Часть I. Робот-ассистированная хирургия предстательной железы

Чем дальше смотришь в прошлое,

тем дальше видишь будущее.

Уинстон Черчилль

Введение

Сегодня человечество переживает эру «информационного возраста», при котором все новейшие технологические «чудеса» максимально быстро водворяются в ежедневную жизнь. Идеальным примером может служить заказ товаров и/или авиабилетов посредством Интернета on-line. Кто бы мог подумать еще несколько десятилетий назад, что такое будет возможно — сидя дома заказать билет в любую точку мира на ближайший выходной с возвращением к началу рабочей недели. Современникам победы в Великой Отечественной войне данная ситуация могла бы представиться лишь как что-то неосуществимое и фантастическое. Представьте себе на минуту, что значит выполнять действия on-line. Это значит, что буквально за несколько минут мы можем связаться непосредственно с авиаперевозчиком, приобрести билет, выбрать место в салоне самолета и даже заказать тот или иной вид питания во время полета. Все это мы осуществляем при помощи портативных устройств, не выходя из дома и/или во время поездки на работу либо на встречу. Одновременно с этим невозможно не отметить огромный прогресс в развитии авиационных технологий. Для оценки фантастического успеха этой отрасли достаточно вспомнить, что прошло всего немногим более 100 лет с момента, когда 23 марта 1903 г. (незадолго до своего сенсационного полета в Китти Хок) братья Райт направили в Бюро патентов заявление, которое гласило: «Наше изобретение относится к тому виду летающих машин, которые держатся в воздухе благодаря тому, что один или несколько аэропланов, расположенных под небольшим углом наклона, рассекают краями воздух».

В течение многих тысячелетий одной из самых заветных и неосуществимых мечтаний человечества была возможность летать как птицы. За последнее столетие инженеры космической отрасли не только водворили данную мечту в жизнь, но и достигли значимо больших успехов. Несомненно, важнейшим условием для достижения успеха было наличие предпосылок и наработок известнейших ученых, начиная с Леонардо да Винчи и его представления о необходимости беспрестанного движения крыльями вверх и вниз для осуществления полета. Однако без наличия реактивного двигателя данного условия было недостаточно, а при появлении двигателя необходимость в осуществлении движения крыльями оказалась бессмысленной. Сегодня никто уже не задается вопросом: «Почему мы летаем? Как это все произошло?». Сегодня простой обыватель просто знает о том, что ему стоит лишь купить билет и он полетит в любую точку Земли.

Еще одним интересным вопросом является потенциал развития технологий. Опять же, рассматривая авиацию как самый яркий пример, наверное, следует отметить, что первые полеты в космос были осуществлены при помощи компьютерных технологий, по своей производительности и мощности уступавшим даже процессору 286 Intel, о существовании которого большинство молодых урологов сегодня даже не подозревают. Учитывая данный факт, можно предположить наличие безграничного потенциала в развитии различных технологий.

Возвращаясь к мечтаниям человечества, невозможно не отметить, что в эру телекоммуникаций и компьютерных технологий произошли серьезные изменения во всех аспектах профессиональной и бытовой жизнедеятельности. Новейшие концепции автоматизированных и роботических решений нашли свое применение во многих отраслях промышленности. С недавнего времени роботы в медицине в целом и в хирургии в частности стали неотъемлемой частью повседневной практики.

В данной главе дано определение термину «робот», представлен краткий обзор развития роботической технологии в медицине, обсуждены различные роботизированные системы и точки их применения в хирургии, включая телемедицину, а также рассмотрены некоторые вопросы будущего медицинских роботов.

Определение

Согласно Американскому институту по изучению роботической техники (The Robot Institute of America), робот представляет собой репрограммируемый мультифункциональный манипулятор, предназначенный для перемещения/передвижения материалов, предметов, их частей или иных специализированных устройств с целью выполнения различных задач. В словаре Вебстера (Websters’ English Dictionary) робот определяется как «автономный аппарат или устройство, осуществляющий различные действия, свойственные человеку, и выполняющий их как будто под контролем человеческого разума». Вышеуказанные определения робота объединяют три основных функции — способность выполнять определенные действия, возможность решать различные задачи на запрограммированной основе, а также способность робота интерпретировать и модифицировать ответы на команды оператора.

История

В современной истории впервые слово «робот» применил чешский писатель Карел Чапек (Karel Capek) (рис. 1.1) в своей научно-популярной пьесе «R.U.R» (Rossum’s Universal Robots) в 1923 г. [1]. Слово «робот» происходит от чешского слова «robota», обозначающего тяжелый физический труд. Действие пьесы происходит в недалеком будущем, когда роботы были созданы и продавались для выполнения тяжелой работы. С течением времени роботы стали высокоинтеллектуальны, приобрели способность к мышлению, принятию независимого решения, а также осознали свое ментальное и физическое превосходство над людьми. В последующем, объявив войну всей человеческой расе, роботы победили и уничтожили все живое на планете.

Рис. 1.1. Карел Чапек (1890–1938)

Рис. 1.2. Айзек Азимов (1920–1992)

Айзек Азимов (Isaac Assimov) (рис. 1.2) в романе «Хоровод» (Runaround, 1942) предложил для использования слово «робототехника» и сформулировал так называемые законы робототехники, которые стали непреложными для многих писателей [2]: