Umělá inteligence už dávno není otázkou budoucnosti, stala se nedílnou součástí našich životů. Poslední dobou se roboti čím dál více uplatňují v průmyslu, kde dlouhodobě chybí pracovní síla. Velkou roli hrají také ve zdravotnictví. Usnadňují práci se vzorky, umožňují provádět komplikované operační zákroky a slibnou budoucnost mají i v reprodukční medicíně. Zvýší totiž šanci, že žena porodí zdravé dítě.

V současnosti patří mezi nejrozšířenější roboty ve zdravotnictví systém da Vinci. Ten je tvořen takzvanou operační konzolí v podobě čtyřramenného operačního systému, přístrojovou věží a ovládací konzolí. Pomáhá všude tam, kam je z anatomických příčin obtížný přístup při otevřené, případně i laparoskopické metodě. Robotické operace jsou zároveň pro pacienta šetrnější. Výhody mají ale i pro operatéry − lékař provádějící zákrok nemusí nad pacientem stát někdy i dlouhé hodiny, ale může v klidu a pohodlně sedět před ovládací konzolí.

Napříč celou republikou

V České republice je hned několik center robotické chirurgie, a sice v pražské Ústřední vojenské nemocnici a ve Fakultní nemocnici v Motole, dále v nemocnicích v Ústí nad Labem, Novém Jičíně, v Mostišti, v Hradci Králové, Masarykově onkologickém ústavu v Brně či ve Fakultní nemocnici Olomouc.

Hranice se posouvají

Světovým centrem výzkumu v oboru lékařské techniky je Houston v americkém státě Texas. Ročně jej navštíví zhruba deset milionů pacientů.

Právě zde, v Texas Medical Center (TMC), otevřela v roce 2019 společnost ABB nové výzkumné zařízení, zaměřené na nechirurgické lékařské robotické systémy.

Kolaborativní roboti ABB, kteří se již uplatňují v potravinářských laboratořích na celém světě, jsou vhodní i pro použití v lékařských laboratořích. Nepotřebují bezpečnostní zábrany a ve spolupráci s lidmi pracují bezpečně a efektivně.

Velikost trhu nechirurgických lékařských robotů do roku 2025 se podle interního průzkumu ABB odhaduje na téměř 60 tisíc robotů.

V posledním jmenovaném zařízení funguje robotické centrum už od roku 2009 a jezdí se tam léčit pacienti i ze sousedního Slovenska a Polska. Loni lékaři oslavili obdivuhodné jubileum, robotickým systémem da Vinci provedli třítisící operaci. Jedná se především o urologické zákroky, ale také o gynekologické. Dva roky pak robota používají lékaři z Kliniky otorinolaryngologie a chirurgie hlavy a krku.

"Postupně jsme přestali otevřeně operovat prostaty. Máme k dispozici nejmodernější generaci robota da Vinci na světě a jedná se o opravdu drahou technologii. K tomu je třeba připočíst špičkový personál, jenž své zkušenosti získává na certifikovaných školeních například v Belgii nebo Francii. Přirovnal bych to třeba k podobně přísnému výcviku, jakým procházejí piloti boeingů," přibližuje práci lékařů přednosta olomoucké urologické kliniky Vladimír Študent.

Robot v roli dirigenta

Víceramenný laparoskopický operační systém da Vinci simuluje pohyby lidských rukou v těle pacienta. Lékař sedí u ovládací konzole, operační pole vidí pomocí stereoskopického zobrazovacího kanálu a prostřednictvím joysticků ovládá nástroje v rukách robota.

Úspěch sklízí i společnost ABB se svým robotem YuMi. Tento pomocník se dvěma pažemi letos slaví už šesté narozeniny. Stále častěji nachází uplatnění ve zdravotnictví a ve farmaceutických společnostech. Konstruktéři ho navrhli tak, aby mohl pracovat v těsné blízkosti lidí. Základem je ergonomický design doplněný řadou bezpečnostních funkcí. Robot má pevnou kostru z hořčíkové slitiny pokrytou pružným plastovým pláštěm zabaleným do měkkého polstrování. Co se týče designu, konstruktéři odstranili jakékoliv body, v nichž by mohlo dojít k uskřípnutí, a začleněny byly i prvky zajišťující pokročilé ovládání pohybu a detekci možných kolizí.

"YuMi si získal neuvěřitelnou popularitu a stal se základem nové kategorie malých kolaborativních robotů (spolupracují s člověkem a pomáhají při různých úkonech, při nichž je potřeba vysoká a stále stejná přesnost − pozn. red.) určených pro manipulaci s materiálem, montáž a kontrolu. Současně pomohl zpopularizovat využívání takových robotů v mnoha dalších oblastech. Díky tomu jsou využívány v neustále se zvyšujícím počtu aplikací od výroby a montáž až po zdravotnictví," podotýká Sami Atiya, prezident jednotky ABB robotika a automatizace.

Například americká společnost Copan Diagnostics využívá pracovní stanici s integrovaným robotem YuMi a HEPA filtry k manipulaci se vzorky tkání, kostí a sterilních tekutin nebo k transportu krevních kultur a vzorkovacího materiálu.

YuMi je skutečně populární po celém světě. "Setkal" se s Angelou Merkelovou a Barackem Obamou. Zkusil si roli dirigenta při koncertu Andrey Bocelliho nebo servírování kávy zákazníkům ve známých obchodních domech, třeba v londýnském Selfridges a newyorském Bloomingdales.

Robot Paro, chlupatý robot s podobou tuleního mláděte, pacientům s depresí a různými formami demence nahrazuje domácího mazlíčka, o něhož se starají.
Robot Paro, chlupatý robot s podobou tuleního mláděte, pacientům s depresí a různými formami demence nahrazuje domácího mazlíčka, o něhož se starají.
Foto: Shutterstock

Umělá inteligence v reprodukční medicíně

Nově bude v Česku umělá inteligence pomáhat také v reprodukční medicíně. Lékaři tvrdí, že moderní technologie zvládne určit životaschopnost i kvalitu embryí nejenom rychleji, ale také spolehlivěji než lidští specialisté. Lékaři tak budou moci do těla ženy vložit to nejlepší embryo, které má největší šanci se uchytit. Úspěšnost může stoupnout až o 20 procent.

Nyní se kvalita embryí určuje na základě názoru embryologa. Ten hodnotí vzhled, rychlost růstu i pravidelnost dělení. "Nicméně vždy záleží na subjektivním posouzení člověka. Umělá inteligence dokáže tento lidský faktor odclonit a posoudí parametry tak jako dosud žádná laboratorní metoda nebo člověk," vysvětluje Pavel Otevřel, vedoucí lékař brněnské kliniky Reprofit.

Očekává, že zásluhou umělé inteligence dojde ke zkrácení času v procesu otěhotnění. "Díky technologii totiž vybereme to úplně nejlepší embryo hned na začátku. Nicméně je třeba říci, že se stále pohybujeme na poli pravděpodobnosti, dnes máme přibližně 60procentní úspěšnost. S využitím umělé inteligence bychom mohli dosáhnout až na 80 procent," vysvětluje Otevřel. Se zavedením umělé inteligence počítají na brněnské klinice asistované reprodukce v polovině letošního roku.

Výhody umělé inteligence v reprodukční medicíně potvrzují i další experti z oboru. "To, co dokáže vyhodnotit zkušený embryolog během hodiny, zvládne umělá inteligence v řádu minut. Sleduje přes čtyři stovky různých parametrů s pomocí kamery přímo v inkubátoru, která pravidelně pořizuje snímky," poznamenává Walter Pavliš ze společnosti Cogniware, která se zabývá vývojem systémů umělé inteligence.

Pomocník pro nemocné alzheimerem

Umělá inteligence pomáhá například i pacientům s Alzheimerovou chorobou či demencí. Speciálního hlasového asistenta vyvinul Matěj Krček. Jeho projekt nedávno ocenilo i ministerstvo průmyslu a obchodu. Aplikace umožní uživatelům prostřednictvím hlasu aktivovat například cvičení na trénování paměti nebo nastaví připomínku, že si má pacient vzít léky.

"Úplně na začátku šlo o školní projekt. Konzultoval jsem ho s lékaři i s ministerstvem zdravotnictví, kde mi pomáhají s odbornou stránkou. Také hledám byznyspotenciál projektu, byl jsem s projektem v top deset v Laboratoři Nadace Vodafone. Aktuálně je hotová demoverze aplikace, kterou chceme otestovat na uživatelích. V budoucnu je cíl dostat se do zahraničí, například do Velké Británie a Německa, kde už dnes ve velkém používají hlasové asistenty," upřesňuje Matěj Krček.

