Статия за медицинска роботика в света. Преглед на състоянието на роботиката в възстановителната медицина. Роботизиран кварцов апарат Xenex

В началото на 2018 г. стана известно за използването на роботи като медицински сестри. Проектът беше обявен в болница в Нагоя (Япония), където се помещава голям музей, посветен на роботиката.

През февруари 2018 г. Университетската болница в Нагоя ще пусне четири робота Toyota, които да служат като асистенти на медицинския персонал. По-специално на това автоматизирано оборудване ще бъдат поверени функциите за разпределяне на лекарства на пациентите в отделенията, доставяне на изследвания и т. н. Роботите ще могат да се движат както по пода, така и между различни отделения, които са разположени на различни етажи.

Всеки робот е с височина 125 см, ширина 50 см и дълбочина 63 см. Максималната скорост на движение е 3,6 км/ч, а максималното тегло на превозвания товар е 30 кг.

Както отбелязва изданието Engadget, всъщност роботите са преносими хладилници с обем от 90 литра, които са оборудвани с радари и камери за придвижване из медицинско заведение. Роботите обикалят хората и в случай на сблъсък те се извиняват и учтиво молят да минат. Служителите на клиниката могат да извикват роботи до мястото им и да задават точки на дестинация с помощта на таблетни компютри.

Роботите се разработват със съвместни усилия на специалисти Университетска клиника Nagoya и Toyota Industries (производство на авточасти и електроника). Тестовото стартиране на устройствата ще се проведе в нощна смяна- между 17:00 и 8:00 сутринта, когато по-малко хора ходят по етажите. Ако бъдат тествани успешно, роботите могат да бъдат разположени в други болници.

Използването на роботи в старчески домове в Япония

През ноември 2017 г. стана известно за тестване на роботи в няколко хиляди старчески домове в Япония. Изкуственият интелект и механичните асистенти помагат на персонала да се грижи за възрастните хора и да заменят последните със събеседници.

Според прогнозите на японското правителство размерът на пазара на роботи, които заменят медицинските работници за грижи за пациентите, ще достигне 54,3 милиарда йени (около 480 милиона долара) до 2020 г., което е три пъти увеличение в сравнение с 2015 г. Разходите са много по-ниски в сравнение с роботите, използвани в бизнеса и услугите.

Една от причините за такова изоставане в търсенето на автоматизирано оборудване, което се грижи за здравето на хората, е високата цена. Въпреки достатъчно високо нивоживот в Япония, не всички пенсионери могат да си позволят да си купят робот.

В Япония има субсидии за разработчиците на роботи. Гранични ползисе предоставят при доставка на изделия в мед рехабилитационни центровеза възрастни хора и хора с увреждания. До ноември 2017 г. около 5 хиляди от тези институции използват роботи.

Те се използват за комуникация с пациенти, провеждане на физиотерапия, заобикаляне на болничните коридори за наблюдение на спешни ситуации, а роботът Aibo кучето на Sony замества изцяло домашен любимец.

В старческите домове има все по-голямо разпространение на системи, които помагат на медицинските сестри да се грижат за възрастни хора, като повдигане и преместване на парализирани хора по пода.

Роботите все още няма да могат да заменят напълно хората в социалните институции, но позволяват на персонала да се съсредоточи върху комуникацията и други задачи, които изискват по-голяма ангажираност, оставяйки домакинската работа в грижата за джаджи. Освен това, както показва национално проучване, около една трета от японците, които използват роботи, в крайна сметка станаха по-активни и независими, отбелязва The Economist.

Прогноза на IDC за използването на роботи в медицината

До 2020 г. болниците ще използват по-активно роботи. Планирани са както клиничната употреба, така и автоматизацията с помощта на прости задачи, според Healthcare IT News, цитирайки проучване на IDC от 2017 г.

Проучване на IDC на болници с 200 или повече легла позволи да се направи оценка на плановете за въвеждане на роботи и дронове. Почти една трета от анкетираните казаха, че вече използват роботи. Тази практика ще стане често срещано явлениеза здравните институции, веднага щом болниците и клиниките разберат как въвеждането на роботи може да помогне за автоматизиране на процесите, намаляване на разходите и подобряване на качеството на медицинските услуги. IDC изчислява, че повсеместното разпространение на роботи в американските болници ще настъпи за период от една до три години.

Интересното е, че за разлика от роботите, които вече са проникнали в сектора на здравеопазването, безпилотните летателни апарати (БЛА) все още не се използват от болниците. Ако не друго, нито една от болниците в проучването на IDC не е имала този опит.

Въпреки това анализаторите са убедени, че дроните ще намерят приложение и в здравеопазването през следващите три до пет години.

Как дроните могат да бъдат полезни за предоставяне на медицинска помощ, през юни 2017 г. стана известно от опита на шведски учени. Чрез експериментални полети на БЛА, експертите демонстрираха, че дронове са в състояние да доставят автоматичен външен дефибрилатор до желаната точка 17 минути по-бързо, за да помогнат на пациента, отколкото в случая с конвенционална линейка.

Днес роботизираната технология направи голям напредък, благодарение на което концепцията за лечение на хора се промени значително. Въз основа на това колко изследователски групи сега правят роботи, има огромен напредък в медицината, особено в сравнение с успехите отпреди осем години.

Първите успешни събития се състоят през 2006 г., когато ученият Силван Мартел събира изследователска група и създава малък робот, уникален по това време, чиито размери едва надвишават топка от обикновена писалка. Този изкуствен организъм е поставен в каротидна артерияживо прасе, където успешно се ориентира в дадените точки. Оттогава роботите в медицината заеха своята ниша и продължават активно да се развиват. И ако се съди по опита от последните няколко години, тези технологии се движат с огромни крачки.

Предимства на роботите

Основната цел на създаването на такива "помощници" е да се движат не само по най-големите човешки артерии, но и да получават данни от области с тесни кръвоносни съдове. Благодарение на това използването на роботи в медицината ще направи възможно извършването на доста сложни операции без травматична намеса. По този начин рискът от смърт от твърде агресивна анестезия или от пациента, страдащ от алергична реакцияза определено лекарство.

Това обаче не е единственото предимство на използването на роботи в медицината. Например, технологии като тези могат да помогнат за лечение на рак. Факт е, че микророботите са в състояние да доставят лекарства директно до фокуса злокачествено образувание... За разлика от химиотерапията, когато агресивните лекарства се разпространяват в тялото на пациента и причиняват непоправими последици, този метод няма да нанесе силен удар на имунната системалице.

Съвременните роботи в медицината са способни да се справят с широк спектър от задачи. Въпреки това, дори днес има много въпроси как да накарате такъв малък изкуствен организъм да се движи през кръвта или да проследите местоположението му. Но някои съвременни разработки ви позволяват да се справите със задачите. Нека ги разгледаме по-подробно.

"био ракети"

Тези роботизирани медицински асистенти са вид титаниеви ядра, обвити в алуминиеви черупки. Освен това техният размер не надвишава 20 микрона. Когато алуминиевата обвивка влезе в контакт с вода, започва реакция, по време на която се образува водород на повърхността на сърцевината. Именно това вещество кара микроструктурата да се движи със скорост, равна на 150 от нейните диаметри в секунда. Това е равносилно на факта, че човек с височина 2 метра може да плува 300 метра за същото време. Химическият двигател на този уникален робот се използва в медицината благодарение на добавянето на специално вещество - галий. Този компонент намалява скоростта на образуване на оксидни отлагания. Благодарение на това микророботът може да работи около 5 минути с максимален резерв на мощност от 900 мм (при условие, че е във водата).

