На почетокот на 2018 година стана познато за употребата на роботите како медицински сестри. Проектот беше најавен во болница во градот Нагоја (Јапонија), во која се наоѓа голем музеј посветен на роботиката.
Во февруари 2018 година, Универзитетската болница Нагоја ќе лансира четири роботи Тојота кои ќе служат како помошници на медицинскиот персонал. Конкретно, на оваа автоматизирана опрема ќе и бидат доверени функциите за дистрибуција на лекови на пациенти во одделенијата, доставување тестови итн. Роботите ќе можат да се движат и на подот и помеѓу различни одделенија кои се наоѓаат на различни катови.
Секој робот е висок 125 cm, широк 50 cm и длабок 63 cm Максималната брзина на патување е 3,6 km/h, а максималната тежина на транспортираниот товар е 30 kg.
Како што забележува изданието Engadget, всушност, роботите се преносливи фрижидери со волумен од 90 литри, кои се опремени со радари и камери за движење низ медицинска установа. Роботи ги обиколуваат луѓето, а во случај на судир се извинуваат и учтиво бараат да поминат. Работниците во клиниката можат да повикуваат роботи на нивното место и да доделат дестинации користејќи таблет компјутери.
Роботите се развиваат со заеднички напори на специјалисти Универзитетска клиникаНагоја и Тојота Индустри (произведува автоделови и електроника). Тестот на уредите ќе се одржи во ноќна смена- помеѓу 17:00 и 8:00 часот, кога помалку луѓе одат по подовите. Доколку се тестираат успешно, роботите можат да бидат распоредени во други болници.
Употребата на роботи во домовите за стари лица во Јапонија
Во ноември 2017 година, стана познато за тестирање на роботи во неколку илјади старечки домови во Јапонија. Вештачката интелигенција и механичките асистенти им помагаат на персоналот да се грижи за постарите луѓе и да ги замени вторите со соговорници.
Според прогнозите на јапонската влада, пазарната големина на роботите кои ги заменуваат медицинските работници за грижа за пациентите ќе достигне 54,3 милијарди јени (околу 480 милиони долари) до 2020 година, што е трипати зголемување во споредба со 2015 година. Трошоците се многу помали во споредба со роботите што се користат во бизниси и услуги.
Една од причините за таквото заостанување во побарувачката за автоматска опрема што се грижи за здравјето на луѓето е високата цена. И покрај доволно високо нивоживотот во Јапонија, не сите пензионери можат да си дозволат да купат робот.
Во Јапонија има субвенции за развивачи на роботи. Придобивки од рабсе обезбедуваат при испорака на апарати во медицински центри за рехабилитацијаза стари и инвалиди. До ноември 2017 година, околу 5 илјади од овие институции користат роботи.
Тие се користат за комуникација со пациенти, спроведување физикална терапија, заобиколување на болничките коридори за следење на итни ситуации, а роботското куче Aibo на Sony целосно заменува домашно милениче.
Во домовите за стари лица, постои зголемена пролиферација на системи кои им помагаат на медицинските сестри да се грижат за старите лица, како што е кревање и преместување на парализирани луѓе околу подот.
Роботите сè уште нема да можат целосно да ги заменат луѓето во социјалните институции, но им овозможуваат на персоналот да се фокусира на комуникација и други задачи за кои е потребно поголемо вклучување, оставајќи ги домашните работи во грижата за гаџетите. Покрај тоа, како што покажа едно национално истражување, околу една третина од Јапонците кои користат роботи на крајот станаа поактивни и независни, забележува The Economist.
Прогноза на IDC за употреба на роботи во медицината
До 2020 година болниците поактивно ќе користат роботи. И клиничката употреба и автоматизацијата со помош на едноставни задачи се планирани, според Healthcare IT News, цитирајќи студија на IDC од 2017 година.
Истражувањето на IDC на болниците со 200 или повеќе кревети овозможи проценка на плановите за воведување роботи и дронови. Речиси една третина од испитаниците изјавиле дека веќе користат роботи. Оваа практика ќе стане честа појаваза здравствените институции, штом болниците и клиниките разберат како воведувањето роботи може да помогне во автоматизирање на процесите, намалување на трошоците и подобрување на квалитетот на медицинските услуги. IDC проценува дека сеприсутноста на роботи во американските болници ќе се случи во период од една до три години.
Интересно е тоа што за разлика од роботите кои веќе навлегле во здравствениот сектор, беспилотните летала (UAVs) сè уште не се користат во болниците. Во секој случај, ниту една од болниците во истражувањето на IDC немаше вакво искуство.
Сепак, аналитичарите се убедени дека беспилотните летала ќе најдат примена и во здравството во следните три до пет години.
Како беспилотните летала можат да бидат корисни за давање медицинска нега, во јуни 2017 година, стана познато од искуството на шведските научници. Преку експериментални летови со UAV, експертите покажаа дека беспилотните летала се способни да испорачаат автоматизиран надворешен дефибрилатор до саканата точка 17 минути побрзо за да му помогнат на пациентот отколку што е случај со конвенционално амбулантно возило.
Денес, технологијата на роботи направи големи чекори напред, благодарение на што концептот за лекување на луѓето значително се промени. Врз основа на тоа колку истражувачки групи сега прават роботи, има огромен напредок во медицината, особено ако се спореди со успесите од пред осум години.
Првите успешни настани се случија во 2006 година, кога научникот Силван Мартел собра истражувачка група и создаде мал робот, единствен во тоа време, чии димензии едвај надминуваа топка од обично пенкало. Овој вештачки организам бил сместен во каротидна артеријажива свиња, каде успешно се снајде по дадените точки. Оттогаш, роботите во медицината ја окупираа нивната ниша и продолжуваат активно да се развиваат. И судејќи според искуството од изминатите неколку години, овие технологии се движат со огромни чекори.
Придобивките од роботите
Главната цел на создавањето на такви „помошници“ е да се движат не само по најголемите човечки артерии, туку и да добиваат податоци од области со тесни крвни садови. Благодарение на ова, употребата на роботи во медицината ќе овозможи да се вршат прилично сложени операции без трауматска интервенција. Така, ризикот од смрт од премногу агресивна анестезија или од пациентот кој страда од алергиска реакцијаза одреден лек.
Сепак, ова не е единствената предност на користењето роботи во медицината. На пример, технологиите како овие можат да помогнат во лекувањето на ракот. Факт е дека микророботите се способни да доставуваат лекови директно во фокусот малигно формирање... За разлика од хемотерапијата, кога агресивните лекови се шират низ телото на пациентот и предизвикуваат непоправливи последици, овој метод нема да му зададе силен удар на имунолошкиот системличност.
