Nedávno medicínský svět technologií oslavil vzdálenou robotickou operaci mezi Londýnem a Gibraltarem. Zatímco chirurg pracoval v hlavním městě Británie, za pomoci robota operoval pacienta v gibraltarské nemocnici, asi 2 400 kilometrů daleko.
Ač zní taková vzdálená robotická operace pokrokově, když o ní hovoří Marek Šoltys, spoluzakladatel & CEO Riden Technologies, vysvětluje, že takové pokusy už existují určitě alespoň desetiletí. Zatím má ale mezery, a tak se běžně děje, že specializovaní odborníci přelétávají vrtulníkem z místa na místo – z Ústí do Karlových Varů na třicetiminutový zákrok a zase zpátky. „To mi v roce 2026 přijde jako šílené,“ popisuje Šoltys. Říká to z pohledu člověka, který zmíněné mezery vyplňuje.
Dalo by se s trochou nadsázky říct, že doslova. Pomáhá totiž rozšiřovat technologii, která umí přenést obraz klidně na tisíce kilometrů a přitom zachová každý pixel přesně tak, jak ho kamera zachytila. A ještě má přitom latenci, která je třetinová proti výpadku obrazu, který nám přinese mrknutí oka.
„Já tvrdím, že jsme schopni bořit ty bariéry předpokladu, že by lékař musel být fyzicky na sále. Beztak operatér na sále ve skutečnosti není. Sedá si k joysticku ve vedlejší místnosti, odoperuje a zase odjede pryč, protože je v podstatě vzácný zdroj a potřebují ho jinde,“ popisuje Šoltys.
Bořit se prý bude díky bezztrátovému přenosu videa, který se projevuje nejen v medicíně, ale zaujal i Hollywood a rychle se rozvíjející průmysl kolem dronů. Nápad na technologii původně vznikl v prostředí broadcastu a obranného průmyslu, kde se testovaly možnosti takového přenosu videa pro řízení operací na dálku. S rozvojem robotické chirurgie a AI diagnostiky se však ukázalo, že řešení má okamžitý význam právě ve zdravotnictví. Všechno zmíněné přitom rozvíjí tým o devíti lidech.
Upravený obraz jako fakt
Aby bylo možné s obrazem pracovat co nejpřesněji, tým se zaměřil na dva faktory, jimiž je zmíněná bezztrátovost a latence.
Běžné kompresní systémy obraz degradují. Je to schválně, přenos je tak efektivnější. Při zmenšení souboru se ale ztrácejí detaily, dopočítávají pixely a rozmažou hrany. Někde to není viditelné jako nějaká překážka, jako třeba pro streamování seriálu na Netflixu. V případě chirurga, který sleduje pohyb tkáně člověka během operace, je to výrazně horší. A pokud z takového videa má brát data umělá inteligence, může jít o problém. „Ona neumí posoudit, že to, co natočila, je někde digitálně upraveno. Pracuje s tím jako s faktem,“ vysvětluje Šoltys.
Vysvětluje, že technologie firmy obraz zkomprimuje pokročilým algoritmem tak, aby se mohl přenést standardním datovým spojením. „Na druhé straně jej opět dekóduje do původní kvality. Lékaři a AI systémy tak pracují s obrazem, jako by byli přímo u kamery,“ říká.
Co se týče zpoždění, Redcap zmiňuje video s latencí mezi 10 a 50 milisekundami. Podle Šoltyse se konkurence pohybuje v hodnotě okolo 150 až 200 milisekund. „Běžný člověk 200 milisekund nevnímá. Pozná je pilot Formule 1 nebo bojový pilot. A pokud řešíte kritické situace a k tomu nasazujete augmentovanou realitu, kde se vám slučuje digitální obraz s realitou, je to už to hodně bolestivé,“ říká Šoltys. Zmíněných 10 až 50 milisekund pouze pro kompletní přenosový řetězec je ale klíčovým rysem asistované telechirurgie, kde je opravdový real-time nutností.
Celé zařízení je navrženo, vyvinuto a naprogramováno v Česku. Firma vyvinula vlastní hardware, firmware i software, a kombinuje ho s dostupnými kodeky. Osazování pak probíhá ve Švýcarsku a montáž v Rakousku.
Nebylo jednoduché najít vhodného partnera. To si firma Riden Technologies vyzkoušela, když chtěla nechat u jedné francouzské společnosti osazovat šestnáctivrstvé desky čipem s roztečí vrtání desetinách milimetru. „Společnost, která se chlubí tím, že vyrábí řídící desky pro vesmírný program Ariane, nám sdělila, že naše nároky jsou vyšší než je pouhá tolerance jejich vrtání,“ říká Šoltys. „Tyto standardy jsou zatím dostupné v USA a právě ve Švýcarsku. Asie v tomto ohledu zatím nemá co nabídnout,“ ujasňuje.
3D zpomalený záběr srdce
Zařízení velikosti notebooku obsahuje FPGA čip s až osmi nezávislými jádry, každé schopné samostatně zpracovávat jeden HD mediální kanál ve standardu 12G-SDI v reálném čase, tedy najednou i osm kamer. Jádra lze konfigurovat variabilně a kombinovat je pro výstup ve 3D, 4K nebo 8K rozlišení. Každý video kanál unese až šestnáct zvukových stop plus datový přenos.
Komprese využívá standardy JPEG2000 a JPEG XS, konkrétně vlnkovou kompresi aplikovanou individuálně na každý snímek, která má zabránit typickému „blokovému" rozpadání obrazu u standardních kodeků. Zařízení je zároveň převodník analogového signálu na digitální, enkodér, dekodér a síťový mnohagigabitový switch v jednom.
Podle Šoltyse patří k vůbec prvním prototypům kodeku schopným přenosu až 120 snímků za sekundu v reálném čase. Díky tomu může kardiochirurg sledovat pohyb srdečního svalu ve zpomaleném záběru a zachytit anomálii, která by při normální rychlosti přenosu zmizela. Změny ve stazích srdečního svalu by dokonce mohlo zaznamenat více kamer a prohlížet je ve 3D zpomaleném záběru. Nebo třeba přes specializovaný mikroskop sledovat pohyb virů a molekul v krvi a přehrávat jej zpomaleně pro vzdálenou analýzu.
Už o nás vědí
Šoltys dlouho pracoval v různých technologických společnostech, mimo jiné ve Vodafonu, někdejším Eurotelu nebo ve firmě Anect. Vnímal přitom, že drhne přenos zajímavých technologií mezi výzkumem a korporáty. S cílem vytvořit most mezi nimi založil v roce 2011 společnost Riden Technologies, kde se společníkem Jakubem Namurou vyhledávají zajímavé technologie, kterým potom pomáhají v uplatnění, finančně i byznysově. Mezi ně patří například Airsec zabezpečující kritickou infrastrukturu před neoprávněnými drony po celé Evropě, nebo Anume, senzor, který v desítkách nemocnic sleduje pod nemocniční matrací vitální funkce pacientů. Jejich produkty vycházejí ze stejného technologického základu.
Technologii Redcap rozvíjejí s Jiřím Halákem, odborníkem v oblasti optiky, který roky pracoval ve výzkumu přenosových technologií. S týmem měl technologii odpilotovanou. Ale jako výzkumník ji nedokázal rozšiřovat v byznysovém světě. Za pomoci Riden Technologies tak v roce 2017 vznikla společnost Redcap, ve které se začal měnit vědecký projekt na produkt. Šoltys a Halák si přitom vytipovali oblasti, kde by se mohli uplatnit. Největší potenciál viděli v medicíně, produkci a postprodukci obsahu a v obraně. „Jsou to oblasti, kde je třeba realistický ‚obrázek‘ v reálném čase,“ popisuje Šoltys s tím, že s rozšiřováním robotů a videodetekčních systémů se otevírají i nové obory, od průmyslu po potravinářství.
Jenže zmíněná tři hlavní odvětví jsou zároveň poměrně konzervativní a drží se zaběhnutých technologií i dodavatelů. Nikdo se do rozvíjení projektu pro vzdálenou práci nebo přenos operačních záznamů na dálku nehrnul. To změnil až covid, který řadu projektů v této oblasti urychlil. „Myslím si, že kdyby nenastal, čekáme na reálné uplatnění ještě pár let,“ přemýšlí Šoltys. Najednou byla potřeba vzdálená spolupráce a otevřela cestu i systémům Redcap. Víc pozornosti získala telemedicína a hollywoodská produkce se změnila v digitální.
