Forestil dig, at du ligger på operationsbordet, og sygeplejersken kommer ind og siger, at robotkirurgen lige straks er klar til operationen. Tør du stole på, at de fire robotarme svævende over dig, udstyret med skalpeller, kan operere på dit hjerte, mens det stadig banker?
Sammen med forskerkolleger har Christoffer Sloth, postdoc ved Institut for Elektroniske Systemer, Aalborg Universitet, udviklet en matematisk metode, der kan svare på, om et robotsystem er sikkert nok til at operere på mennesker.
»Vores matematiske metode modellerer patientens anatomi og mulige bevægelser, således at disse kan tages i betragtning i designet af robottens styresystem. Dermed kan man bevise, at robotten agerer sikkert i alle scenarier,« siger Christoffer Sloth.
Kirurgiske robotter kan redde menneskeliv
Den nye matematiske metode tager hul på et stort problem ved kirurgisk robotteknologi. Christoffer Sloth påpeger dog, at der stadig mangler meget arbejde med at forfine metoden, før man er helt i mål og kan bevise sikkerheden ved selv komplicerede indgreb.
Selvom robotter har et enormt potentiale inden for kirurgi, er det hidtil gået langsomt med at indføre robotsystemer, da det er svært at bevise, at systemerne er 100 procent sikre, stabile og på ingen måde kan skade patienten.
Myndighedernes naturlige krav om patientsikkerhed betyder, at det er ikke så ligetil at bevise, at et robotsystem er sikkert.
Den udfordring besluttede Christoffer Sloth sig for at tage op. Med et speciale i reguleringsteknik og en ph.d. i metoder til formel verificering af software kastede han sig ud i at kombinere sin matematiske viden med sin indsigt i robotteknologi til gavn for patienter.
»Det er svært at bevise, at robotter er sikre og kan præstere bedre end menneskelige kirurger, da du ikke kan teste dem ved de operationer, de er designet til,« siger Christoffer Sloth.
Metoden holder styr på kroppens dele
Hidtil har det nærmest været umuligt at udregne alle scenarier i en operation og dermed bevise, at et robotsystem er sikkert, da den menneskelige anatomi er utrolig kompliceret.
\ Fakta
Den matematiske værktøjskasse, Christoffer Sloth benytter, indeholder blandt andet dynamisk programmering og differentialligninger.
Christoffer Sloth har knækket koden ved at dele tingene op.
»Forestil dig en patient, en robot og et reguleringssystem. Dette kan modelleres som en stor kompleks model - men man kan simplificere modellen ved at splitte den op i mindre delmodeller,« forklarer Christoffer Sloth.
»En udfordring for mig har været at finde en måde at koble delmodellerne sammen igen,« fortæller Christoffer Sloth. »Modellerer du for eksempel vejrtrækning og hjertebanken i to forskellige delmodeller, skal der tages højde for, at mellemgulvet forskubber hjertet under vejrtrækningen.«
Robotter overgår ofte mennesker
De fleste mennesker vil formentlig gerne skifte robotkirurgen ud med dens menneskelige sidestykke i scenariet, vi startede med. Men spørger du Christoffer Sloth, foretrækker han robotten.
»I stedet for at få skåret hele brystkassen op under en hjerteoperation, vil jeg hellere opereres af en robot, der kan tilgå hjertet via små snit imellem ribbenene,« siger Christoffer Sloth og tilføjer:
»Ved robotoperationer skal du bruge betragteligt mindre tid på at hele, da robotter ikke behøve skære brystkassen op for at komme til.«
Christoffer Sloth håber, at hans matematiske metode i fremtiden vil gøre det muligt for robotter at udføre mere komplicerede procedurer og ikke bare replikere den menneskelige kirurgs bevægelser, men assistere ham.
Det er dog en langsommelig proces at få pudset metoden helt af - ikke mindst at få den godkendt til medicinsk brug. Så der går nok 10 år før man kommer til at se robotterne i aktion i virkeligheden, vurderer Christoffer Sloth.
