KTU mokslininkų ir partnerių bendras darbas: virtuali realybė padės mokantis chirurgijos

Mokslas žiniasklaidai | 2024-03-25

Virtuali realybė (VR) vis plačiau integruojama į įvairias veiklos sritis. Jos naudojimas ne tik praturtina mūsų vaizdinius pojūčius, bet ir suteikia galimybę labiau įsigilinti į įvairius procesus bei patirti juos intensyviau. KTU mokslininkų komanda su partneriais šiuo metu vysto naują projektą, kurio pagrindinis tikslas – pritaikyti VR technologiją chirurgijos mokyme.

Kauno technologijos universiteto Informatikos fakulteto (KTU IF) mokslininkas ir projekto „ImmersiveSurgicalEdu“ vadovas Tomas Blažauskas, pasakoja, kad bendro darbo tikslas – VR technologijų ir haptinių priemonių pritaikomumas chirurgijoje. Projektas, kurio pabaiga numatoma 2025 metais, turėtų pagerinti medicinos studentų mokymosi procesą ir suteikti išankstinę patirtį prieš praktiką realiose chirurginėse patalpose.

– Šio projekto šerdis – VR technologijos naudojimas. Kaip ši technologija siejasi su chirurgija ir kitomis sritimis?

– Šiame projekte yra trys pagrindinės technologijos: VR, papildyta realybė (angl. – augmented reality, AR) ir haptinės technologijos. Visos šios technologijos naudojamos kartu, kad suteiktų didesnį realybės pojūtį, imituojant operacijas.

Jutiminis grįžtamasis ryšys leis studentams patirti realistišką chirurginių operacijų simuliaciją, suteikiant jiems prisilietimo pojūtį, padedant jiems įgyti ir ugdyti reikalingus motorinius įgūdžius ir pasitikėjimą savimi realiuose chirurginių operacijų scenarijuose.

Studentai, kurie mokysis su šiuo įrenginiu, jau žinos ko tikėtis, atėjus į tikrą operacinę ligoninėje. Šiuo projektu neketiname pakeisti tikrų operacijų, bet siekiame sutaupyti daug pastangų ir laiko, suteikiant virtualios operacinės aplinką ir treniruojantis joje atlikti operacijas imituojant realius atvejus.

Šios mano minėtos technologijos gali būti pritaikytos įvairiose srityse, įskaitant mokymą universitetuose. KTU IF šią technologiją pritaikysime mokydami savo studentus, kaip teisingai sujungti techninius įrenginius.

KTU IF mokslininkas T. Blažauskas
KTU IF mokslininkas T. Blažauskas

Džiugu, kad net ir mokyklose planuojama naudoti panašias technologijas. Chirurgija yra atsakinga sritis, o mūsų sukurtomis priemonėmis mokysis mediciną studijuojantys Kauno klinikų studentai. Todėl ypatingą dėmesį skirsime sistemos panaudojamumui. Jei projektas bus sėkmingas, daugelyje kitų sričių pritaikyti šias technologijas bus lengviau.

– Projekte yra minimas taktilinis grįžtamasis ryšys. Kas tai?

– Tai yra haptinės technologijos, kurios leidžia išnaudoti mūsų pirštų, delno ar kitų kūno dalių jutimines galias, taip pat suteikia galimybę jausti šilumą, šaltį, spaudimą ir apčiuopiamą medžiagą. Kitaip tariant, atkurti lytėjimo pojūtį. Specialistai vis dar tyrinėja įrankių, kurie perteikia įvairių pojūčių privalumus, todėl šiandien jų pritaikymas yra iššūkis, kadangi trūksta išankstinių žinių apie jų galimybes.

Dar vienas iššūkis, kurį galėčiau išskirti – priemonės, kaip edukacinės technologijos sukūrimas. Siekiame, kad mūsų sukurti įrenginiai ne tik sustiprintų jutiminius pojūčius chirurginių simuliacijų metu, bet kartu turėtų edukacinę prasmę studentams, kurie šį įrenginį naudos. Svarbiausia, kad studentai išmoktų tai, kas yra reikalinga chirurgijai.

Virtuali ir papildyta realybė dažnai pasižymi statiniais mokymo pavyzdžiais, kai dalyviai daugiau stebi ar vykdo veiksmus, kurie dažnai neatitinka realių veiksmų. Pavyzdžiui, paimti daiktą užtenka paspausti kontrolerio mygtuką, vietoj to, kad paimti jį naudojant savo plaštaką.