Современите роботи во медицината се способни да се справат со широк опсег на задачи. Сепак, и денес има многу прашања за тоа како да се натера толку мал вештачки организам да се движи низ крвта или да ја следи неговата локација. Но, некои современи случувања ви дозволуваат да се справите со задачите. Ајде да ги разгледаме подетално.
„Био ракети“
Овие роботизирани медицински асистенти се еден вид титаниумски јадра обвиткани во алуминиумски школки. Покрај тоа, нивната големина не надминува 20 микрони. Кога алуминиумската обвивка ќе дојде во контакт со вода, започнува реакција, при што на површината на јадрото се формира водород. Токму оваа супстанца ја тера микроструктурата да се движи со брзина еднаква на 150 од нејзините дијаметри во секунда. Ова е еднакво на фактот дека човек висок 2 метри може да преплива 300 метри во исто време. Хемискиот мотор на овој уникатен робот се користи во медицината благодарение на додавањето на специјална супстанција - галиум. Оваа компонента ја намалува стапката на формирање на оксидни наслаги. Благодарение на ова, микророботот може да работи околу 5 минути со максимална резерва на моќност од 900 mm (предмет на тоа да биде во вода).
Надворешно магнетно поле се користи за насочување на микроскопскиот агрегат во дадена насока. Така, „био-ракетата“ е применлива за испорака на лекови до одредена точка во човечкото тело.
Мускулни роботи
Ова е прилично интересна област на роботиката. Мускулните роботи во медицината се користат за стимулирање мускулните клетки... Таквите микроскопски агрегати работат со помош на електрични импулси што ги пренесуваат. Самите роботи се еден вид гребени направени од хидрогел. Тие работат на истиот принцип како и кај цицачите. На пример, ако зборуваме за човечкото тело, тогаш мускулите почнуваат да се собираат благодарение на тетивите. Во случај на микроробот, овој процес се јавува поради електричен полнеж.
Да Винчи
Роботот „Леонардо“ во медицината доби особена популарност. Создаден е да ги замени хирурзите во иднина. Денес, овој независен механизам тежок 500 кг, опремен со четири „раце“, може да се справи огромна сумазадачи. Три од неговите екстремитети се опремени со минијатурни инструменти за извршување на најсложените операции. На четвртата „рака“ е мала видео камера.
Фотографијата покажува како таквите роботи работат во медицината најдобро од сè. Да Винчи може да оперира преку најмалите засеци, кои се широки не повеќе од неколку сантиметри. Благодарение на ова, по операцијата, пациентот нема грди лузни.
Во процесот на работа на „Леонардо“ на одредено растојание од него седи медицински работник кој управува со конзолата. Благодарение на современиот џојстик, лекарот може да ги изврши најсложените манипулации со прецизна точност. Сите дејства се пренесуваат на екстремитетите на роботот, кој ги повторува движењата на прстите.
Исто така, вреди да се напомене дека „рацете“ на единицата се малку поинакви од човечките раце по тоа што манипулаторите се способни да работат во режими. Освен тоа, вештачките „прсти“ не се заморуваат и можат веднаш да замрзнат доколку операторот случајно ја ослободи контролната табла. Лекарот може да ги контролира своите движења користејќи моќни окулари кои можат да ја зголемат сликата до 12 пати.
„Киробо“
Овој интересен робот е специјално дизајниран за астронаути кои се под психолошки притисок, бидејќи се толку далеку од нивната матична планета. Хуманоидна машина е мала по големина. Нејзината висина е само 34 см.Сепак, ова е сосема доволно. Роботот е способен да одржува целосен разговор, да одговара на прашања и да симулира комуникација „во живо“. Единствениот проблем нов развојлежи во тоа што досега комуницира исклучиво на јапонски.
Роботот совршено го разликува човечкиот говор од другите звуци. Покрај тоа, тој може да препознае луѓе со кои веќе комуницирал претходно. Тој може да го одреди расположението врз основа на изразите на лицето и воопшто може да направи многу работи. Може дури и да се гушка ако е потребно.
Некои научници веруваат дека овие интелигентни роботи не се потребни во медицината. Сепак, тие можат да најдат примена во психотерапијата.
„ПАРО“
Овој асистент работи како зоотерапевт. Однадвор, тој е создаден во форма на надворешната обвивка на роботот е направен од мек материјал кој наликува на природна бела кожа на вистинско животно. Внатре, тој е преполн со сите видови сензори (допир, температура, светлина, позиција, звук и повеќе). Оваа полноправна вештачка интелигенција е совршено свесна каде се наоѓа и може да одговори на името што и е доделено. Уникатен робот со преслатко лице прави разлика помеѓу грубост и приврзан став.
Денес, овој интересен робот веќе нашироко се користи за лекување на различни категории пациенти. Можете да го галите, да го прегрнете, да разговарате со него или само да разговарате за вашите чувства. Во иднина, овие роботи ќе бидат испратени во домови за стари лица, градинки и центри за рехабилитација за да им помогнат на луѓето кои страдаат од психички нарушувања. Многу често во постоперативен периодна пациентите им е потребна поддршка, но невозможно е да се чуваат животни во здравствени установи, така што оваа вештачка интелигенција ќе биде вистински пробив во ресторативната медицина.
„Хоспи“
Овој робот е дизајниран да ги замени фармацевтите. Ова ќе му помогне на медицинскиот персонал значително да заштеди време за наоѓање на потребните лекови и нивно доставување во ѕидовите на болниците. Во голема мера, овој асистент е роботски комплет за прва помош, чија висина е 130 см. Роботот е способен да носи тежина до 20 кг, што е сосема доволно за да се движи низ болницата голем број наширок спектар на лекови и примероци. При движење, „Hospi“ може да заобиколува пречки, така што ризикот од судир со персоналот или посетителите на болницата се намалува на речиси нула.
„РП Вита“
Овој робот е способен да пружи помош при далечинско советување. Виртуелниот „асистент“ му овозможува на лекарот што посетува да направи круг за неколку минути. Покрај тоа, благодарение на роботот, станува возможно да се следи состојбата сериозно болни пациентибара посебно внимание во текот на денот и ноќта.
Висината на чудото на технологијата е 1,5 метри. Во внатрешноста на роботот е инсталиран систем на специјални звучни и ласерски сензори, поради што е изградена рутата на единицата. Опремен е и со екран кој ќе го прикажува лицето на лекарот што посетува. Благодарение на ова, се имитира полноправна комуникација со пациентите, кои целосно го чувствуваат присуството на медицински службеник. RP Vita е опремена и со современи дијагностички алатки. Доволно е лаптоп или таблет за работа со уредот.
