In New Jersey krijgen medische studenten in 2025 les via een door AI aangedreven, chirurgisch trainingsprogramma. De AI-tool houdt constant zicht op de handelingen van de studenten en geeft tegelijkertijd ook feedback en instructie. De AI-leraar wordt ontwikkeld door universitair hoofddocent Usman Roshan van de afdeling Data Science van het Ying Wu College of Computing aan het New Jersey Institute of Technology samen met collega's van de Robert Wood Johnson Medical School (RWJ).
Ook het softwarebedrijf Robust AI werkt mee aan de ontwikkeling van de AI-leraar. Het bedrijf richt zich op AI-aangedreven producten voor de herkenning van menselijke activiteiten en heeft nu een AI-gedreven onderwijsinstructie voor chirurgen in opleiding ontwikkeld.
Onderwijsinstructie technologie
Terwijl de medische studenten chirurgische oefeningen uitvoeren, scant de AI-software een live video-opname en geeft onmiddellijke, gepersonaliseerde feedback. Het behoort hiermee tot de eerste generatie AI-docenten die realtime feedback geven. De technologie die ontwikkeld is voor de AI-gedreven onderwijsinstructie kan in de toekomst ook voor andere sectoren in de gezondheidszorg en in de geneeskunde worden ingezet.
Het werk is tot nu toe bekroond met een Rutgers Medical Educator Innovator Award en wordt gepresenteerd op chirurgische bijeenkomsten en conferenties, waaronder de IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine in Istanbul.
Simulaties met AI als leraar
In het onderwijs is simulatie is een geaccepteerd onderdeel geworden van het chirurgisch onderwijscurriculum. Chirurgie-stagiairs ontwikkelen in de loop van de tijd laparoscopische vaardigheden en moeten voordat ze afstuderen een Fundamentals of Laparoscopic Surgery (FLS)-certificering behalen. Laparoscopische chirurgie, ook wel minimaal invasieve chirurgie genoemd, wordt uitgevoerd via kleine incisies met behulp van gespecialiseerde instrumenten en een kleine camera, een laparoscoop genaamd.
Deze simulaties zijn weliswaar kosteneffectief en veilig voor patiënten, maar missen een automatische evaluatiecomponent en vereisen constant toezicht en handmatige feedback. Onlangs is in de VS een team van zes chirurgen erin geslaagd om vanaf de grond een gesimuleerde operatie met een chirurgische robot aan boord van het Internationale Ruimtestation ISS uit te voeren.
Onderliggend computermodel
In eerste instantie was een onderdeel van FLS om zes ringen van de ene set pinnen naar de andere set pinnen over te brengen. Vervolgens moesten deze ringen weer terug worden geplaatst naar de oorspronkelijke ringen zonder iets te laten vallen. Maar het is meer dan een spel. De geïmplementeerde software maakt gebruik van een onderliggend computervisiemodel die objecten detecteert die maar op een manier kunnen slagen, ‘You Only Look Once’.
Een operatie dus die niet oneindig veel mogelijkheden kent. Vervolgens wordt bepaald of een leerling is geslaagd of is gezakt voor de simulatie. "Het systeem bestudeert de acties van de studenten terwijl ze deze live uitvoeren. Ze krijgen een beoordeling die onmiddellijk en automatisch is, met visuele en audiosignalen in een scenario dat vrijwel 'levend' aanvoelt", legt Roshan uit. De studie is gepubliceerd als onderdeel van de IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine (BIBM) van 2023.
