Автор(ы): Байдаров А.А., Асташина Н.Б., Вронский А.С., Лазарьков П.В., Шамарина А.М., Южаков А.А.
Город: Пермь
Учреждение: ФГБОУ ВО ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера Минздрава России
Актуальность
Современные цифровые технологии, основанные на искусственном интеллекте, позволяют в значительной степени увеличить точность адаптации (индивидуализации) учебных образовательных траекторий и подходов, а использование симуляторов, роботов, кибернетических гаджетов и оборудования, например обеспечивающих дополненную реальность, переводит восприятие материала на качественно новый уровень, что значительно увеличивает эффективность обучающего процесса, особенно в призме подготовки медицинских кадров. Повышение эффективности современного медицинского образования возможно за счет применения цифровых образовательных платформ, которые могут выступать дополнением когнитивного обучения аффективным, с условием обеспечения их взаимосвязи. Интерес исследователей к интеграции искусственного интеллекта в цифровую образовательную среду возрастает с каждым годом, при этом к наиболее перспективным направлениям относят развитие алгоритмов персонализации (адаптирования) учебного процесса и оценивания. При этом искусственный интеллект является достаточно объемным понятием, ввиду чего область его применения не ограничивается описанными выше алгоритмами. Так, Wartman et al. описали понятие «искусственный интеллект» как способность компьютеров и машин имитировать человеческое когнитивные функции или действия, что несколько расширяет данную область и позволяет применять ее не только по отношению к виртуальным алгоритмам, но в частности и к робототехнике. Применение роботов в образовательном процессе не является новшеством, а их использование, согласно данным литературы, позволяет повысить эффективность обучения, в частности за счет превалирования аффективного восприятия обучающимися при взаимодействии с ними. Немаловажным аспектом является внешний вид робота и степень его «человечности». Согласно данным исследования K. Tanaka et al., наличие у робота невербальных средств общения оказывает эффект социального присутствия у испытуемых, что делает более предпочтительным воплощение роботов в гуманоидной форме. C. Dio et al. в своем сравнительном исследовании восприятия людей различных форм роботов установили, что роботы антропоморфной формы предрасполагают испытуемых к более человеческому отношению, а также повышает их доверие, что особенно важно для их применения в структурах здравоохранения и медицинского образования.
Цель
Развитие разработки образовательного комплекса «стоматологический антропоморфный робот», оснащенного элементами искусственного интеллекта с Smart-элементами (челюсть, зубы), в части формирования вариаций и расширения возможностей мультифункциональных сервисных программных модулей, с базой клинических симуляционных кейсов в системе «врач– пациент» с применение роботизированной руки-манипулятора и технологий виртуальной реальности.
Материалы и методы
Фундаментальным элементом, определяющим успешность стоматологического лечения, являются диагностика, а именно качество распознавания и дифференциации стоматологических заболеваний на основании данных опроса и осмотра, а также высокий уровень мануальных умений и навыков. В связи с чем, при подготовке специалистов, крайне важную роль играет формирование навыков общения и визуального анализа, что возможно обеспечить только в рамках симуляции соответствующих клинических ситуаций. Мануальные умения отрабатываются продолжительным и многократным препарированием фантомных зубов. В данном контексте, использование smart-челюсти, поддерживающей smart-зубы обеспечивающих большую наглядность и реалистичность присущей клиническим этапам, особенно в части диагностических навыков и коммуникации, благодаря реализованным в полнофункциональном САР обратной связи и воспроизведения реакции пациента (САР) на препарирование, возможности проводить дифференциальную диагностику между различными патологическими состояниями твердых тканей зубов на основании определения специфических симптомов или вовсе их отсутствия. При этом применение антропоморфных роботов с интеграцией в области специальных роботизированных рук и дополненной реальности может решать проблему наличия живых пациентов, а также тех кто согласиться быть пациентом-участником образовательного процесса, в необходимом заданном месте.
Результаты
В работе и исследовании авторов отражены основные аспекты, обеспечивающие возможность и целесообразность применения в процессе обучения антропоморфного стоматологического робота-пациента как элемента цифровой платформы, а также перспективы их использования на всех этапах медицинского образования. Показаны эффекты от интеграции на базе платформы высокотехнологичного имитатора челюсти (Smart-челюсть) и сменного комплекта высокотехнологичного имитатора зуба (для лечения кариеса; для препарирования под несъемные ортопедические конструкции; для проведения эндодонтического лечения). Представлена информация о возможностях развития комплекса на основе открытой модульной программной платформы, позволяющей интегрировать дополнительную сенсорику.
Продемонстрированы особенности применения вариативных профессиональных моделей и программных модулей как части учебных кейсов.
Обсуждение
Предлагаемый комплекса является разработкой способной реализовать вариативные профессиональные модели междисциплинарного образования, например, антропоморфный робот-консультант может объединять в себе роли врачей разных специальностей, в зависимости от сложности и уровня предлагаемых к решению задач и имитировать междисциплинарный консилиум.
Выводы
Разработка и внедрение нового типа полнофункциональных мультифункциональных антропоморфных роботов выполненных на базе цифровой платформы, с использованием систем ИИ - могут стать примером лучших мировых образцов симуляторов, встроенных в структуры сетевого межвузовского обучения, позволив решать многосторонние и многофункциональные задачи современного медицинского и немедициского образования (в т.ч. строящихся кампусов) на всех его уровнях не достижимых к настоящему времени, являясь мощной опорой будущего образования Российской Федерации при внедрении таких решений и учета практик научно-образовательных центров.
Андрей Байдаров
Ваш комментарий будет первым!
Войти или зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.