Benvenuto “daVinci research kit”

Presentazione del robot che l'azienda Intuitive Surgical della Silicon Valley ha donato al laboratorio Altair

Si chiama “daVinci research kit”, è il robot per la chirurgia addominale minimamente invasiva che l’azienda Intuitive Surgical della Silicon Valley ha donato al laboratorio Altair, diretto da Paolo Fiorini, docente del dipartimento di Informatica dell’università di Verona . “daVinci research kit” è l’unico nel suo genere a essere stato donato a un centro di ricerca italiano, una versione parziale del robot è stata donata alla Scuola Sant’Anna di Pisa. L’azienda ha, infatti, scelto il centro scaligero come laboratorio di eccellenza in cui gli scienziati potranno lavorare sul robot per sviluppare nuovi strumenti e nuovi algoritmi. “daVinci research kit” è in grado di funzionare sia in modo “clinico” e cioè esattamente come il robot nella sala operatoria dell’ospedale, che in modo “ricerca” (da qui il nome di daVinci research kit). Grazie ad alcuni dispositivi elettronici e algoritmi di controllo sviluppati negli Stati Uniti questo robot si presenta ai ricercatori come un sistema completamente aperto e permette loro di provare gli algoritmi e gli strumenti sviluppati nell’ambiente realistico della chirurgia robotica.

Il robot. “daVinci standard” consiste in una stazione master, da cui il chirurgo esegue l’intervento, e di una stazione slave che opera sul paziente. La stazione master consiste di un monitor stereoscopico che permette al chirurgo di osservare l’area dell’intervento con una visione 3D e di due manipoli robotici con cui controlla gli strumenti chirurgici nel corpo del paziente. La stazione slave consiste in tre bracci manipolatori posizionati a bordo letto: due dedicati a muovere gli strumenti chirurgici e il terzo dedicato a muovere la telecamera stereoscopica per l’osservazione dell’area da operare. Il collegamento tra la stazione master e quella slave è effettuato da un computer che comanda i movimenti degli strumenti chirurgici, in modo che seguano quelli delle mani del chirurgo, creando quindi un ambiente di lavoro molto intuitivo che permette prestazioni chirurgiche migliori, in media, di quelle ottenute con gli strumenti chirurgici tradizionali. Nel funzionamento clinico questo computer è quello originale sviluppato da Intuitive Surgical. Nel modo ricerca invece, questo computer è sostituito da un computer e dai programmi sviluppati da ricercatori, permettendo quindi di muovere i robot e gli strumenti chirurgici usando dei modi diversi da quelli disponibili in sala operatoria. Questi nuovi modi saranno collaudati in collaborazione con i nostri partner chirurgici, in modo da aggiungere delle nuove caratteristiche di funzionamento (come ad esempio l’esecuzione autonoma di alcune fasi di un intervento) al corredo standard delle funzioni del robot da Vinci.

Il laboratorio di robotica Altair è stato fondato nel 2000 in concomitanza con l'istituzione dei corsi di Automatica e Robotica del dipartimento di Informatica dell'università di Verona per condurre ricerca e sviluppo su sistemi robotici non convenzionali che possono interagire con le persone e l'ambiente circostante in molteplici modi, da teleoperazione a comportamenti autonomi. La ricerca si concentra principalmente sulle applicazioni per la robotica di servizio e la robotica campo, e cioè quei sistemi robotici che non si occupano di produzione industriale. Di particolare interesse sono le aree di: chirurgia robotica, esplorazione, assistenza agli anziani e ai disabili. Negli ultimi anni il laboratorio è stato finanziato da numerosi progetti italiani ed europei, soprattutto nell’area della chirurgia robotica. Tra questi Accurobas, in cui è stato sviluppato un robot accurato in grado di aiutare il chirurgo negli interventi più difficili. Sulla base dei risultati di questo progetto fu fondata anche un società, Surgica Robotica, che ha sviluppato un nuovo prototipo di robot per la chirurgia minimamente invasiva. Safros, invece, è il nome del progetto di analisi della sicurezza in chirurgia robotica, in tutto il percorso del paziente, dalla diagnosi fino al decorso post operatorio. Sono stati individuati numerosi fattori di rischio e sviluppate le tecnologie adatte per mitigare questi rischi. In particolare, una grossa limitazione della chirurgia robotica è la mancanza di un lungo periodo di addestramento. Sulla base di questa osservazione e per rispondere ad una necessità di mercato è stata fondata la spin off BBZ, che offre un nuovo sistema di addestramento, a basso costo, per la chirurgia robotica. Tra i progetti anche Isur lavoro in cui i ricercatori hanno affrontato la possibilità di eseguire in modo autonomo alcune parti di un intervento chirurgico. Nel nostro laboratorio sono state sviluppate le tecnologie relative all’autonomia del robot, come ad esempio il controllo di alto livello e la percezione della situazione corrente. È sulla base della qualità dei risultati ottenuti in questi anni da Altair che la società intuitive Surgical, che fabbrica il robot da Vinci per la chirurgia addominale minimamente invasiva, ha deciso di donare un sistema completo all’ateneo di Verona.

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26.11.2015