Mūsų tikslas šiame projekte, kad realūs veiksmai, kurie naudojami chirurgijoje būtų kuo realistiškiau atkurti, taip suteikiant kinestetinio mokymosi galimybę. Didelį dėmesį skirsime taktilinei patirčiai kurti, kurios dažnai pritrūksta virtualios realybės programose.

– Projekte numatyta bendradarbiauti su užsienio šalimis ir įtraukti tarptautinius partnerius siekiant išplėsti šią mokymo sistemą?

– Taip, pagrindiniai projekto užsienio partneriai yra norvegai ir italai. Šių šalių mokslininkai didelį dėmesį skirs techniniams aspektams, ypač kurdami taktilinius įrenginius. Mūsų KTU dalis – programuoti visas sistemas, įskaitant virtualiąją ir papildytąją realybes bei partnerių sukurtus haptinius įrenginius. Mes taip pat parengsime tyrimų metodologiją, sieksime įvertinti studentų įsitraukimą ir svarbiausia – technologijų pritaikomumą.

Haptinio įrenginio prototipas
Haptinio įrenginio prototipas

Taip pat projekte dalyvaus medicinos specialistai iš Italijos, dirbantys plastinės chirurgijos srityje. Dirbdami kartu sieksime bendradarbiauti ir plėsti mūsų sukurtą mokymo sistemą. Vis tik svarbiausi mūsų partneriai – LSMU mokslininkai. Jų entuziazmo dėka kurti priemones pradėjome dar toli iki projekto. Ši bendra, savanoriška veikla vėliau leido pateikti ir laimėti šį projektą.

Svarbiausia, kad mūsų sukurta priemonė būtų efektyvi. Siekdami to, papildysime šiuo metu dėstomus kursus, kad juose būtų naudojamos mano jau minėtos priemonės. Vertinsime sukurtas priemones nustatydami studentų įsitraukimą – kaip realistiškai studentams pavyks pajusti imituojamas operacijas, priemonių panaudojamumą ir edukacinius aspektus.

– Kaip manote, ar VR sritis jau yra visiškai išnaudota?

– Manau, kad VR jau pasiekė taip vadinamą „produktyvumo slėnį“. Pradžioje buvo didelis susidomėjimas ir tikėjimas ja, kad tai taps esminiu technologiniu pokyčiu, tačiau vėliau susidūrėme su nusivylimu dėl įrenginių dydžio, kainos, kūrimo kaštų, rinkos.

Nepaisant to, ši technologija sparčiai ištobulėjo, panašiai kaip ir išmanieji telefonai. Anksčiau virtualios realybės akiniai atrodė tik kaip siekiamybė, tačiau džiugu, kad dabar jie yra įveiklinami realiose situacijose. Šiuo metu turime daugybę sėkmės atvejų, kai virtualioji realybė sėkmingai naudojama tiek valstybiniame sektoriuje, tiek versle.

Mano manymu, VR technologija dar turi didelį augimo potencialą. Šiai dienai svarbu siekti sukurti galingus autonominius įrenginius, kurie gali veikti be išorinių kompiuterių pagalbos. Esminiai pokyčiai, tikėtina, bus susiję su technologinės ir programinės įrangos tobulinimu.

Ir be jokios abejonės, netrukus virtualiojoje realybėje, jos taikymuose mokant, atsiras įasmeninti dirbtinio intelekto (DI) asistentai. Mokantis reikia padėjėjo, o virtualiojoje realybėje mes negalime atsidaryti „Wikipedia“, „Google“ ar „Chat-GPT“ puslapio.

– Kaip manote, ar yra kokių nors rizikos veiksnių, medicinoje ar kitur naudojant VR?

– Pagrindinė, ir mano manymu, svarbiausia rizika yra susijusi su virtualios realybės panaudojamumu medicinoje. Gali paaiškėti, kad tokios mokymosi priemonės neefektyvios. Nepaisant didelių pastangų, kurias įdedame į jų kūrimą, jos gali neatnešti norimų rezultatų ar nesudominti studentų. Rizikų niekada nenumatysime, todėl mūsų pagrindinis tikslas ir yra kurti, eksperimentuoti, tobulinti, norint pasiekti kuo didesnį efektyvumą ir pritraukti naujus tyrimus ateityje.

KTU IF mokslininkas T. Blažauskas
KTU IF mokslininkas T. Blažauskas

Manau, kad virtuali realybė gali turėti įtakos mūsų socialiniam gyvenimui, suteikdama naujas galimybes sąveikauti su žmonėmis – ateityje vis dažniau šias technologijas įtrauksime į savo socialinį bendravimą, tačiau visiškas jo pakeitimas yra abejotinas.