Хал
Овој робот е специјализиран егзоскелет, благодарение на кој парализираните луѓе ќе можат целосно да се движат.
Сензорите на опремата се фиксираат на кожата на пациентите и почнуваат да ја читаат силата на импулсите кои доаѓаат од одредени мускули. Ако некој јазол не работи целосно, тогаш егзоскелетот се активира, а органите ги добиваат обвиненијата неопходни за нивната работа.
Денес роботот е претставен во две верзии: цел скелет или само за нозе.
„Вотсон“
Овој суперкомпјутер е опремен со 90 сервери одеднаш со четири процесори, од кои секој има осум јадра. RAM меморијата на роботот е шеснаесет терабајти. Вотсон е онколог кој може да дијагностицира за кратко време... Единицата е опремена со одлични вештачка интелигенција, благодарение на што тој е во состојба брзо да чита информации и да ги извлече потребните заклучоци. Роботот обработува до 600.000 медицински референтни книги и други документи неопходни за дијагностика за неколку минути. Останува лекарот да ја вчита болеста на пациентот во меморијата и да добие веројатна дијагноза. Дополнително, на „Ватсон“ може да му се поставуваат прашања, само досега исклучиво писмено.
Конечно
Врз основа на технологиите кои брзо се развиваат, лесно е да се заклучи дека роботите во медицината ќе бидат незаменливи во иднина. Тие ќе им овозможат на медицинските установи да преминат на ново ниво на дијагностицирање и лекување на најсложените болести. Ова важи и за ментално болните.
Слајд 2
Медицинска роботика
За ресторативна медицина и рехабилитација Роботи за животна поддршка Роботи за дијагностика, терапија, хирургија Активни биоконтролирани протези, егзоскелети Точка и класична масажа, фотелји Активни и пасивни движења на екстремитетите во зглобовите Минимално инвазивни за дијагностика и хирургија Рендгенски зраци наноробот Интернет Телеконтрола преку Трансфер на лекови, транспорт Инструменти за испорака за водич на хирург Сервис за стари лица Автоматска соба
Слајд 3
Робот „Локомат“ за вршење на движења на екстремитетите во зглобовите на колкот, коленото и глуждот.
Слајд 4
активна протеза колено зглобАктивни протези и егзоскелети
Слајд 5
активна пасивна влечна протозоа миотонична биоелектрична Без повратна информација Со повратна влечна сила
Слајд 6
Роботот Unimate Puma 560 Првиот хируршки робот, Unimate Puma 560, беше создаден во доцните 1980-ти во Америка. Овој робот, всушност, беше голема рака со два процеси со канџи кои можеа да ротираат еден во однос на друг. Опсегот на движење е 36 инчи. Роботот имаше прилично ограничен опсег на движење и се користеше во неврохирургијата за држење инструменти за време на стереотаксичната биопсија.
Слајд 7
Во 1998 година се појави активниот робот ЗЕУС, дизајниран за далечинска ендоскопска хирургија. Паралелно со ZEUS беше создаден уште еден сличен систем наречен DA VINCI. ЗЕВС
Слајд 8
ХЕКСАПОД
Слајд 9
Роботот наречен „Да Винчи“
Слајд 10
Роботот Да Винчи е најнапредниот хируршки робот во светот. Роботот е ставен во движење од лекар - хирург и е опремен со четири „раце“ - едната рака фотографира и трите раце оперираат - овие раце имаат максимален степен на слобода и мобилност, подобар од човечката рака. Овие раце се вметнуваат во оперативниот простор на телото преку најдобрите засеци и му обезбедуваат на хирургот не само дополнителни раце за операцијата, туку и посовршена слобода на движење во споредба со конвенционалната хирургија. Лекарот - хирург ја контролира операцијата од неговата контролна табла која се наоѓа во близина на оперираниот пациент и од која ги става во движење оперативните раце и контролира се што се случува во операционата сала.
Слајд 11
Предности од користењето на овој уред Роботот му обезбедува на хирургот максимален степен на слобода и подобра мобилност и, на тој начин, му дава можност да врши движења кои човечка ракане може да изврши. Роботската рака е посилна и постабилна од човечката рака Сликата што камерата му ја пренесува на хирургот е зголемена тридимензионална слика што го олеснува лоцирањето на повредата и нејзиното лекување. Хирургијата е помалку инвазивна отколку со конвенционалната хирургија, бидејќи засеците се абдоминален ѕидзначително помалку од засеците во конвенционалната хирургија Процесот на закрепнување е побрз и бројот на денови на престој во болница е помал. Крварењето од оперираната област е минимално, а раниот постоперативен период е особено краток.
Слајд 12
Извршени операции * Обнова митрална валвула* Реваскуларизација на миокардот * Аблација на срцево ткиво * Инсталација на епикардијален пејсмејкер за бивентрикуларна ресинхронизација * Гастричен бајпас * Нисен фундопликација * Хистеректомија и миомектомија * Операции на 'рбетот, замена на диск * Тимектомија - операција за отстранување тимусот * Лобектомија на белите дробови* Езофагоектомија * Медијастинална ресекција на тумор * Радикална простатектомија * Пиелопластика * Отстранување на мочниот меур * Радикална нефректомија и бубрежна ресекција * Реимплантација на уретер
Слајд 13
Прикажи ги сите слајдови
Државата Казан
Универзитетот за технологија
Апстракт на тема:
Роботиката во медицината
Пополнет од ученик од групата
А.Р. Нигматулин
Казан 2010 година.
Вовед
1. Видови медицински роботи
Заклучок
Вовед
Во ерата на брзиот развој на науката и технологијата, најмногу се појавуваат многу различни иновации различни области... Полиците на супермаркетите се полни со егзотична храна, облека од најновите материјали, а уште подалеку во хипермаркетите за електроника, невозможно е да се следи развојот на новите пронајдоци. Сето познато старо брзо се заменува со извонредното, новото, на кое не е така лесно да се навикнеш. Но, ако немаше напредок, тогаш луѓето немаше да знаат многу мистерии кои се уште не се откриени, а природата внимателно ги крие од нас. И покрај сето ова, благодарение на високиот професионализам на современите физичари, непрекинато се одвиваат случувања во различни области. Обичен човек речиси и не беше збунет од прашањето што ново може да се воведе во овој веќе бескрајно цивилизиран и прогресивен свет. На пример, разгледајте го нашиот свет, каков што беше пред сто години. Немаше телевизори, компјутери, апарати за домаќинство, без кои модерен човекво секојдневниот живот едноставно не можевме ни пред 10 години, кога Мобилни телефонисамо што излегоа и беа незгодни и многу малку функционални, што се однесува до компјутерската технологија. Науката го движи светот напред и потребни се какви било иновации во која било област од човечкиот живот. Во овој пример, би сакал да изберам како специфичен аспект - областа на медицината, поточно нејзиниот технички потенцијал. Медицината, исто така, не стои, се појавуваат понови софистицирани уреди за одржување на човечкиот живот, пример за тоа може да бидат многу уреди, на пример, апарат за вештачка вентилацијабели дробови или апарат за вештачки бубрег итн. Се појавија минијатурни мерачи на шеќер во крвта, електронски мерачи на пулс и притисок, оваа листа може да се надополни многу пати. Поконкретно, би сакал да се задржам на примерот со воведувањето на роботиката во медицинската индустрија. Различни роботи се создадени од луѓето од околу крајот на 20 век, со текот на времето тие беа значително подобрени и модернизирани. Во моментов има роботи - асистенти, воен развој на роботи, вселенски, домаќински и секако медицински. Следно, вреди да се погледне подетално какви видови роботи и за која апликација постојат во дадено време.
Видови медицински роботи
Едно од најпознатите и најславните достигнувања во последно време стана роботот наречен „Да Винчи“, кој, како што може да претпоставите, го добил името по големиот инженер, уметник и научник Леонардо Да Винчи. Новитетот им овозможува на хирурзите да ги извршуваат најсложените операции без да го допираат пациентот и со минимално оштетување на неговите ткива. Роботот кој може да се користи во кардиологија, гинекологија, урологија и општа хирургија, беше демонстрирано од Медицинскиот центар на Државниот универзитет во Аризона и Одделот за хирургија.
За време на операцијата со „да Винчи“ хирургот е на неколку метри од операционата маса кај компјутерот, на чиј монитор е претставена тродимензионална слика на оперираниот орган. Лекарот го контролира суптилното хируршки инструментипродира во телото на пациентот преку мали дупки. Овие инструменти со далечински управувач може да се користат за прецизни операции на мали и тешко достапни делови од телото.
Доказ за извонредните способности на Да Винчи беше првиот целосно ендоскопски бајпас во светот, неодамна изведен во Презвитеријан во Колумбија. медицински центарво Њујорк. Уникатна операција извршија директорот на центарот за роботска кардиохирургија Мајкл Аргензијано и шефот на одделот за кардиоторакална хирургија д-р Крег Смит. Сепак, тие користеа само три мали дупки - две за манипулатори и една за видео камера. Разберете што значи ова, може да биде само лице кое барем еднаш забележало „традиционална“ операција на отворено срце.
Дејствата на тимот, „отворајќи ги“ градите на пациентот, оставаат неизбришлив впечаток кај новодојдениот (на новинарска задача што еднаш морав да ја играм оваа улога). Сè уште се сеќавам на лазите по целото мое тело од страшното квичење на кружната пила што ја сече градната коска и огромната рана во која моите раце во крвави гумени ракавици напорно се вртаа по него.
Во Соединетите Американски Држави, бајпас или коронарна артериска бајпас е најчеста операција на отворено срце. На оваа процедура овде годишно се подложуваат 375 илјади луѓе. Широкото воведување на „да Винчи“ би можело значително да ја олесни нивната судбина, помагајќи им на пациентите да закрепнат побрзо по операцијата и да бидат отпуштени од болниците порано.
Главниот хирург во центарот во Аризона каде што се тестира Да Винчи, д-р Алан Хамилтон, генерално е уверен дека роботиката ќе направи револуција во хирургијата. Засега оваа револуција допрва почнува, но во ... киното „да Винчи“ веќе направи бум. Хируршкиот робот играше улога во последниот филм за Џејмс Бонд, Die Another Day.
На почетокот на филмот, одблиску се прикажуваат три механички раце како пипкаат по телото на заробениот агент 007. „Хирурзите и шпионите се слични еден на друг, бидејќи се трудат да ги завршат своите задачи без непотребна врева и користење најнова технологија“, рече портпаролот на Империјалниот колеџ во Лондон, каде што сега работи „Да Винчи“. - Филмовите за Џејмс Бонд отсекогаш ме фасцинирале со демонстрација на невидени технички иновации. Но, никогаш не мислев дека еден ден одделот што го раководам ќе соработува со продуцентите на Џејмс Бонд“.
Да Винчи е само еден пример за развој на нова индустрија во медицината.
Други роботи се користат во широк спектар на операции, вклучително и операција на мозокот. Досега овие уреди се прилично незгодни, но лекарите се надеваат на минијатурни асистенти. Минатото лето, на пример, енергетскиот оддел на американската национална лабораторија Сандија во Албакерки веќе го изгради најмалиот робот на светот, висок еден сантиметар. И британската корпорација Nanotechnology Development ја развива трошката Fractal Surgeon, која самостојно ќе се собира од уште помали блокови во внатрешноста на човечкото тело, ќе ги извршува потребните дејства таму и ќе се расклопува.
Сега роботот е опремен со најнапредните „очи“ во светот (како што е потврдено од соопштението за печатот на компанијата). Претходно имаше тридимензионална визија, но висока дефиниција беше постигната дури сега.
Новата верзија им овозможува на двајца хирурзи да ја следат операцијата одеднаш, од кои едниот може и да помага и да учи од постарите колеги. Работниот дисплеј може да ја прикаже не само сликата од камерите, туку и два дополнителни параметри, на пример, ултразвук и ЕКГ податоци.