Външно магнитно поле се използва за насочване на микроскопичния агрегат в дадена посока. Така "биоракета" е приложима за доставка на лекарства до определена точка в човешкото тяло.

Мускулни роботи

Това е доста интересна област на роботиката. Мускулните роботи в медицината се използват за стимулиране мускулни клетки... Такива микроскопични агрегати работят чрез електрически импулси, които предават. Самите роботи са вид хребети, направени от хидрогел. Те работят на същия принцип като при бозайниците. Например, ако говорим за човешкото тяло, тогава мускулите започват да се свиват благодарение на сухожилията. В случай на микроробот този процес се осъществява поради електрически заряд.

Да Винчи

Роботът "Леонардо" в медицината придоби особена популярност. Той е създаден, за да замени хирурзите в бъдеще. Днес този независим механизъм с тегло 500 кг, снабден с четири "рамена", е в състояние да се справи голямо количествозадачи. Три от крайниците му са оборудвани с миниатюрни инструменти за извършване на най-сложните операции. На четвъртата "ръка" е малка видеокамера.

Снимката демонстрира как най-добре работят такива роботи в медицината. Да Винчи е в състояние да оперира и през най-малките разрези, които са широки не повече от няколко сантиметра. Благодарение на това след операцията пациентът няма грозни белези.

В процеса на работа на "Леонардо" на известно разстояние от него седи медицински работник, който управлява конзолата. Благодарение на модерния джойстик, лекарят може да извършва най-сложните манипулации с изключителна точност. Всички действия се прехвърлят върху крайниците на робота, което повтаря движенията на пръстите.

Също така си струва да се отбележи, че "ръцете" на устройството са малко по-различни от човешките, тъй като манипулаторите могат да работят в режими. Освен това изкуствените „пръсти“ не се уморяват и могат моментално да замръзнат, ако операторът случайно пусне контролния панел. Лекарят може да контролира движенията си с помощта на мощни окуляри, които могат да увеличат картината до 12 пъти.

"Киробо"

Този интересен робот е специално проектиран за астронавти, които са подложени на психологически натиск, тъй като са толкова далеч от родната си планета. Хуманоидната машина е с малки размери. Височината й е само 34 см. Това обаче е напълно достатъчно. Роботът е в състояние да поддържа пълноценен разговор, да отговаря на въпроси и да симулира комуникация на живо. Единственият проблем ново развитиесе крие във факта, че досега той общува изключително на японски.

Роботът отлично различава човешката реч от другите звуци. Освен това той е в състояние да разпознава хора, с които вече е общувал преди. Той може да определи настроението по изражението на лицето и като цяло може да прави много неща. Може дори да прегърне, ако е необходимо.

Някои учени смятат, че тези интелигентни роботи не са необходими в медицината. Въпреки това, те могат да намерят приложение в психотерапията.

"ПАРО"

Този асистент работи като зоотерапевт. Външно, той е създаден под формата на външната обвивка на робота, изработена от мек материал, който наподобява естествената бяла кожа на истинско животно. Вътре е пълен с всякакви сензори (докосване, температура, светлина, позиция, звук и други). Този пълноценен изкуствен интелект е напълно наясно къде се намира и е в състояние да отговори на даденото му име. Уникален робот с очарователно лице прави разлика между грубост и привързаност.

Днес този интересен робот вече се използва широко за лечение на различни категории пациенти. Можете да го галите, да го прегръщате, да разговаряте с него или просто да говорите за чувствата си. В бъдеще тези роботи ще бъдат изпращани в старчески домове, детски градини и рехабилитационни центрове, за да помагат на хора, страдащи от психологически дистрес. Много често в следоперативен периодпациентите се нуждаят от подкрепа, но е невъзможно да се отглеждат животни в здравни заведения, така че този изкуствен интелект ще бъде истински пробив в възстановителната медицина.

"хоспи"

Този робот е предназначен да замени фармацевтите. Това ще помогне на медицинския персонал да спести значително време за намиране на необходимите лекарства и доставянето им в стените на болниците. Като цяло този асистент е роботизиран комплект за първа помощ, чиято височина е 130 см. Роботът е в състояние да носи тегло до 20 кг, това е напълно достатъчно, за да се движите из болницата голям бройголямо разнообразие от лекарства и проби. При движение "Хоспи" е в състояние да заобикаля препятствия, така че рискът от сблъсък с персонал или посетители на болницата е сведен почти до нула.

"RP Vita"

Този робот е в състояние да предоставя помощ при дистанционно консултиране. Виртуалният „асистент“ позволява на лекуващия лекар да направи обиколка за минути. Освен това, благодарение на робота, става възможно да се следи състоянието тежко болни пациентиизискващи специално внимание през деня и нощта.

Височината на чудото на техниката е 1,5 метра. Вътре в робота е инсталирана система от специални звукови и лазерни сензори, благодарение на които се изгражда маршрутът на единицата. Снабден е и с екран, който ще показва лицето на лекуващия лекар. Благодарение на това се имитира пълноценна комуникация с пациенти, които напълно усещат присъствието на медицински служител. RP Vita е оборудвана и с модерни диагностични инструменти. За работа с уреда е достатъчен лаптоп или таблет.

Хал

Този робот е специализиран екзоскелет, благодарение на който парализираните хора ще могат да се движат напълно.

Сензорите на апаратурата се фиксират върху кожата на пациентите и започват да отчитат силата на импулсите, които идват от определени мускули. Ако някой възел не работи напълно, тогава екзоскелетът се активира и органите получават зарядите, необходими за тяхната работа.

Днес роботът е представен в две версии: цял скелет или само за крака.

"Уотсън"

Този суперкомпютър е оборудван с 90 сървъра наведнъж с четири процесора, всеки от които има осем ядра. RAM паметта на робота е шестнадесет терабайта. Уотсън е онколог, който може да диагностицира за кратко време... Уредът е оборудван с отличен изкуствен интелект, благодарение на което той е в състояние бързо да чете информация и да прави необходимите изводи. Роботът обработва до 600 000 медицински справочници и други документи, необходими за диагностика за броени минути. Остава лекарят да зареди болестта на пациента в паметта и да получи вероятна диагноза. Освен това на "Уотсън" могат да бъдат задавани въпроси, само засега изключително писмено.

Най-накрая

Въз основа на бързо развиващите се технологии е лесно да се заключи, че роботите в медицината ще бъдат незаменими в бъдеще. Те ще позволят на лечебните заведения да преминат на ново ниво на диагностика и лечение на най-сложните заболявания. Това важи и за психично болните.

Слайд 2

Медицинска роботика

За възстановителна медицина и рехабилитация Роботи за поддържане на живота Роботи за диагностика, терапия, хирургия Активни биоконтролирани протези, екзоскелети Точков и класически масаж, кресла Активни и пасивни движения на крайници в ставите Минимално инвазивен за диагностика и хирургия Рентгенов облъчващ наноробот Телеконтрол през Интернет Трансфер на лекарства, транспорт Инструменти за доставка на водача на хирурга Обслужване за възрастни хора Автоматична стая

Слайд 3

Робот "Локомат" за извършване на движения на крайниците в тазобедрените, коленните и глезенните стави.

Слайд 4

активна протеза колянна ставаАктивни протези и екзоскелети

Слайд 5

активна пасивна протозоа тракция миотонична биоелектрическа Без обратна връзка С обратна тракция

Слайд 6

Робот Unimate Puma 560 Първият хирургически робот, UnimatePuma 560, е създаден в края на 80-те години на миналия век в Америка. Този робот всъщност беше голяма ръка с два нокти, които можеха да се въртят един спрямо друг. Обхватът на движение е 36 инча. Роботът е имал доста ограничен обхват на движение и е бил използван в неврохирургията за държане на инструменти по време на стереотаксична биопсия.

Слайд 7

През 1998 г. се появява активният робот ZEUS, предназначен за дистанционна ендоскопска хирургия. Паралелно с ZEUS е създадена друга подобна система, наречена DA VINCI. ЗЕВС

Слайд 8

ХЕКСАПОД

Слайд 9

Робот, наречен "Да Винчи"

Слайд 10

Роботът Da Vinci е най-модерният хирургически робот в света. Роботът се задвижва от лекар-хирург и е снабден с четири „ръце“ – едната ръка снима, а три ръце оперират – тези ръце имат максимална степен на свобода и подвижност, по-добра от човешката ръка. Тези ръце се вкарват в операционното пространство на тялото чрез най-фините разрези и осигуряват на хирурга не само допълнителни ръце за операцията, но и по-перфектна свобода на движение в сравнение с конвенционалната хирургия. Лекарят-хирург управлява операцията от своя контролен панел, който се намира в близост до оперирания пациент и от който привежда в движение опериращите ръце и контролира всичко, което се случва в операционната.

Слайд 11

Предимства при използването на това устройство Роботът предоставя на хирурга максимална степен на свобода и по-добра мобилност и по този начин му дава възможност да извършва движения, които човешка ръкане може да изпълни. Роботизираната ръка е по-здрава и по-стабилна от човешката. Изображението, което камерата предава на хирурга, е увеличено триизмерно изображение, което улеснява локализирането на нараняването и лечението му. Хирургията е по-малко инвазивна, отколкото при конвенционалната хирургия, тъй като разрезите са коремна стеназначително по-малко от разрезите при конвенционалната хирургия Процесът на възстановяване е по-бърз и броят на дните на болничен престой е по-малък Кървенето от оперираната област е минимално и ранният следоперативен период е особено кратък

Слайд 12

Извършени операции * Възстановяване митрална клапа* Реваскуларизация на миокарда * Аблация на сърдечна тъкан * Инсталиране на епикарден пейсмейкър за бивентрикуларна ресинхронизация * Стомашен байпас * Фундопликация по Нисен * Хистеректомия и миомектомия * Операции на гръбначния стълб, смяна на диск * Тимектомия - операция за отстраняване тимус * Белодробна лобектомия* Езофагоектомия * Медиастинална туморна резекция * Радикална простатектомия * Пиелопластика * Отстраняване на пикочен мехур * Радикална нефректомия и резекция на бъбрек * Реимплантация на уретера

Слайд 13

Вижте всички слайдове

щат Казан

Технологичен университет

Резюме по темата:

Роботиката в медицината

Попълва се от ученик от групата

А. Р. Нигматулин

Казан 2010г.

Въведение

1. Видове медицински роботи

Заключение

Въведение

В ерата на бързото развитие на науката и технологиите се появяват най-много различни иновации различни области... Рафтовете на супермаркетите са пълни с екзотична храна, дрехи от най-новите материали, а дори и по-нататък в хипермаркетите за електроника е невъзможно да бъдем в крак с развитието на нови изобретения. Всичко познатото старо бързо се заменя с необикновеното, новото, с което не е толкова лесно да свикнете. Но ако нямаше напредък, тогава хората нямаше да знаят много мистерии, които все още не са разкрити, а природата внимателно ги крие от нас. Въпреки всичко това, благодарение на високия професионализъм на съвременните физици, разработките в различни области се извършват нон-стоп. Един обикновен човек едва ли беше озадачен от въпроса какво ново може да се въведе в този вече безкрайно цивилизован и прогресивен свят. Например, помислете за нашия свят, какъвто беше дори преди сто години. Нямаше нито телевизори, нито компютри, нито домакински уреди, без които съвременен човекв ежедневието ние просто не можехме да направим дори преди 10 години, когато Мобилни телефонитоку що се появиха и бяха тромави и много малко функционални, що се отнася до компютърните технологии. Науката движи света напред и всякакви иновации са необходими във всички области на човешкия живот. В този пример бих искал да избера като специфичен аспект – областта на медицината, или по-скоро нейния технически потенциал. Медицината също не стои на едно място, появяват се по-нови сложни устройства за поддържане на човешкия живот, пример за това могат да бъдат много устройства, например апарат за изкуствена вентилациябели дробове, или апарат за изкуствен бъбрек и др. Появиха се миниатюрни измервателни уреди за кръвна захар, електронни измерватели на импулс и налягане, този списък може да се допълва многократно. По-конкретно, бих искал да се спра на примера с въвеждането на роботиката в медицинската индустрия. От около края на 20-ти век хората са създавали различни роботи, като с течение на времето те са значително подобрени и модернизирани. В момента има роботи - асистенти, военни разработки на роботи, космически, битови и разбира се медицински. След това си струва да разгледаме по-отблизо какви видове роботи и за какво приложение съществуват в даден момент.

Видове медицински роботи

Едно от най-известните и прославени постижения в последно време се превърна в робот, наречен "Да Винчи", който, както може би се досещате, е кръстен на великия инженер, художник и учен Леонардо да Винчи. Новостта позволява на хирурзите да извършват най-сложните операции, без да докосват пациента и с минимално увреждане на тъканите му. Робот, който може да се използва в кардиологията, гинекологията, урологията и обща хирургия, беше демонстрирано от Медицинския център и отделението по хирургия на Държавния университет в Аризона.

По време на операцията с "да Винчи" хирургът е на няколко метра от операционната маса на компютъра, на чийто монитор се представя триизмерно изображение на оперирания орган. Лекарят контролира финото хирургически инструментипроникване в тялото на пациента през малки дупки. Тези дистанционно управлявани инструменти могат да се използват за прецизни операции на малки и труднодостъпни участъци от тялото.

Доказателство за изключителните способности на Да Винчи беше първият в света напълно ендоскопски байпас, наскоро извършен в Колумбийския презвитериан медицински центърв Ню Йорк. Уникална операция направиха директорът на центъра за роботизирана сърдечна хирургия Майкъл Аргенциано и ръководителят на отделението по кардиоторакална хирургия д-р Крейг Смит. Те обаче използвали само три малки дупки – две за манипулатори и една за видеокамера. Разберете какво означава това, може да бъде само човек, който поне веднъж е наблюдавал "традиционна" операция на отворено сърце.

Действията на екипа, „отварящи“ гърдите на пациента, правят незаличимо впечатление на новодошлия (на журналистическа задача някога трябваше да играя тази роля). Все още си спомням пълзенето по цялото ми тяло от ужасния писък на циркуляр, режещ гръдната кост, и огромна рана, в която забързано се въртяха ръце в окървавени гумени ръкавици.

В Съединените щати байпас или коронарен артериален байпас е най-честата операция на открито сърце. Тук годишно се подлагат на тази процедура 375 хиляди души. Широкото въвеждане на "да Винчи" може значително да облекчи съдбата им, като помогне на пациентите да се възстановят по-бързо след операция и да бъдат изписани по-рано от болниците.

Главният хирург в центъра в Аризона, където се тества Da Vinci, д-р Алън Хамилтън, като цяло е убеден, че роботиката ще направи революция в хирургията. Засега тази революция тепърва започва, но в... кино „да Винчи” вече нашумя. Хирургическият робот изигра роля в последния филм за Джеймс Бонд „Умри друг ден“.

В началото на филма е показан изглед отблизо на три механични ръце, които опипват тялото на заловения агент 007. „Хирурзите и шпионите са подобни един на друг, тъй като се стремят да изпълняват задачите си без излишна суета и използване най-новите технологии“, каза говорител на Imperial College London, където сега работи „да Винчи“. - Филмите за Джеймс Бонд винаги са ме очаровали с демонстрацията на безпрецедентни технически иновации. Но никога не съм мислил, че някой ден отделът, който ръководя, ще си сътрудничи с продуцентите на Джеймс Бонд.

Да Винчи е само един пример за развитието на нова индустрия в медицината.

Други роботи се използват в голямо разнообразие от операции, включително мозъчна хирургия. Засега тези устройства са доста тромави, но лекарите се надяват на миниатюрни помощници. Миналото лято например енергийният отдел на американската национална лаборатория Сандия в Албакърки вече изгради най-малкия робот в света, висок един сантиметър. И британската корпорация Nanotechnology Development разработва фрактален хирург на троха, който самостоятелно ще сглобява от още по-малки блокове вътре в човешкото тяло, ще извършва необходимите действия там и ще се разглобява.

Сега роботът е оборудван с най-модерните "очи" в света (както се вижда от прессъобщението на компанията). Преди имаше триизмерно зрение, но висока разделителна способност беше постигната едва сега.

Новата версия позволява на двама хирурзи да наблюдават операцията едновременно, единият от които може да асистира и да се учи от старши колеги. Работният дисплей може да показва не само картината от камерите, но и два допълнителни параметъра, например ултразвук и ЕКГ данни.

Многораменният да Винчи ви позволява да оперирате с голяма прецизност и следователно с минимална намеса в тялото на пациента. В резултат на това възстановяването след операция е по-бързо от обикновено (снимка 2009 Intuitive Surgical)

Още една интересна новина. Изследователи от университета Вандербилт (САЩ) представиха концепцията за нова автоматична когнитивна система TriageBot. Автомобилите ще събират медицинска информация, правят основни диагностични измервания и в крайна сметка поставят предварителни диагнози, докато хората се справят с по-належащи проблеми. В резултат на това пациентите ще чакат по-малко, а специалистите ще дишат по-свободно и значително ще намалят броя на грешките."Последните постижения в дизайна на хуманоидни роботи, сензорната технология и архитектурата на когнитивния контрол направиха възможна такава система", - подчертава съавтор на проекта Мич Уилкс В САЩ около 40% пациенти в спешните отделения са приети в животозастрашаващо състояние. Лекарите трябва да им дават приоритет. Роботите могат да поемат останалите 60%. Ако проектът се окаже успешен, след пет години в близост до гишето за регистрация ще се появят електронни терминали, като тези, инсталирани на летищата, както и специални „умни“ столове и мобилни роботи. прием, пациентът трябва първо да се регистрира. В предложената система придружаващото лице ще може да въвежда всички необходими данни през терминал със сензорен екран. Възможни са гласови указания. В този случай автоматът ще може да разпознае наличието на критична информация (например остра болка в гърдите) и да информира лекаря за това, за да може пациентът да бъде лекуван възможно най-скоро. Ако не, пациентът ще бъде насочен към чакалнята.В съответствие с тази първоначална информация се разработва по-подробен план за диагностика на пациента. В предложената система най-простите процедури могат да се извършват вече в чакалнята, на специален стол, който ще измерва кръвното налягане, пулса, сатурацията на кръвта с кислород, дихателната честота, височината и теглото. Освен това мобилните асистенти периодично ще проверяват състоянието на пациентите в чакалнята, като се обръща специално внимание на кръвното налягане, пулса и евентуално интензивността на болката. В случай на критична промяна роботът трябва да информира човешкия персонал.Последният елемент на системата TriageBot е администраторът, който следи машините, комуникира с болничната база данни и служи като посредник между автоматизацията и медицинския персонал. се планира провеждането на поредица от изследвания, по време на които ще се определи точният набор.функции на роботите и техните външен вид... Паралелно се разработват прототипи.

За по-точни и удобни изчисления учените са създали прекрасен робот, фармацевт. Електромеханично чудо, което работи в голямото мазе на презвитерианската болница в Албакърки, Ню Мексико, носи името Роузи. „Родителят“ на този мощен механичен модул, движещ се по четириметрова релса в тъмна стъклена стая, е новото подразделение на Intel, Intel Community Solutions, което използва постиженията на компанията за решаване на социални проблеми.

щат Казан

Технологичен университет

Резюме по темата:

Роботиката в медицината

Попълва се от ученик от групата

А. Р. Нигматулин

Казан 2010г.

Въведение

1. Видове медицински роботи

Заключение

Въведение

В ерата на бързото развитие на науката и технологиите се появяват много различни иновации в различни области. Рафтовете на супермаркетите са пълни с екзотична храна, в търговските центрове се появяват дрехи, изработени от най-новите материали, а дори и по-нататък в хипермаркетите за електроника, е невъзможно да бъдем в крак с развитието на нови изобретения. Всичко познатото старо бързо се заменя с необикновеното, новото, с което не е толкова лесно да свикнете. Но ако нямаше напредък, тогава хората нямаше да знаят много мистерии, които все още не са разкрити, а природата внимателно ги крие от нас. Въпреки всичко това, благодарение на високия професионализъм на съвременните физици, разработките в различни области се извършват нон-стоп. Един обикновен човек едва ли беше озадачен от въпроса какво ново може да се въведе в този вече безкрайно цивилизован и прогресивен свят. Например, помислете за нашия свят, какъвто беше дори преди сто години. Нямаше телевизори, компютри, домакински уреди, без които един съвременен човек в ежедневието просто не можеше дори преди 10 години, когато мобилните телефони току-що се появиха и бяха обемисти и много малко функционални, що се отнася до компютърните технологии. Науката движи света напред и всякакви иновации са необходими във всички области на човешкия живот. В този пример бих искал да избера като специфичен аспект – областта на медицината, или по-скоро нейния технически потенциал. Медицината също не стои на едно място, появяват се по-нови сложни устройства за поддържане на живота на човека, пример за това могат да бъдат много устройства, например апарат за изкуствена белодробна вентилация или апарат за изкуствен бъбрек и т.н. Появиха се миниатюрни измервателни уреди за кръвна захар, електронни измерватели на импулс и налягане, този списък може да се допълва многократно. По-конкретно, бих искал да се спра на примера с въвеждането на роботиката в медицинската индустрия. От около края на 20-ти век хората са създавали различни роботи, като с течение на времето те са значително подобрени и модернизирани. В момента има роботи - асистенти, военни разработки на роботи, космически, битови и разбира се медицински. След това си струва да разгледаме по-отблизо какви видове роботи и за какво приложение съществуват в даден момент.

Видове медицински роботи

Едно от най-известните и прославени постижения в последно време се превърна в робот, наречен "Да Винчи", който, както може би се досещате, е кръстен на великия инженер, художник и учен Леонардо да Винчи. Новостта позволява на хирурзите да извършват най-сложните операции, без да докосват пациента и с минимално увреждане на тъканите му. Роботът, който може да се използва в кардиологията, гинекологията, урологията и общата хирургия, беше демонстриран от Медицинския център и отделението по хирургия на Държавния университет в Аризона.

По време на операцията с "да Винчи" хирургът е на няколко метра от операционната маса на компютъра, на чийто монитор се представя триизмерно изображение на оперирания орган. Лекарят контролира тънки хирургически инструменти, които проникват в тялото на пациента през малки дупки. Тези дистанционно управлявани инструменти могат да се използват за прецизни операции на малки и труднодостъпни участъци от тялото.

Първият в света напълно ендоскопски байпас, наскоро извършен в Columbia Presbyterian Medical Center в Ню Йорк, е доказателство за изключителните способности на Да Винчи. Уникална операция направиха директорът на центъра за роботизирана сърдечна хирургия Майкъл Аргенциано и ръководителят на отделението по кардиоторакална хирургия д-р Крейг Смит. Те обаче използвали само три малки дупки – две за манипулатори и една за видеокамера. Да разбере какво означава това, може да бъде само човек, който поне веднъж е гледал "традиционната" операция на открито сърце.

Да Винчи е само един пример за развитието на нова индустрия в медицината.

Още една интересна новина. Изследователи от университета Вандербилт (САЩ) представиха концепцията за нова автоматична когнитивна система TriageBot. Машините ще събират медицинска информация, ще извършват основни диагностични измервания и в крайна сметка ще поставят временни диагнози, докато хората се справят с по-належащи проблеми. В резултат на това пациентите ще чакат по-малко, а специалистите ще дишат по-свободно и значително ще намалят броя на грешките."Последните постижения в дизайна на хуманоидни роботи, сензорната технология и архитектурата на когнитивния контрол направиха възможна такава система", - подчертава съавтор на проекта Мич Уилкс В САЩ около 40% пациенти в спешните отделения са приети в животозастрашаващо състояние. Лекарите трябва да им дават приоритет. Роботите могат да поемат останалите 60%. Ако проектът се окаже успешен, след пет години в близост до гишето за регистрация ще се появят електронни терминали, като тези, инсталирани на летищата, както и специални „умни“ столове и мобилни роботи. прием, пациентът трябва първо да се регистрира. В предложената система придружаващото лице ще може да въвежда всички необходими данни през терминал със сензорен екран. Възможни са гласови указания. В този случай автоматът ще може да разпознае наличието на критична информация (например остра болка в гърдите) и да информира лекаря за това, за да може пациентът да бъде лекуван възможно най-скоро. Ако не, пациентът ще бъде насочен към чакалнята.В съответствие с тази първоначална информация се разработва по-подробен план за диагноза на пациента. В предложената система най-простите процедури могат да се извършват вече в чакалнята, на специален стол, който ще измерва кръвното налягане, пулса, сатурацията на кръвта с кислород, дихателната честота, височината и теглото. Освен това мобилните асистенти периодично ще проверяват състоянието на пациентите в чакалнята, като се обръща специално внимание на кръвното налягане, пулса и евентуално интензивността на болката. В случай на критична промяна роботът трябва да информира човешкия персонал.Последният елемент на системата TriageBot е администраторът, който следи машините, комуникира с болничната база данни и служи като посредник между автоматизацията и медицинския персонал. се планира провеждането на поредица от изследвания, по време на които ще се определи точният набор.функции на роботите и външния им вид. Паралелно се разработват прототипи.

Работата на Роузи е да приготвя и разпространява стотици лекарства. Работи денонощно, практически не прави почивки и в същото време изобщо не прави грешки. За две години и половина работа в болничната аптека не е имало нито един случай да бъде изпратен грешно лекарство на пациент. Коефициентът на точност на Роузи е 99,7 процента, което означава, че сортирането и дозировката на лекарствата, отпускани по лекарско предписание, никога не се различават от посочените в предписанията на лекарите.

Освен това Роузи помогна да се идентифицират много грешки навреме. Роузи никога не би изпратила лекарство с изтекъл срок на годност на болен човек. Ключът към неговата точност са държавните стандарти за контрол на качеството, вградени в електронния мозък на машината. Междувременно, според данните Национален институтЗдраве във Вашингтон поради грешки с лекарства в страната, около 50 хиляди души умират всяка година. Но подготовката и разпространението на лекарства не е единственият проблем, който презвитерианската болница решава с помощта на Роузи. Преди появата му беше много трудно да се следи пускането на наркотици: служителите прекарваха много време в преброяване на хапчета, така че нито едно от тях да не остане неотчетено. Днес роботът Роузи ги освободи от тази рутинна работа.

Но това не е всичко. С механична „ръка“ Роузи се плъзга по релсата и събира малки пакетчета с хапчета, които висят по стените, всяко с уникален баркод. След това ги слага в запечатани пликове и ги изпраща на пациентите.

Родени са и два робота-помощници – робот бавачка, който се грижи за болни хора, в частност страдащи от болестта на Алцхаймер, и робот физиотерапевт, който позволява на хората, претърпели инсулт, да се адаптират по-бързо.

Наскоро американски пациенти с болестта на Алцхаймер получиха асистент, който им улеснява общуването с лекари и роднини. Снабден с камера, екран и всичко необходимо за безжична интернет комуникация, роботът Companion позволява на лекаря да се свърже с пациента, който се намира в специализирана клиника. Роботът се използва и за обучение на персонал, подпомагане на пациенти с проблеми с мобилността и комуникация между пациенти и деца. Колкото и да е странно, пациентите, които обикновено не са склонни да приемат всичко ново, се отнасяха доста добре към механичния събеседник: сочеха го, смееха се, дори се опитваха да говорят с него.

Юлин Уанг, изпълнителен директор на InTouch Health, който създаде машината, каза, че използването на роботи в грижите за възрастните хора може да облекчи проблема със застаряващата нация. В условия, когато до 2010 г. броят на пенсионерите в страната ще нарасне до 40, а до 2030 г. - до 70 милиона, това е много важно. Междувременно фирмата ще отдаде своите роботи под наем на старчески домове. В бъдеще компанията планира да създаде роботи, които да задвижват инвалидна количка.

Инженерите от Масачузетския технологичен институт направиха истинска стъпка в бъдещето, като замениха физиотерапевт с робот. Както знаете, хората, които са претърпели инсулт, забравят за обичайния си живот за дълго време. В продължение на много месеци и дори години те отново се научават да ходят, да държат лъжица в ръцете си, да извършват онези ежедневни действия, за които дори не са мислили преди. Сега могат да им помогнат не само лекари, но и роботи.

Говорим за физиотерапевтични сесии, необходими за възстановяване на координацията на движенията на ръцете. Сега пациентите обикновено работят с лекари, които им показват подходящите упражнения. В отделението за рехабилитация на градската болница в Бостън, където се тества новата инсталация, възстановяващ се от инсулт е поканен да се движи по екрана с помощта на джойстик. дадена траекториямалък курсор. Ако човек не може да направи това, компютърно управляван джойстик с помощта на вградени електродвигатели сам ще премести ръката му в необходимата позиция.

Лекарите бяха доволни от работата на новостта. За разлика от човека, роботът може да извършва едни и същи движения хиляди пъти на ден, без да се уморява. Що се отнася до самите лекари, те не трябва да се страхуват от безработицата: вместо да седят с пациенти с часове, те ще могат да разработят нови, по-ефективни програми за обучение.

Тъй като медицината е доста обширна област на науката, тя не е без намесата на съвременните нанотехнологии. Ето какво да отбележите в този раздел.

Бактериите, които се движат хаотично под микроскопа, внезапно замръзват на място. След това, сякаш по споразумение, те започват да се редят в права линия. За секунди микробите заемат местата си в колоната и тогава цялото образувание започва да се движи - бактериите, сякаш по команда, едновременно се обръщат наляво.

Микробните движения наистина са контролирани. Това прави учен, седнал на конзолата - професор в Ecole Polytechnique в Монреал Силван Мартел. Инсталацията, създадена от канадския учен, контролира движението на бактериите с помощта на магнитно поле с точност до хилядната от милиметъра. Наскоро изследовател показа устройството си в действие. 5000 бактерии по координиран начин преместиха микроскопични полимерни блокове в капка вода и направиха миниатюрна структура от тях.

Това е само началото на теста. В близко бъдеще такава „работна сила“ може да се използва с по-голяма полза - в медицината. В продължение на много години лаборатории по света се опитват да създадат МИКРОБОТИ, които да извършват различни операции в тялото на пациента. Нещата не са отишли по-далеч от най-простите прототипи на инженерите. Сега учените имат възможност да тръгнат по заобиколен път – микроорганизмите заменят сложните и неефективни устройства.

Структурата, издигната от бактериите, може да се види само под микроскоп. Прилича на египетска пирамида. Приликите не са случайни. „Пирамидите са една от първите стъпки, които хората предприемат, за да създадат наистина сложни структури“, казва Силван Мартел. "Мислехме, че би било символично, ако микроорганизмите изпълняват точно такава задача." През годините са построени истински пирамиди, а бактериите са завършили модела за 15 минути. Това е въпреки факта, че градивните елементи бяха много по-големи от самите „работници“.

Микроорганизмите работеха заедно. Под микроскоп 5000 бактерии изглеждаха като солиден тъмен облак. Този рояк виси над една от "тухлите". В следващата секунда микробите започват бавно, но сигурно да избутват блока до определеното място на чертежа. „Засега просто тестваме технологията“, казва Мартел. "По принцип можете да правите същите неща много по-бързо."

Тайната на успеха се крие в изключителните способности на тези микроорганизми. Канадски учени използват в работата си бактерията Magnetospirillum magnetotacticum. „Те се оказаха истински рекордьори“, обяснява Мартел. "Те се движат с порядък по-бързо от другите бактерии." Освен това тези микроорганизми са чувствителни към магнитни полета - те натрупват железни съединения в големи количества. Учените все още не разбират много добре защо самите микроби се нуждаят от това. Но сега е ясно как човек може да използва такава функция. Използвайки магнитно поле, Мартел кара бактериите да се обърнат в правилната посока. След това се движат самостоятелно - имат специални флагели, които работят като витлата на корабите.

Те могат да се движат не само в капка вода под микроскоп. Канадски учен инжектира бактерии в кръвта на лабораторни плъхове и с помощта на магнитно поле принуди микробите да маневрират в съдовете. Оказа се, че бактериите могат да се движат дори срещу течението. Вярно, те успяха да преодолеят потока само в малки капиляри, където кръвта циркулираше бавно. В големите артерии "плувците" бяха безнадеждно издухани - скоростта на течността там достигаше няколко десетки сантиметра в секунда. Тези микроби не са способни да се размножават в кръвта, следователно тяхното присъствие не е повлияло на здравето на гризачите. Микроорганизмите се движат през съдовете за известно време и след това умират.

Ефективността на бактериалните двигатели ще завижда на всеки инженер. „Основният проблем, поради който се осуетяват опитите за създаване на медицински МИКРОБОТИ, е техният размер“, казва Владимир Лобаскин, физик от Университетския колеж в Дъблин. „Изискванията за размера на тези устройства са такива, че им е много трудно да създадат достатъчно мощен двигател.“ Самият Лобаскин се занимава с теоретични изчисления на ефективността на точно такива микроскопични двигатели. „Техническите характеристики“ на бактерията на Мартел направиха страхотно впечатление на физика: „Това е почти готова система за решаване на медицински проблеми“.

Изглежда, че разработчиците на истинските МИКРОБОТИ наистина нямат какво да отговорят. Един от най-новите прототипи е създаден преди няколко години в Швейцарския институт за роботика и интелигентни системи. Това е малка метална спирала, която може да се види само под много мощен микроскоп. Веднъж попаднал в променливо магнитно поле, той започва да се върти и да работи като витло. Посоката на движение на това устройство може да се контролира и с помощта на магнити.

С течение на времето разработчиците очакват да го използват за доставяне на лекарства до различни тъкани. човешкото тяло... Засега не работи много добре. Тези продукти са около десет пъти по-бавни от "живите роботи", с които работят в Канада. За маневри в кръвоносните съдове дори няма нужда да говорим. Това не е изненадващо, сигурен е Мартел. В продължение на милиони години еволюцията е свършила добра работа с превъзходните бактерии. Ще бъде много трудно бързо да създадете същото перфектно изкуствено устройство.

Именно поради тази причина кубиотехнологи от Корейския национален университет Чунам се опитаха да комбинират два противоположни подхода в своята работа. Създаденият имипрототип на медицинския МИКРОРОБОТ е изграден от синтетичен полимер и човешки сърдечни мускулни клетки – кардиомиоцити. Клетките са опънати върху гъвкава пластмасова рамка със специални крака. Свивайки се, клетките привеждат в движение цялата структура и устройството започва да докосва краката си. Разработчиците предполагат, че в бъдеще такива роботи ще могат да пътуват наоколо кръвоносни съдовемъж, вкопчен в стените. Такива продукти ще могат да функционират много дълго време - "клетъчният двигател" използва разтворената в кръвта глюкоза като гориво.

„Само преди няколко години разговорите на ороботи, доставящи лекарства до определени точки в тялото, изглеждаха като фантазия“, казва Алексей Снежко, физик от Националната лаборатория в Аргон (САЩ). "Сега е ясно, че в много близко бъдеще те ще започнат да се тестват върху хора."

Как ще изглежда е ясно сега. В неотдавнашен експеримент Силван Мартел и неговите колеги инжектираха в тялото плъх с рак. И тогава я поставиха в медицински томограф. Тези уреди използват силни магнитни полетаза изграждане на триизмерни карти на тялото на пациента. След незначителен редизайн, съоръжението се превърна в команден пункт за микроби. С негова помощ учените проведоха бактерии през кръвоносната система на гризач директно в областта на тумора. Микроорганизмите доставяха тренировъчно натоварване на засегнатата област - флуоресцентно вещество. Мартел планира скоро да повтори експеримента. Този път бактериите ще носят противораковото лекарство.

Нанотехнологите също така демонстрираха доста впечатляващи образци от електронна кожа. E-skin усети докосването на пеперуда за първи път

Решетка от най-фините полупроводникови нишки, комбинирана с електроди и променяща се в отговор на проводимостта на налягането с PSR гума (по-горе), беше превърната от калифорнийските майстори в „кожно клапи“ (отдолу) (илюстрации от Kuniharu Takei et al./Nature Materials ).

В тази рисунка на кожата на робота всеки черен квадрат съответства на един "пиксел", елементарна точка, отговорна за докосването (илюстрация от Али Джави и Кунихару Такей, UC Berkeley). Авторите рекламират чувствителността на кожата с цветна фантазия: робот с такъв манипулатор би могъл лесно да се справи с пилешко яйце, без да го изпусне или смачка (илюстрация от Али Джави, Кунихару Такей / UC Berkeley).

Друга илюстрация на чувствителността на сензора на Станфорд: той открива докосването на перуанската пеперуда Chhorinea faunus (снимка L.A. Cicero / Stanford University).

Много копия вече са разбити около проблема за създаване на роботизиран аналог на най-големия човешки орган. Основен въпрос- как да възпроизведем невероятна чувствителност кожакой може да усети ветреца от летящо насекомо? Наскоро две изследователски групи в Калифорния едновременно обявиха своите впечатляващи отговори.

Първият екип, от Калифорнийския университет в Бъркли, избра нанопроводниците като ключов елемент за тяхната изкуствена кожа. Според учените в прессъобщение, те са отгледали малки германиеви и силициеви нишки на специален барабан, след което ги валцували върху субстрат - лепилен полиимиден филм.

В резултат на това учените са получили еластичен материал, чиято структура включва нанопроводници, които играят ролята на транзистори.

Върху тях изследователите приложиха изолационен слой с периодичен модел от тънки дупки и дори по-висока чувствителна на допир гума (PSR). Между гумата и нанопроводниците бяха поставени проводими мостове с помощта на фотолитография (за това дупките в изолатора бяха необходими слой) и накрая, поръсен сандвич с тънък алуминиев филм - крайният електрод. (Авторите на системата представиха подробностите в Nature Materials.) Такъв еластичен комплект е в състояние да идентифицира и точно локализира зоните, върху които се прилага натиск.Името на тази кожа е банално и предвидимо – e-skin. Нова технологияви позволява да използвате различни материали като субстрат, от пластмаса до каучук, както и да включвате молекули от различни вещества, например антибиотици (които могат да бъдат много важни). Върху тестово парче електронна кожа с размери 7 x 7 сантиметра, пиксели с размери 19 x 18. Всеки от тях съдържаше стотици наноподи. Такава система е в състояние да регистрира натиск от 0 до 15 килопаскала, подобно на нивата на стрес, изпитвани от човешката кожа, когато пишете на клавиатура или държите малък предмет.

Али Джави, ръководител на проекта за електронна кожа в Бъркли (снимка от UC Berkeley)

Учените посочват много определено предимство на тяхното развитие пред аналозите. Повечето проекти от този вид разчитат на гъвкави органични материали, които изискват високо напрежение за работа.

Синтетичната кожа Berkeley е първата, произведена на базата на монокристални неорганични полупроводници. Работи само при 5 волта. Но което е още по-интересно – опитът показва, че e-skin може да издържи до 2000 завоя с радиус от 2,5 милиметра без загуба на чувствителност.

Чувствителните манипулатори, способни да боравят с крехки предмети, могат да се приемат като очевидно поле на приложение за такава кожа в бъдеще.

Една свръхвнимателна кибернетична ръка може да бъде допълнително оборудвана със сензори за топлина, радиоактивност, химикали, покрита с тънък слой лекарства и използвана върху „пръстите“ на роботизирани хирурзи или спасители.

В последния случай (когато роботи работят с хора), фактът, че електронната кожа от Бъркли, подобно на човешката кожа, усеща докосване почти мигновено (в рамките на милисекунди), ще бъде много важен от гледна точка на безопасността. На теория може напълно да покрие ръката на робота или дори цялата машина.

Отгоре: професор Женан Бао, ръководител на проекта в Станфорд Отдолу: Този прост полимерен филм с алуминиеви проводници послужи като отправна точка за новата кожа (Снимка от L.A. Cicero / Станфордския университет, Стефан C. B. Mannsfeld et al./Nature Materials).

Втората разработка, първоначално от Станфордския университет, използва различен подход. Според учените в прессъобщение, те са поставили слой от високоеластична формована гума между двата електрода.

Такъв филм натрупва електрически заряди като кондензатор. Налягането притиска гумата - и това от своя страна променя броя на електрическите заряди, които сандвичът може да съхранява, което се определя от електрониката благодарение на набора от електроди.

Описаният процес ви позволява да откриете най-лекото докосване, което учените са доказали с опит. Те използвали мухите като „тестер.” По време на експеримента квадратна матрица със страна от седем сантиметра и дебелина милиметър усеща кацането на насекоми с тегло само 20 милиграма и реагира на докосването им с висока скорост.

Под микроскоп матрицата изглежда като поле, осеяно със заострени пирамиди. В такъв материал тези пирамиди могат да бъдат от стотици хиляди до 25 милиона на квадратен сантиметър, в зависимост от необходимата пространствена разделителна способност.

Такава техника (вместо да се използва непрекъснат слой гума) беше необходима, тъй като монолитният материал, както се оказа, загуби свойствата си при изстискване - точността на регистрацията на зарядите спадна. А свободното пространство около микроскопичните пирамиди им позволява лесно да се деформират и да възстановят първоначалната си форма след отстраняване на товара.

Установено е, че гъвкавостта и издръжливостта на електронната кожа на Станфорд са много високи. Не може да се разтегне, но е напълно възможно да го огънете, като го увиете, например, ръка на робот.

Затова учените отново виждат хирургическите роботи като области на приложение за тяхното развитие. Но не само. Изкуствената кожа може да стане основа за електронни бинтове, твърдят американски изследователи, способни да подават сигнал, когато са затегнати твърде слабо или опасно силно. И такива сензори биха могли точно да регистрират степента на компресия от ръцете на волана, предупреждавайки навреме водача, че заспива.

И двата отбора твърдят, че ще продължат да развиват тази посока на експериментиране. Така че роботите на бъдещето най-вероятно все пак ще получат кожа, която е близка по възможности до човешката. И нека външно да бъде забележимо различен от нашия - неговата чувствителност ще даде нов смисъл на концепцията за андроид робот.

Сензационно изявление направи компания, произвеждаща видеокарти за компютри. Едва написахме за първата хирургична операция, извършена изключително от роботизирани ръце, NVIDIA подготви поредната „бомба“ от света на медицината. На конференцията California GTC 2010 производителят на графични чипове обяви много смела идея - да се извърши сърдечна операция... без спиране на сърцето или отваряне на гръдния кош!

Робот-хирург ще извърши операцията с помощта на манипулатори, доведени до сърцето през малки дупки в гръдния кош на пациента. Технологията за изобразяване в движение дигитализира биещото сърце, показвайки на хирурга триизмерен модел, който може да се използва за ориентиране точно така, сякаш гледа сърцето през отворен гръден кош. Основният проблем е, че сърцето се движи много в кратко време - но според разработчиците мощността на съвременните изчислителни системи, базирани на графични процесори NVIDIA, ще бъде достатъчна, за да визуализира органа, синхронизирайки движенията на инструментите на робота с пулса. Благодарение на това се създава ефектът на неподвижност - за хирурга е без значение дали сърцето "стои" или работи, защото манипулаторите на робота извършват подобни движения, компенсиращи биенето!

Досега цялата информация за тази невероятна технология се състои от кратко видео демо, но с нетърпение очакваме повече информация от NVIDIA. Кой би си помислил, че компания за видеокарти планира да революционизира хирургията ...

А японските майстори не престават да удивляват с приятни новости. Нов робот мечка носи хора на ръце

Японците се спряха на „благоприятен образ на плюшено мече“, вярвайки, че хуманоидният робот само ще уплаши пациентите (снимка на RIKEN, Tokai Rubber Industries)

Японският институт за физични и химични изследвания (BMC RIKEN) и компанията Tokyo Rubber Industries (TRI) вчера представиха "подобен на мечка" робот, предназначен да помага на медицински сестри в болници. Новата машина буквално носи пациенти на ръце.

RIBA (RobotforInteractiveBodyAssistance) е подобрена версия на RI-MAN android.

<...>В сравнение със своя предшественик, RIBA постигна значителен напредък.

Подобно на RI-MAN, начинаещият може леко да вдигне човек от легло или инвалидна количка, да го занесе на ръце, например до тоалетната, след което да го върне обратно и също толкова нежно да го сложи в леглото или да седне в количка. Но ако RI-MAN носеше само кукли с тегло 18,5 кг, фиксирани в определена позиция, RIBA вече превозва живи хора с тегло до 61 кг.

Височината на "мечето" е 140 сантиметра (RI-MAN - 158 см), а заедно с батериите тежи 180 килограма (предшественикът е 100 кг). RIBA разпознава лица и гласове, изпълнява гласови команди, навигира в събраните видео и аудио данни, които обработват 15 пъти по-бързо от RI-MAN и „гъвкаво“ реагира на най-малките промени в околната среда.

Ръцете на новия робот имат седем степени на свобода, главата - една (по-късно ще има три), в кръста - две степени.Тялото е покрито с нов мек материал, разработен от TRI, като полиуретанова пяна. Двигателите работят доста тихо (53,4 dB), а всепосочните колела позволяват на автомобила да маневрира в тесни пространства.

Е, разбира се, без протезиране в медицината никъде. Ето защо и тук има учени и инженери, които неуморно разработват нови устройства. А именно Лабораторията по приложна физика. Д. Хопкинс представи нова изненада. При съвместното изпълнение на проекта DARPA и Лабораторията по приложна физика. Д. Хопкинс (Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, APL) подготви за началото на тестване с човешко участие следващото поколение протеза на ръката, наречено Modular Prosthetic Limb (MPL). Както е замислено от разработчиците, изкуственият крайник ще бъде напълно контролиран от мозъка чрез имплантирани в него сензори и дори ще осигурява тактилни усещания чрез изпращане на електрически импулси от външни сензори към съответната област на мозъчната кора. Миналия месец APL обяви договор за 34,5 милиона долара с DARPA, който трябва да позволи на изследователите да тестват своето развитие върху пет лица през следващите две години.

Очаква се третата фаза на тестване – опити с човешко участие – да доведе до подобрения както в системата за управление на невропротезата, така и в алгоритъма за генериране на сигнали за обратна връзка. MPL, който е преминал през много години на прототипиране, поддържа 22 вида движения, независим контрол на всеки пръст и тежи като истинска човешка ръка (около 4 килограма). Изследователите планират да започнат тестване, като оборудват парализиран пациент с протеза. Вложените досега невропротези са проектирани да заменят ампутирани крайници, докато MPL ви позволява да покриете по-голям брой случаи, включително заболявания, свързани с нарушена нормална активност гръбначен мозък, тъй като контролните сигнали се „отстраняват“ директно от мозъка. В хода на усъвършенстването на разработката на изследователите все още им предстои да разрешат немалък брой трудности и трудности, както вече известни, така и такива, които несъмнено ще бъдат идентифицирани в процеса на тестване. Сред тези проблеми е краткият живот на съществуващите днес невроинтерфейси. Силиконовите чипове, вградени в течните тъкани на тялото, са доста интензивно унищожени, неуспешни и трябва да се сменят приблизително на всеки две години. По-рано тази година DARPA обяви програмата Histology for Interface Stability Over Time, която има за цел да увеличи продължителността на живота на невроимплантите до 70 г. Докато APL и DARPA са основните партньори в развитието, много други институции също участват в изследователския процес. Например университетът в Питсбърг вече е завършил работата по имплантирането на импланти в маймуни за контрол на ръцете на робота, Калифорнийският технологичен институт ще помогне за разработването на дизайна на интерфейса мозък-компютър, а Университетът в Чикаго ще участва в внедряването на тактилно устройство. сензорна система.

Постепенно ще се въвеждат асистент-роботи, чиято задача ще бъде пряко да помагат на лекарите, тези модели вече се използват в някои клиники на чуждестранна медицина. Юрина, робот от Japan Logic Machine, който може да носи лежащи пациентикато болнична количка, само че много по-гладка.

Още по-интересно, Yurina може да се трансформира в инвалидна количка, управлявана от сензорен екран, контролер или глас. Роботът е достатъчно пъргав, за да се движи в тесни коридори, което го прави наистина добър помощник за истинските лекари.Отделно си струва да споменем и видео демото, което определено си заслужава да се гледа с включен звук. Какво е ръководило режисьорите на видеото, придружаващо видео поредицата с толкова зловеща музика, никога няма да разберем – обаче комбинацията от „мил робот“ и напълно неподходящ саундтрак определено ще ви осигури порция здравословен смях.

Добра новина беше изобретяването на роботизирани инвалидни колички, много по-удобно е да се управлява този стол с помощта на специални сензори, но новостта изисква някои подобрения, които ще бъдат приложени в близко бъдеще.

Един от най хубави днив живота на развъдчика на кучета може да се счита за такова, когато четириногият домашен любимец напълно ще овладее следването на собственика и ще го придружава винаги и навсякъде, без да изисква постоянно дърпане с каишката. И благодарение на усилията на екип от учени от университета Сайтама, подобна концепция вече може да се приложи към... инвалидни колички.

Роботизираният стол носи на борда камера и сензор за разстояние, с помощта на които системата следи позицията на раменете на човек, който върви до стола. Благодарение на тези устройства столът "разбира" в каква посока се движи човекът, като съответно повтаря пътя си. За човек, седнал на стол, този метод на движение се оказва по-приятен, тъй като инвалидната количка се движи плавно и не се избутва напред от спътник.

Робо-столът също така може да се огъва около препятствия, макар и до известна степен. Идеята несъмнено е добра, но изисква малко работа. Представете си следната ситуация: човек седи на стол, а асистентът в този момент с някого говори и жестикулира оживено (съответно, прави движения с торса, раменете и ръцете). Ще „пълзи“ ли столът от една страна на друга през цялото време, повтаряйки движенията на раменете на асистента? Създателите определено имат работа.

Заключение

Стойността на роботите като помощници на хората.

Роботите асистенти играят огромна роля в съвременната медицина. Тази индустрия е все още доста млада и в начален етап на развитие, но въпреки това, някои разработки вече са въведени по целия свят, те функционират успешно и носят незаменима помощ на служителите на лечебните заведения. Основният проблем според мен е, че ако в развитите страни със стабилна положителна икономика тези иновации бъдат въведени веднага след официалната масова роботизация, то в развиващите се страни те ще пристигнат много по-късно, а в страните от третия свят тези разработки ще бъдат много късно и в близко бъдеще определено няма да има такива уникални разработки... Факт е, че всички тези продукти са много скъпи и за закупуването им ще са необходими значително финансиране, което не всички страни могат да си позволят. Ето защо в бъдеще е необходимо да се постави въпросът за намаляване на цената на това оборудване в разумни граници, с помощта на определени конференции и срещи на правителствени ръководители.