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AI(인공지능) 수술로봇 스타트업 로소타가 외과의의 실제 수술 데이터를 학습한 AI가 로봇을 통해 수술 동작을 수행하는 전임상 연구 성과를 확보했다고 20일 밝혔다.
이번 연구의 핵심은 외과의가 수술 과정에서 기구를 조작하는 방식을 AI가 학습하고, 이를 실제 로봇의 움직임으로 구현했다는 점이다.
기존 수술 영상만으로는 외과의가 수술기구를 어느 방향으로 얼마나 움직였는지, 조직을 어떤 방식으로 조작했는지 등을 정확히 파악하는 데 한계가 있다. 이에 로소타는 복강경 수술기구에 자체 개발한 센서를 부착해 수술 영상과 기구의 움직임, 상태 정보 등을 동시에 기록하는 기술을 개발했다.
이를 통해 AI가 수술 장면뿐 아니라 해당 장면에서 외과의가 실제로 수행한 기구 조작까지 함께 학습하도록 했다.
로소타는 친칠라 토끼를 대상으로 확보한 849개의 수술 시연 데이터를 AI 학습에 활용했다. 이후 시뮬레이션을 통해 기술을 검증하고, 학습 데이터 수집에 사용하지 않은 별도의 실험동물을 대상으로 실제 로봇수술 수행 능력을 평가했다.
평가는 충수절제술에 필요한 주요 작업을 중심으로 진행됐다. 구체적으로 수술 목표 부위를 찾아 기구를 정렬하고 접근하는 과정부터 조직을 잡아당기고 절제 부위를 확인한 뒤 절제하는 단계까지다.
실험 결과 AI는 연구진이 지정한 수술 단계에 따라 필요한 로봇 기구의 움직임을 자율적으로 수행했다. 연구진은 수술 이후 실험동물의 회복 상태와 합병증 발생 여부도 관찰했다.
로소타는 일반 복강경 수술 데이터를 학습한 AI를 실제 로봇에 적용해 동물 대상 수술과 수술 후 생존 확인까지 연결한 통합 기술을 세계 최초로 구현했다고 설명했다.
다만 이번 연구는 로봇이 수술 전 과정을 독자적으로 판단하고 수행하는 완전 자율수술과는 차이가 있다. 외과의가 수행할 수술 단계를 결정하면 AI가 해당 단계에 필요한 로봇의 움직임을 자율적으로 수행하는 방식이다.
로소타는 이번 연구를 통해 의료진의 수술 경험을 데이터로 축적하고, 이를 AI 학습과 실제 로봇 동작으로 연결할 수 있는 기술적 가능성을 확인했다고 설명했다.
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향후에는 외과의의 판단과 수술기구 조작을 지원하는 'AI 수술 코파일럿'과 AI 로보틱스 기술을 고도화할 계획이다. 여러 의료기관과 다양한 복강경 수술로 데이터 확보 범위를 확대하고, 실제 수술 현장에서 축적되는 의료진의 경험을 AI 학습과 로봇 제어에 활용하는 기술 체계를 구축한다는 구상이다.
서예찬 로소타 대표는 "수술 영상만으로는 외과의가 실제로 어떤 방식으로 기구를 움직이고 조직에 접근했는지까지 모두 기록하기 어렵다"며 "수술 현장에서 축적되는 경험을 데이터로 만들고 AI가 학습할 수 있도록 해 의료진의 판단과 기구 조작을 실질적으로 돕는 기술로 발전시키고 있다"고 말했다.