Да Винчи со повеќе раце ви овозможува да оперирате со голема прецизност, а со тоа и со минимална интервенција во телото на пациентот. Како резултат на тоа, закрепнувањето од операцијата е побрзо од вообичаеното (фото 2009 Intuitive Surgical)
Уште една интересна вест. Истражувачите од Универзитетот Вандербилт (САД) го претставија концептот на нов автоматски когнитивен систем, TriageBot. Ќе се соберат автомобили медицински информации, направете основни дијагностички мерења и на крајот поставувајте привремени дијагнози додека луѓето се справуваат со поитни проблеми. Како резултат на тоа, пациентите ќе чекаат помалку, а специјалистите ќе дишат послободно и значително ќе го намалат бројот на грешки. „Неодамнешниот напредок во дизајнот на хуманоидните роботи, сетилната технологија и архитектурата на когнитивната контрола овозможија таков систем“, нагласува коавтор на проектот Мич Вилкс.Во САД околу 40% пациенти во одделенијата за итни случаи се примени во опасна по живот состојба. Лекарите треба да им дадат приоритет. Роботите би можеле да ги преземат преостанатите 60%. Доколку проектот се покаже успешен, за пет години во близина на шалтерот за пријавување ќе се појават електронски терминали, како оние инсталирани на аеродромите, како и специјални „паметни“ столици и мобилни роботи. прием, пациентот мора прво да се регистрира. Во предложениот систем, придружникот ќе може да ги внесе сите потребни податоци преку терминал со екран на допир. Можни се гласовни инструкции. Во овој случај, автоматот ќе може да препознае присуство на критични информации (на пример, акутна болка во градите) и да го извести лекарот за тоа за да може да се справи со пациентот што е можно поскоро. Ако не, пациентот ќе биде упатен во чекалната.Во согласност со овие првични информации се развива подетален план за дијагноза на пациентот. Во предложениот систем, наједноставните процедури може да се изведуваат веќе во чекалната, на специјално столче на кое ќе се мери притисокот, пулсот, заситеноста со кислород во крвта, фреквенцијата на дишење, висината и тежината.Покрај тоа, мобилните асистенти периодично ќе ја проверуваат состојбата на пациентите во чекалната, посветувајќи посебно внимание на крвниот притисок, пулсот, а можеби и на интензитетот на болката. Во случај на критична промена, роботот мора да го информира човечкиот персонал.Последниот елемент на системот TriageBot е администраторот кој ги следи машините, комуницира со базата на податоци на болницата и служи како посредник помеѓу автоматизацијата и медицинскиот персонал. се планира да се спроведат низа студии при што ќе се утврди точниот сет.функции на роботите и нивни изглед... Паралелно се развиваат и прототипи.
За попрецизни и поудобни пресметки, научниците создадоа прекрасен робот, фармацевт. Електро-механичко чудо на дело во големиот подрум на презвитеријанската болница во Албакерки, Ново Мексико се вика Рози. „Родителот“ на оваа моќна механичка единица, која се движи по четириметарска шина во темна стаклена просторија, е новата поделба на Интел, Intel Community Solutions, која ги користи достигнувањата на компанијата за решавање на социјалните проблеми.
Државата Казан
Универзитетот за технологија
Апстракт на тема:
Роботиката во медицината
Пополнет од ученик од групата
А.Р. Нигматулин
Казан 2010 година.
Вовед
1. Видови медицински роботи
Заклучок
Вовед
Во ерата на брзиот развој на науката и технологијата, се појавуваат многу различни иновации во различни области. Полиците на супермаркетите се полни со егзотична храна, облеката направена од најнови материјали се појавува во трговските центри, а уште подалеку во хипермаркетите за електроника, невозможно е да се следи развојот на новите пронајдоци. Сето познато старо брзо се заменува со извонредното, новото, на кое не е така лесно да се навикнеш. Но, ако немаше напредок, тогаш луѓето немаше да знаат многу мистерии кои се уште не се откриени, а природата внимателно ги крие од нас. И покрај сето ова, благодарение на високиот професионализам на современите физичари, непрекинато се одвиваат случувања во различни области. Обичен човек речиси и не беше збунет од прашањето што ново може да се воведе во овој веќе бескрајно цивилизиран и прогресивен свет. На пример, разгледајте го нашиот свет, каков што беше пред сто години. Немаше телевизори, компјутери, апарати за домаќинство, без кои модерниот човек во секојдневниот живот едноставно не можеше да го направи ниту пред 10 години, кога мобилните телефони штотуку беа пуштени во продажба и беа гломазни и многу малку функционални, како за компјутерска опрема. Науката го движи светот напред и потребни се какви било иновации во која било област од човечкиот живот. Во овој пример, би сакал да изберам како специфичен аспект - областа на медицината, поточно нејзиниот технички потенцијал. Медицината исто така не мирува, се појавуваат понови софистицирани уреди за одржување на човечкиот живот, пример за тоа може да бидат многу уреди, на пример, апарат за вештачка вентилација на белите дробови или апарат за вештачки бубрег итн. Се појавија минијатурни мерачи на шеќер во крвта, електронски мерачи на пулс и притисок, оваа листа може да се надополни многу пати. Поконкретно, би сакал да се задржам на примерот со воведувањето на роботиката во медицинската индустрија. Различни роботи се создадени од луѓето од околу крајот на 20 век, со текот на времето тие беа значително подобрени и модернизирани. Во моментов има роботи - асистенти, воен развој на роботи, вселенски, домаќински и секако медицински. Следно, вреди да се погледне подетално какви видови роботи и за која апликација постојат во дадено време.
Видови медицински роботи
Едно од најпознатите и најславните достигнувања во последно време стана роботот наречен „Да Винчи“, кој, како што може да претпоставите, го добил името по големиот инженер, уметник и научник Леонардо Да Винчи. Новитетот им овозможува на хирурзите да ги извршуваат најсложените операции без да го допираат пациентот и со минимално оштетување на неговите ткива. Роботот, кој може да се користи во кардиологија, гинекологија, урологија и општа хирургија, беше демонстриран од Медицинскиот центар на Државниот универзитет во Аризона и Одделот за хирургија.
За време на операцијата со „да Винчи“ хирургот е на неколку метри од операционата маса кај компјутерот, на чиј монитор е претставена тродимензионална слика на оперираниот орган. Лекарот контролира тенки хируршки инструменти кои продираат во телото на пациентот низ мали дупки. Овие инструменти со далечински управувач може да се користат за прецизни операции на мали и тешко достапни делови од телото.
Првиот целосно ендоскопски бајпас во светот, неодамна изведен во Медицинскиот центар Колумбија Презвитеријан во Њујорк, е доказ за извонредните способности на Да Винчи. Уникатна операција извршија директорот на центарот за роботска кардиохирургија Мајкл Аргензијано и шефот на одделот за кардиоторакална хирургија д-р Крег Смит. Сепак, тие користеа само три мали дупки - две за манипулатори и една за видео камера. Разберете што значи ова, може да биде само личност која барем еднаш ја гледала „традиционалната“ операција на отворено срце.
Дејствата на тимот, „отворајќи ги“ градите на пациентот, оставаат неизбришлив впечаток кај новодојдениот (на новинарска задача што еднаш морав да ја играм оваа улога). Сè уште се сеќавам на лазите по целото мое тело од страшното квичење на кружната пила што ја сече градната коска и огромната рана во која моите раце во крвави гумени ракавици напорно се вртаа по него.
Во Соединетите Американски Држави, бајпас или коронарна артериска бајпас е најчеста операција на отворено срце. На оваа процедура овде годишно се подложуваат 375 илјади луѓе. Широкото воведување на „да Винчи“ би можело значително да ја олесни нивната судбина, помагајќи им на пациентите да закрепнат побрзо по операцијата и да бидат отпуштени од болниците порано.
