche, mais dans le monde réel, c’est beaucoup plus compliqué.

Alors, où sont les frontières de la robotique chirurgicale?

Les robots chirurgicaux n’ont pas d’intelligence à l’heure actuelle, mais c’est le genre de chose sur laquelle j’ai travaillé pendant les études supérieures. Je vois l'ajout de cette intelligence au prochain niveau; c’est comme ça que nous pouvons vraiment révolutionner la salle d’opération. Il y a trois frontières: avoir dans la salle d'opération des robots fonctionnant comme de véritables assistants, afin qu'ils agissent et anticipent comme une infirmière en chirurgie expérimentée tout au long d'une procédure. Une autre frontière est l’augmentation, avec des capacités telles que le mouvement accru pour guider le chirurgien qui effectue une tâche, ou la vision augmentée, pour donner aux chirurgiens des capacités qu’ils n’auraient vraiment pas autrement. La troisième frontière consiste à automatiser des tâches fastidieuses, répétitives ou ennuyeuses, comme la fermeture d'une incision chirurgicale.

Cela sonne bien, mais cela sonne aussi cher.

Il est! Aujourd'hui, un robot chirurgical coûte environ 2 millions de dollars. Mais c’est aussi pour cette raison que j’ai lancé un projet appelé TinkerBelle Laboratories. TinkerBelle est un groupe d’ingénieurs que j’ai appris à connaître et nous essayons ensemble de développer des solutions simples pour faire face aux grands problèmes mondiaux. Dans le secteur de la santé, par exemple, de nombreuses femmes enceintes dans les pays en développement souffrent d’hypertension, ce qui peut entraîner de nombreux problèmes de santé. Mais dans ce type d’environnement, relativement peu de personnes savent comment mesurer correctement la tension artérielle. Nous avons donc créé un tensiomètre automatisé très facile à utiliser, ne nécessitant aucune formation et pouvant être fabriqué à très faible coût.

J'ai tendance à penser à deux niveaux différents en même temps. J'adore travailler avec les machines robotiques les plus sophistiquées du monde, mais j'aime aussi travailler sur des problèmes qui nécessitent des solutions peu coûteuses. Je me rends compte que ces deux impulsions vont dans des directions opposées, mais elles sont toutes les deux très intéressantes pour moi car elles vous obligent à concevoir et à construire des choses de manières très différentes.

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