Robótica en Odontología: 9 leyes

Hola! A continuación leerás en este post sobre la robótica y su utilidad en Odontología.

Me presento: soy Luis Marcano, Odontólogo.

Este es uno de mis artículos dedicados a:

Conocerás aquí sobre el uso creciente de los robots en la Odontología y su ventaja para al consulta.

¿Qué es la robótica?

La robótica es una rama de la Ingeniería dedicada a la investigación, desarrollo y operación de los robots.

Los ingenieros dedicados a la robótica estudian cómo construir sistemas físicos para suplementar o llevar acabo una o varias tareas hechas por humanos.

Los robots son máquinas programables usadas para llevar a cabo acciones de manera autónoma o semi-autónoma.

Fue el escritor checo, Karel Čapek en 1920, quien popularizó el término robot, en su novela Rossum’s Universal Robots

Tres características de los robots:

• Los robots interactúan con el mundo físico vía sensores y activadores.
• Los robots son programables.
• Son autónomos o semi-autónomos.

Diferencia

Los robots se diferencian de los autómatas programables ya que estos últimos no necesariamente interactúan con el mundo físico

Un autómata funciona como un controlador de sistemas de trabajos

A la fecha de escribir este posts ya contamos con tele-robots.

Estos son usados por médicos para llevar procedimientos quirúrgicos en distintas partes del planeta.

El mundo de hoy es muy diferente a hace 3.500 años cuando crearon los primeros cepillos dentales.

Una de las tantas aplicaciones actuales de, por ejemplo, la robótica, es el CAD-CAM para confeccionar diferentes tipos de prótesis dentales.

Leyes de la robótica propuestas por la Unión Europea

A causa del rápido avance de la Inteligencia Artificial y la robótica, el Parlamento Europeo ha propuesto una serie de leyes para regular sus avances:

• Proteger a los humanos de los daños causados por robots.
• Respetar el derecho a rehusarse a ser cuidado por un robot. Es decir, según el decisión de cada quién sobre si recibir asistencia de un robot o no.
• Proteger la libertad humana ante los robots.
• Proteger a la humanidad de las violaciones de la privacidad cometidas por un robot.
• Gestión de datos personales procesados por un robot. (Para conocer más sobre tus datos personales en salud te recomiendo leer mi post sobre el Big Data y al que dediqué a la cadena de bloques)
• Proteger a la humanidad de ser manipulada por robots.
• Evitar la disolución de vínculos sociales.
• Igualdad de acceso al progreso de la robótica.
• Restringir el acceso humano a las tecnologías de mejora.

Parte del desarrollo en la robótica, para garantizar la seguridad del humano (y por tanto las normas antes descritas) son:

• Los métodos de control de una secuencia de movimientos.

Lo que establece un máximo en la velocidad del movimiento para hacerlos seguros a los humanos que trabajemos con ellos en conjunto en un mismo espacio físico.

• El diseño de robots conscientes de la seguridad. Lo que va de la mano en un desarrollo en los sistemas de IA.

Leyes, en mi criterio, también aplicables a la robótica en salud.

Isaac Asimov

Reglas que derivan de «Las tres leyes de la robótica» propuestas por Isaac Asimov (Исаáк Ази́мов) en su libro Runaround, publicado en Marzo de 1942.

Él pensaba que las herramientas (incluídos los robots) construídos para la comodidad de los seres humanos tienen por rasgo: ser seguros.

Por tanto, deberían ser construídos con garantías que apunten a evitar el daño a humanos.

Sus tres leyes de la robótica son:

• Primera Ley. Un robot no podrá hacer daño a un ser humano, ni tampoco, por inacción, permitir que un humano sufra un daño.
• Segunda Ley. Los robots acatarán y cumplirán las órdenes de los seres humanos. Con excepción de aquellas que entren en conflicto con la primera ley.
• Tercera Ley. Deben proteger su propia existencia, siempre y cuando esto no entre en conflicto con la primera y seagunda ley.

También está la Ley cero, que dicta que los robots no podrán hacer daño a la humanidad ni permitir que la humanidad sufra daños

Pero estas leyes, o cualquier otra, debemos introducirlas en los robots: programarlos.

Lo que requiere un avance significativo en la inteligencia artificial.

Quizás, décadas atrás, esto sonaría a ciencia ficción, pero las interacciones robot-humanos ya son una realidad hoy.

Nota histórica

George Devol fue el creador del primer robot industrial, patentado en 1948

En la robótica sucedió un desarrollo posterior a Asimov.

Ejemplo de ello es la háptica.

Es decir, el cómo los robots perciben al mundo que les rodea por medio del tacto, la audición y la óptica.

La estimación de los robots de las fuerzas externas les permite procesar la amplitud, movimiento, dirección y duración, así como otras firmas hápticas del tacto y lo usan como medio de comunicación.

Íbidem

Un ejemplo avanzado de la háptica sería el rastreo del movimiento y reconocimiento facial del humano.

Si el robot sabe dónde está el ser humano, le será más sencillo evitar accidentes por colisión en ese espacio.

Tipos de robots

• Robots quirúrgicos/médicos. Tales como el robot Da Vinci usado para llevar a cabo una serie de intervenciones quirúrgicas muy complejas, o prótesis biónicas.
• Para investigación. Ayudan en las pesquisas en Universidades y centros de investigación.
• Robots pre-programados. Robots industriales que operan en un ambiente simple y controlado, y no necesitan de IA para operar. Un ejemplo muy conocido son los robots usados para ensamblar carros.
• Autónomos. Estos robots tienen la responsabilidad de detectar cambios en el ambiente y adaptarse a ellos, no necesitan que los humanos los supervisemos constantemente, se han vuelto populares como juguetes o dispositivos de limpieza en casa.
• Teleoperados. Controlados remotamente por humanos, tales como los que operan bajo el agua para reparar tuberías, los que funcionan en el espacio y por supuesto, los usados en el campo médico y odontológico.
• Robots que aumentan las capacidades. Por ejemplo, brazos prótesicos, o exo-esqueletos que aumentan el alcance y la fuerza del ser humano.
• Aeroespaciales. Como los drones de vigilancia usados en el campo militar.
• De respuesta ante desastres. Tales como los que buscan sobrevivientes después de una emergencia.
• Humanoides. Diseñados para lucir como seres humanos.

Características de la robótica

• Movimiento. Hay robots de configuración cartesiana con tres ejes situados a lo largo de los ejes x, y, z; otros robots son de configuración cilíndrica cuya articulación es de tipo rotacional, produciendo rotación en torno a la base; y están los de configuración polar, con varias articulaciones, que pueden moverse en sentido rotacional, angular y lineal.
• Energía. Cada robot tiene una fuente de energía que hace posible su funcionamiento.
• Grado de libertad. El nivel de libertad del robot en cada movimiento.
• Recolección de información. A través de distintos sensores el robot recolecta la información necesaria para llevar a cabo su tarea.
• Autonomía. Es el grado de complejidad que el robot puede ejecutar gracias al uso de la inteligencia artificial.

El hecho que los robots sean unidades móviles, es decir, que sigan una secuencia de mecánica de movimientos en un espacio es lo que ha llevado a una ley sobre la protección para los humanos

(durante su funcionamiento, como ya expliqué líneas atrás)

Relación de la robótica con la Inteligencia Artificial

La róbotica y la IA se encuentran específicamente en los robots con inteligencia artificial

Es decir, sistemas físicos capaz de analizar, aprender y tomar decisiones por si mismos.

Entre ellos está Sofía, creada por Hanson Robotic Limited, robot humanoide capaz de razonar.

Dale Play al siguiente vídeo:

https://www.instagram.com/tv/B85AxitHJgs/?utm_source=ig_web_button_share_sheet

Sofía es el primer robot a quien se le otorga una nacionalidad, y por tanto, es la primera generación de su tipo en tener una identidad.

En su caso es la de Arabia Saudita.

Todo un logro de la ingeniería robótica y el deep learning (aprendizaje profundo) que le da vida a esta I.A.

Y que traspasó la barrera de la ciencia ficción y hoy día es una realidad.

Los androides constituyen una clase caracterizada por una apariencia y comportamiento humano, como es el caso de este robot de Hanson Robotic Limited

Si pensabas que los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados, estoy seguro que la charla con Sofía te hizo cambiar de opinión.

¿Cómo beneficia la robótica al sector salud?

Beneficia los profesionales y pacientes asistiendo en procedimientos y otorgando mayor precisión al mismo

No todos los robots precisan de sistemas de locomoción que imitan a los humanos (esta forma de verlos es más reflejo de las películas que de la robótica como tecnología)

Algunos son una serie de brazos de alta precisión.

Tal como lo es el Robot Da Vinci, capaz de llevar a cabo intervenciones quirúrgicas de alta precisión, operado por un profesional.

Es decir, es un robot que no opera por IA sino que funciona como extensión de los seres humanos.

https://twitter.com/OdLuisMarcano/status/1230567199716200448

Ya es posible con el robot Da Vinci, llevar a cabo cirugías con el médico a 4 metros de distancia.

El reto ahora es ejecutarlas con el profesional a 4.000 kilómetros de cualquier estructura física dónde se encuente el paciente.

Lo que expandirá las posibilidades de la tele-medicina

https://www.instagram.com/tv/B86WlF5HGw3/?utm_source=ig_web_copy_link

Robótica e IA en Odontología

La robótica en Odontología forma parte de lo que ha recibido el nombre de: Dentrónica (Dentronics)

A continuación te mostraré específicamente uno de los beneficios de la robótica en la Odontología

Te muestro a un robot que fue capaz de realizar una cirugía de implantes dentales en un hora.

Los profesionales que ves en el vídeo NO participaron en el proceso.

El robot colocó los implantes dentales con un margen de error de 0.2-0.3mm, lo que alcanza un standard de precisión para el proceso.

https://twitter.com/OdLuisMarcano/status/1231637371822714880

Este procedimiento marcó un antes y un después en la historia contemporánea de la Odontología

Es un robot con un nivel relativamente elevado de inteligencia, como para poder ejecutar tratamientos de este tipo.

Aún queda por avanzar en la robótica en Odontología, lo dicen investigadores especializados en el área:

La Odontología está avanzando hacia una nueva era de medicina asistida por robots e impulsada por datos.

Sin embargo, los últimos pasos de cambios a tecnología moderna de robots, machine learning e inteligencia artifical aún no han sido introducidos por completo a la investigación odontológica.

Ni han alcanzado la preparación tecnologíca ni la eficiencia de costo para entrar al mercado odontológico.

Dentronics: Towards Robotics an Artificial Inteligence in Dentistry. Sciencie direct.

Sin embargo, muchos ya hemos visto a los robots zoomorficos caminadores multipedos

Son aquellos con apariencia y sistemas de locomoción que imitan a diversos seres vivos a pesar de er máquinas (p. ej; robots perros)

Para introducir masivamente a la Dentrónica (Dentronics) necesitamos que esa tecnología tenga mayor capacidad de aprendizaje y que sean costeables.

Espero te haya sido informativo este post dedicado a la robótica en el sector salud, sobre todo en Odontología.

La mejor parte viene al final de este post, en la sección de comentarios

Escribe tus inquietudes y dudas, las responderé tan pronto me sea posible

Resumen

En este mismo Blog también encontrarás sobre:

• Las aplicaciones del internet de las cosas a la Odontología.
• ¿Qué causa y cómo tratar al padecimiento del bruxismo?

Referencias

• Dentronics: Towards Robotics an Artificial Inteligence in Dentistry. Jasmin Grischke & cols. Sciencie direct. March 2020.
• Asimov’s Three Laws of Robotics. Piers Bizony. Engineeniring an Technology.
• European Civil Rules on Robotics. European Parlamient
• Robótica. Wikipedia