Главниот хирург во центарот во Аризона каде што се тестира Да Винчи, д-р Алан Хамилтон, генерално е уверен дека роботиката ќе направи револуција во хирургијата. Засега оваа револуција допрва почнува, но во ... киното „да Винчи“ веќе направи бум. Хируршкиот робот играше улога во последниот филм за Џејмс Бонд, Die Another Day.
На почетокот на филмот, одблиску се прикажуваат три механички раце како пипкаат по телото на заробениот агент 007. „Хирурзите и шпионите се слични еден на друг, бидејќи се трудат да ги завршат своите задачи без непотребна врева и користење најнова технологија“, рече портпаролот на Империјалниот колеџ во Лондон, каде што сега работи „Да Винчи“. - Филмовите за Џејмс Бонд отсекогаш ме фасцинирале со демонстрација на невидени технички иновации. Но, никогаш не мислев дека еден ден одделот што го раководам ќе соработува со продуцентите на Џејмс Бонд“.
Да Винчи е само еден пример за развој на нова индустрија во медицината.
Други роботи се користат во широк спектар на операции, вклучително и операција на мозокот. Досега овие уреди се прилично незгодни, но лекарите се надеваат на минијатурни асистенти. Минатото лето, на пример, енергетскиот оддел на американската национална лабораторија Сандија во Албакерки веќе го изгради најмалиот робот на светот, висок еден сантиметар. И британската корпорација Nanotechnology Development ја развива трошката Fractal Surgeon, која самостојно ќе се собира од уште помали блокови во внатрешноста на човечкото тело, ќе ги извршува потребните дејства таму и ќе се расклопува.
Сега роботот е опремен со најнапредните „очи“ во светот (како што е потврдено од соопштението за печатот на компанијата). Претходно имаше тридимензионална визија, но висока дефиниција беше постигната дури сега.
Новата верзија им овозможува на двајца хирурзи да ја следат операцијата одеднаш, од кои едниот може и да помага и да учи од постарите колеги. Работниот дисплеј може да ја прикаже не само сликата од камерите, туку и два дополнителни параметри, на пример, ултразвук и ЕКГ податоци.
Да Винчи со повеќе раце ви овозможува да оперирате со голема прецизност, а со тоа и со минимална интервенција во телото на пациентот. Како резултат на тоа, закрепнувањето од операцијата е побрзо од вообичаеното (фото 2009 Intuitive Surgical)
Уште една интересна вест. Истражувачите од Универзитетот Вандербилт (САД) го претставија концептот на нов автоматски когнитивен систем, TriageBot. Машините ќе собираат медицински информации, ќе вршат основни дијагностички мерења и на крајот ќе поставуваат привремени дијагнози додека луѓето се справуваат со погорливи проблеми. Како резултат на тоа, пациентите ќе чекаат помалку, а специјалистите ќе дишат послободно и значително ќе го намалат бројот на грешки. „Неодамнешниот напредок во дизајнот на хуманоидните роботи, сетилната технологија и архитектурата на когнитивната контрола овозможија таков систем“, нагласува коавтор на проектот Мич Вилкс.Во САД околу 40% пациенти во одделенијата за итни случаи се примени во опасна по живот состојба. Лекарите треба да им дадат приоритет. Роботите би можеле да ги преземат преостанатите 60%. Доколку проектот се покаже успешен, за пет години во близина на шалтерот за пријавување ќе се појават електронски терминали, како оние инсталирани на аеродромите, како и специјални „паметни“ столици и мобилни роботи. прием, пациентот мора прво да се регистрира. Во предложениот систем, придружникот ќе може да ги внесе сите потребни податоци преку терминал со екран на допир. Можни се гласовни инструкции. Во овој случај, автоматот ќе може да препознае присуство на критични информации (на пример, акутна болка во градите) и да го извести лекарот за тоа за да може да се справи со пациентот што е можно поскоро. Ако не, пациентот ќе биде упатен во чекалната.Во согласност со овие првични информации се развива подетален план за дијагноза на пациентот. Во предложениот систем, наједноставните процедури може да се изведуваат веќе во чекалната, на специјално столче на кое ќе се мери притисокот, пулсот, заситеноста со кислород во крвта, фреквенцијата на дишење, висината и тежината.Покрај тоа, мобилните асистенти периодично ќе ја проверуваат состојбата на пациентите во чекалната, посветувајќи посебно внимание на крвниот притисок, пулсот, а можеби и на интензитетот на болката. Во случај на критична промена, роботот мора да го информира човечкиот персонал.Последниот елемент на системот TriageBot е администраторот кој ги следи машините, комуницира со базата на податоци на болницата и служи како посредник помеѓу автоматизацијата и медицинскиот персонал. се планира да се спроведат низа студии при што ќе се утврди точниот сет.функции на роботите и нивниот изглед. Паралелно се развиваат и прототипи.
За попрецизни и поудобни пресметки, научниците создадоа прекрасен робот, фармацевт. Електро-механичко чудо на дело во големиот подрум на презвитеријанската болница во Албакерки, Ново Мексико се вика Рози. „Родителот“ на оваа моќна механичка единица, која се движи по четириметарска шина во темна стаклена просторија, е новата поделба на Интел, Intel Community Solutions, која ги користи достигнувањата на компанијата за решавање на социјалните проблеми.
Работата на Рози е да подготвува и дистрибуира стотици лекови. Тој работи деноноќно, практично не прави паузи и во исто време воопшто не греши. За две и пол години стаж во болничката аптека немало ниту еден случај на пациент да му биде испратен погрешен лек. Стапката на точност на Рози е 99,7 проценти, што значи дека сортирањето и дозирањето на лековите на рецепт никогаш не се разликуваат од оние наведени на лекарските рецепти.
Покрај тоа, Рози помогна да се идентификуваат многу грешки навремено. Рози никогаш не би испратила лек со поминат рок на болен човек. Клучот за неговата точност се државните стандарди за контрола на квалитетот вградени во електронскиот мозок на машината. Во меѓувреме, според податоците Националниот институтЗдравство во Вашингтон поради грешки со лековите во земјата годишно умираат околу 50 илјади луѓе. Но, подготовката и дистрибуцијата на лекови не е единствениот проблем што Пресвитеријанската болница го реши со помош на Рози. Пред неговото појавување, беше многу тешко да се следи ослободувањето на лекови: вработените поминуваа многу време броејќи апчиња, така што ниту една од нив не беше оставена без информации. Денес роботот Рози ги ослободи од оваа рутинска работа.