Pro Redcap to znamenalo možnost rychlejšího rozvoje, i když třeba jen získat certifikaci CE, bez níž nelze vstoupit do evropských nemocnic, trvalo to skoro dva roky. Firma jí má od loňského října. V medicínské oblasti spolupracuje se společností Medirecord, díky čemuž zpracovává obraz při využívání pokročilých robotických chirurgických systémů Da Vinci nebo Versius. S Medirecordem také vyvíjí Redcap speciální zařízení, které umožňuje zpracovávat video z operačních výkonů pro konzultace či následné analýzy telemedicínskými technologiemi. Redcap dokončuje objednávku na nasazení technologie do dvaceti operačních sálů. Šoltys ale věří, že do roka jich bude 200. A v oblasti bezztrátového přenosu videa v medicíně firma také nově zaujala norskou společnost Augere, která projevila zájem o její nasazení v diagnostice onemocnění trávicího ústrojí. Její platforma v reálném čase analyzuje videozáznam z vyšetření a pomáhá lékařům rychleji a přesněji odhalovat polypy a přednádorové změny, které mohou být při běžném vyšetření snadno přehlédnutelné. Cílem Augere je pomáhat rozvíjet AI systémy, které zvyšují záchyt raných stadií onemocnění.
„Obrovsky se nám tím rozšíří potenciál,“ věří Šoltys. „Doteď jsme se snažili přesvědčit zdravotnická zařízení, což není jednoduché. Nyní řešíme nasazení s výrobcem dané technologie, která obhospodařuje jednotky zařízení, ale u některých firem to můžou být třeba tisíce,“ těší se.
V postprodukci vnímá změnu procesů na „software defined workflow“, jak předává název etapy z hollywoodských studií. Natočené materiály se posílají do cloudu a pak se z něj zpracovávají, takže přenášet je tak, aby se neztrácela jejich kvalita, je pro další práci s nimi zásadní. Zmíněný pilot znamená, že „už o nás vědí“, jak říká Šoltys, což je pro firmu zajímavá startovní čára v tomto odvětví. Vedle ní ovšem Redcap řeší spolupráci se společností Intel, která se vrhla do technologického řešení přenášení baseballových zápasů v 360stupňových náhledech. Což znamená, že může divákům nabídnout pohled z jakékoliv části stadionu a ze všech možných úhlů. „Jejich problém ale je, že pokud zpracováváte obraz z tolika 360stupňových kamer, musejí mít datacentrum přímo na stadionu. Tok dat je enormní,“ říká Šoltys a popisuje, že s Redcapem by firma mohla obraz zpracovávat na svých běžných serverech. Potřebu rychle natáčet obrazové materiály na mnoha místech vyvolává i Netflix a podobné platformy, které je pak zpracovávají na jednom místě.
Oblast obrany pak nabízí velmi aktuální uplatnění ve zpracovávání přenosů z dronů. Redcap je v jednání s britskou firmou, která se snaží vylepšit rychlost přenosu záznamů, které putují skrz satelitní připojení. Tam se projevuje zpoždění i několik sekund, ale podle Šoltyse i tak firmy stojí o mírné vylepšování v rámci každého článku procesu. „Ale to, co se děje na Ukrajině i na Blízkém východě, ukazuje, že inovace je opravdu podstatná,“ komentuje Šoltys s dovětkem, že technologie, které se neměnily desítky let, procházejí inovacemi co několik týdnů. Jinak, a zároveň rychleji, se proto také hledají partneři. V obranném průmyslu v Evropě se také začíná řešit otázka toho, odkud vlastně technologie jsou, a mnozí upřednostňují ty vyvíjené na kontinentě.
Vše zmíněné urychluje i samotný vývoj. „Dnes s trochou nadsázky říkáme, že nás v rychlosti přenosu informací brzdí už jen rychlost světla v optickém kabelu. Protože pokud letí na stovky až tisíce kilometrů, už se ten čas násobí,“ popisuje Šoltys.
- Chcete mít Lupu bez bannerů?
- Chcete dostávat speciální týdenní newsletter o zákulisí českého internetu?
- Chcete mít k dispozici strojové přepisy podcastů?
- Chcete získat slevu 1 000 Kč na jednu z našich konferencí?
Staňte se naším podporovatelem
ČLÁNKY DO MAILU