Robotizace v boji s koronavirem

Umělá inteligence pomáhá lékařům a vědcům také v boji proti covidu-19. Na jednom z projektů pracují odborníci z Masarykovy univerzity a Mezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (ICRC). "Pomocí vlastního softwaru CaverDock jsme se zaměřili na počítačové studium proteinu, který je klíčový v šíření koronaviru v lidském organismu," přibližuje Jiří Damborský z přírodovědecké fakulty, který vede vědecký tým.

To, co dokáže zkušený embryolog vyhodnotit během hodiny, zvládne umělá inteligence v řádu minut.

U 4359 schválených léků provedli takzvaný virtuální screening, aby zjistili jejich účinnost na tento konkrétní protein. Jelikož podobný postup generuje enormní množství dat, využívají pro jejich analýzu také umělou inteligenci. "Dokáže navíc nabídnout nové struktury léků, které by se vázaly na zmiňovaný protein ještě účinněji," poznamenává Gaspar Pinto z Loschmidtových laboratoří Masarykovy univerzity a ICRC. Na základě těchto výpočtů zároveň vědci již navrhli několik schválených léčiv, která mohou blokovat funkci dotyčného proteinu a zabránit tím vazbě viru na lidskou hostitelskou buňku.

Proti nové nákaze koronavirem bojuje také tým vědců a studentů z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze spolu s dobrovolníky z celého světa. Spustili nový projekt pod názvem FreMEn contra COVID, jehož cílem je vývoj unikátní aplikace. Opírají se o dlouholeté poznatky laboratoře chronorobotiky Centra umělé inteligence při ČVUT. Základní princip metody vychází z předpokladu, že jednou z nejdůležitějších příčin šíření viru je koncentrace lidí na veřejně přístupných místech.

Podle vědců má tato inovace výhodu v tom, že nezasahuje do soukromí lidí jako v případě individuálního trasování potenciálně ohrožených nákazou koronaviru. "Navrhujeme vydat se cestou prevence a osobní zodpovědnosti, která je udržitelná dlouhodobě a je v souladu s principy vyspělé společnosti. Proto jsme se rozhodli nabídnout svůj systém postavený na zpracování anonymních dat pokročilými algoritmy umělé inteligence modelující lidské chování. Ty již byly dříve úspěšně nasazeny například ve vídeňské nemocnici Haus der Barmherzigkeit specializující se na dlouhodobou léčbu starších pacientů," říká duchovní otec projektu Tomáš Krajník.

Robot terapeut nahrazuje mazlíčky

Nejčastěji ve Spojených státech amerických se začal už před několika lety využívat robot Paro, který vytvořila japonská společnost AIST. Pomáhá především pacientům s depresí a různými formami demence. V podstatě se jedná o robota terapeuta. Je totiž prokázáno, že stav takových pacientů výrazně zlepšuje péče o domácího mazlíčka. Jenže do nemocnice a pečovatelských domů zvířata nesmí kvůli dodržování hygienických norem. A tak vznikl robot Paro, který měl mazlíčky nahradit. Jenže přišlo zklamání, protože pacienti očekávali, že se bude chovat podobně jako pes nebo kočka, tedy nejčastěji chovaná domácí zvířata. V praxi tomu tak ale nebylo. Výsledkem tedy je, že nový prototyp vypadá jako roztomilé tulení mládě − podobně se pohybuje a vydává odpovídající zvuky.

Podpora robotizace

Rozvoj robotizace všeobecně podporuje Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR. Firmy a vývojáři mohou čerpat různé dotace. "Robotika nyní už není budoucností, ale nedílnou součástí každodenního života s potenciálem pro rozvoj prosperity a konkurenceschopnosti České republiky," připomíná vicepremiér a ministr průmyslu a obchodu Karel Havlíček (za ANO).

České firmy tak pomohly i po vypuknutí pandemie. Do "boje" se zapojili také vývojáři a studenti. Vymýšleli masky, které chrání personál v nemocnicích před nákazou. Ochranných pomůcek byl totiž v počátcích nedostatek. První masky proti koronaviru dodalo ministerstvu zdravotnictví výzkumně-vývojové centrum CARDAM. Původní model vyvinuli vědci z Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky při pražském ČVUT, kteří masku vyráběli na 3D tiskárnách.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Inovace ve zdravotnictví.

Související