Но, тоа не е се. Со механичка „рака“, Рози се лизга по шината и собира мали кесички апчиња што висат покрај ѕидовите, секоја со уникатен бар-код. Потоа ги става во затворени пликови и ги испраќа до пациентите.
Родени се и два помошни роботи - робот-дадилка која се грижи за болните луѓе, особено оние кои боледуваат од Алцхајмерова болест и робот физиотерапевт, кој им овозможува на луѓето кои претрпеле мозочен удар побрзо да се прилагодат.
Неодамна американските пациенти со Алцхајмерова болест добија асистент кој им ја олеснува комуникацијата со лекарите и роднините. Опремен со камера, екран и се што е потребно за безжична интернет комуникација, роботот Companion му овозможува на лекарот да контактира со пациентот кој се наоѓа во специјализирана клиника. Роботот се користи и за обука на персоналот, за помош на пациенти со проблеми со подвижноста и за комуникација меѓу пациентите и децата. Доволно чудно, но пациентите, кои вообичаено не сакаат да прифатат нешто ново, се однесуваа доста добро со механичкиот соговорник: тие му покажаа со прст, се смееја, дури и се обидуваа да разговараат со него.
Јулин Ванг, извршен директор на InTouch Health, кој ја создаде машината, рече дека употребата на роботи во грижата за постарите може да го ублажи проблемот на стареењето на нацијата. Во услови кога до 2010 година бројот на пензионери во државата ќе се зголеми на 40, а до 2030 година на 70 милиони, тоа е многу важно. Во меѓувреме, фирмата ќе ги изнајми своите роботи во домови за стари лица. Во иднина, компанијата планира да создаде роботи кои ќе можат да придвижуваат инвалидска количка.
Вистински чекор во иднината направија инженерите од МИТ, заменувајќи го физиотерапевтот со робот. Како што знаете, луѓето кои претрпеле мозочен удар долго време забораваат на својот вообичаен живот. Многу месеци, па и години, тие повторно учат да одат, да држат лажица во раце, да ги извршуваат оние секојдневни дејствија за кои досега не ни размислувале. Сега може да им помогнат не само лекарите, туку и роботите.
Станува збор за сесии за физиотерапија неопходни за враќање на координацијата на движењата на рацете. Сега пациентите обично работат со лекари кои им ги покажуваат соодветните вежби. Во одделот за рехабилитација на градската болница во Бостон, каде што се тестира новата инсталација, со помош на џојстик е поканет закрепнување од мозочен удар да се движи на екранот. дадена траекторијамал курсор. Ако некое лице не може да го стори тоа, компјутерски управуваниот џојстик со помош на вградени електрични мотори сам ќе му ја придвижи раката во потребната положба.
Лекарите беа задоволни од работата на новитетот. За разлика од човекот, роботот може да ги изведува истите движења илјадници пати на ден без да се измори. Што се однесува до самите лекари, тие не треба да се плашат од невработеноста: наместо да седат со пациенти со часови, тие ќе можат да развијат нови, поефикасни програми за обука.
Бидејќи медицината е прилично обемна област на науката, таа не остана без интервенција на модерната нанотехнологија. Еве што да забележите во овој дел.
Бактериите кои непредвидливо летаат под микроскоп одеднаш се замрзнуваат на своето место. Потоа како по договор почнуваат да се редат во права линија. За неколку секунди, микробите ги заземаат своите места во колоната, а потоа целата формација почнува да се движи - бактериите, како на команда, истовремено се свртуваат налево.
Микробиолошките движења навистина се контролираат. Ова го прави научник кој седи на конзолата - професорот на политехничката школа во Монтреал, Силван Мартел. Инсталацијата создадена од канадскиот научник го контролира движењето на бактериите користејќи магнетно поле со точност од илјадити дел од милиметарот. Неодамна, истражувач го покажа својот уред на дело. 5000 бактерии на координиран начин поместувале микроскопски полимерни блокови во капка вода и од нив направиле минијатурна структура.
Ова е само почеток на тестот. Во блиска иднина, таквата „работна сила“ може да се користи со поголема корист - во медицината. Долги години лабораториите ширум светот се обидуваат да создадат МИКРОБОТИ кои би можеле да вршат различни операции во телото на пациентот. Работите не отидоа подалеку од наједноставните прототипови на инженери. Сега научниците имаат можност да одат на кружен пат - микроорганизмите ги заменуваат сложените и неефикасни уреди.
Структурата подигната од бактериите може да се види само под микроскоп. Наликува на египетска пирамида. Сличностите не се случајни. „Пирамидите се еден од првите чекори што ги преземаат луѓето за да создадат навистина сложени структури“, вели Силван Мартел. „Мислевме дека би било симболично ако микроорганизмите направат токму таква задача“. Вистински пирамиди се граделе низ годините, а бактериите го комплетирале моделот за 15 минути. Ова е и покрај фактот што градежните блокови беа многу поголеми од самите „работници“.
Микроорганизмите работеле заедно. Под микроскоп, 5000 бактерии изгледаа како цврст темен облак. Овој рој виси над една од „тулите“. Во следната секунда, микробите почнуваат полека, но сигурно да го туркаат блокот до наведеното место на цртежот. „Досега само ја тестираме технологијата“, вели Мартел. „Во принцип, истите работи можете да ги правите многу побрзо.
Тајната на успехот лежи во извонредните способности на овие микроорганизми. Канадските научници во својата работа ја користат бактеријата Magnetospirillum magnetotacticum. „Тие се покажаа како вистински рекордери“, објаснува Мартел. „Тие се движат по ред на големина побрзо од другите бактерии. Покрај тоа, овие микроорганизми се чувствителни на магнетни полиња - тие акумулираат соединенија на железо во големи количини. Научниците сè уште не разбираат многу добро зошто на самите микроби им е потребно ова. Но, сега е јасно како човек може да користи таква функција. Користејќи магнетно поле, Мартел прави бактериите да се вртат во вистинската насока. Потоа се движат самостојно - имаат посебни знамиња кои работат како пропелерите на бродовите.
Тие можат да се движат не само во капка вода под микроскоп. Канадски научник инјектирал бактерии во крвта на лабораториски стаорци и, користејќи магнетно поле, ги принудил микробите да маневрираат во садовите. Се покажа дека бактериите се способни да се движат дури и против струјата. Точно, тие успеаја да го надминат протокот само во мали капилари, каде што крвта полека циркулираше. Во големите артерии, „пливачите“ беа безнадежно издувани - брзината на течноста таму достигна неколку десетици сантиметри во секунда. Овие микроби не се способни да се размножуваат во крвта, затоа нивното присуство не влијаеше на здравјето на глодарите. Микроорганизмите извесно време се движеле низ садовите, а потоа умреле.
На ефикасноста на бактериските мотори ќе и позавиди секој инженер. „Главниот проблем што се спречени обидите за создавање медицински МИКРОБОТИ е нивната големина“, вели Владимир Лобаскин, физичар од Универзитетскиот колеџ во Даблин. „Барањата за големина за овие уреди се такви што им е многу тешко да создадат доволно моќен мотор. Самиот Лобаскин се занимава со теоретски пресметки за ефикасноста на токму таквите микроскопски мотори. „Техничките карактеристики“ на бактеријата на Мартел оставија голем впечаток кај физичарот: „Ова е речиси готов систем за решавање на медицински проблеми“.
Се чини дека развивачите на вистинските MICROBOTS навистина немаат што да одговорат. Еден од најновите прототипови е создаден пред неколку години во Швајцарскиот институт за роботика и интелигентни системи. Тоа е мала метална спирала која може да се види само под многу моќен микроскоп. Откако ќе влезе во наизменично магнетно поле, тој почнува да ротира и да работи како пропелер. Насоката на движење на овој уред може да се контролира и со помош на магнети.
Со текот на времето, програмерите очекуваат да го користат за да доставуваат лекови до различни ткива. човечкото тело... Засега не функционира баш добро. Овие производи се десет пати побавни од „живите роботи“ со кои работат во Канада. Дури и нема потреба да се зборува за маневри во крвните садови. Ова не е изненадувачки, сигурен е Мартел. Со милиони години, еволуцијата направи добра работа со одлични бактерии. Ќе биде многу тешко брзо да се создаде истиот совршен вештачки уред.
Токму поради оваа причина кубиотехнолозите од Корејскиот национален универзитет Чуннам се обидоа да комбинираат два спротивставени пристапи во нивната работа. Создадениот имипрототип на медицинскиот MICROROBOT е изграден од синтетички полимер и човечки срцеви мускулни клетки - кардиомиоцити. Кафезите се испружени на флексибилна пластична рамка со специјални ногарки. Со контракција, клетките ја ставаат во движење целата структура, а уредот почнува да ги допира неговите нозе. Програмерите претпоставуваат дека во иднина таквите роботи ќе можат да патуваат наоколу крвни садовичовек се држи до ѕидовите. Таквите производи ќе можат да функционираат многу долго - „клеточниот мотор“ користи гликоза растворена во крвта како гориво.
„Пред само неколку години, разговорите на ороботите кои доставуваат лекови до одредени точки во телото изгледаа како фантазија“, вели Алексеј Снежко, физичар од Националната лабораторија Аргон (САД). „Сега е јасно дека во многу блиска иднина тие ќе почнат да се тестираат на луѓе.
Како ќе изгледа, сега е јасно. Во неодамнешниот експеримент, Силван Мартел и неговите колеги инјектирале стаорец со рак во телото. А потоа ја ставиле на медицински томограф. Овие апарати користат силни магнетни полињаза изградба на тродимензионални мапи на телото на пациентот. По мал редизајн, објектот стана командно место за микроби. Со негова помош, научниците спроведоа бактерии преку циркулаторниот систем на глодар директно до областа на туморот. Микроорганизмите доставуваа оптоварување за обука на погодената област - флуоресцентна супстанција. Мартел планира да го повтори експериментот наскоро. Овој пат, бактериите ќе го носат антиканцерогениот лек.
Нанотехнолозите, исто така, покажаа доста импресивни примероци на е-кожа. E-skin за прв пат почувствува допир на пеперутка
Решетка од најдобрите полупроводнички филаменти, комбинирани со електроди и се менуваат како одговор на спроводливоста на притисокот со PSR гума (горе), калифорниските занаетчии ја претворија во „обвивка на кожата“ (долу) (илустрации од Кунихару Такеи и сор./Nature Materials ).
На овој цртеж на кожата на роботот, секој црн квадрат одговара на еден „пиксел“, елементарна точка одговорна за допир (илустрација на Али Џејви и Кунихару Такеи, УЗ Беркли).Авторите ја рекламираат чувствителноста на кожата со шарена фантазија: робот со таков манипулатор лесно може да ракува со пилешко јајце без да го испушти или здроби (илустрација од Али Џејви, Кунихару Такеи / УЦ Беркли).
Друга илустрација за чувствителноста на сензорот Стенфорд: го детектира допирот на перуанската пеперутка Chhorinea faunus (фото L.A. Cicero / Универзитетот Стенфорд).
Многу копии веќе се скршени околу проблемот со создавање роботски аналог на најголемиот човечки орган. Главното прашање- како да се репродуцира неверојатна чувствителност кожатакој може да го почувствува ветрето од летечкиот инсект? Неодамна, две истражувачки групи во Калифорнија истовремено ги објавија своите импресивни одговори.
Првиот тим, од Универзитетот во Калифорнија во Беркли, избра наножици како клучен елемент за нивната вештачка кожа. Како што велат научниците во соопштението за медиумите, тие одгледувале ситни филаменти од германиум и силициум на посебен барабан, а потоа ги валани на подлога - леплива полиимидна фолија.
Како резултат на тоа, научниците добија еластичен материјал, чија структура вклучуваше наножици кои играат улога на транзистори.
Над нив, истражувачите нанесоа изолационен слој со периодична шема на тенки дупки, па дури и гума осетлива на допир (PSR). Проводни мостови беа донесени помеѓу гумата и наножиците со помош на фотолитографија (за ова, дупките во изолаторот беше потребен слој) и, конечно, попрскан сендвич со тенок алуминиумски филм - последната електрода. (Авторите на системот ги претставија деталите во Nature Materials.) Ваквиот еластичен сет е способен да ги идентификува и прецизно да ги локализира областите на кои се применува притисок. Името на оваа кожа е банално и предвидливо - е-кожа. Нова технологијави овозможува да користите различни материјали како подлога, од пластика до гума, како и да вклучите молекули на различни супстанции, на пример, антибиотици (што може да биде многу важно).На тест парче е-кожа со димензии 7 x 7 сантиметри одговара на матрица 19 x 18 пиксели. Секој од нив содржеше стотици наноподи. Таквиот систем можеше да регистрира притисок од 0 до 15 килопаскали, слично на нивото на стрес што го доживува човечката кожа кога пишува на тастатура или држи мал предмет.
Али Џејви, раководител на проектот е-кожа во Беркли (фото од UC Berkeley)
Научниците укажуваат на многу дефинитивна предност на нивниот развој во однос на аналозите. Повеќето проекти од овој вид се потпираат на флексибилни органски материјали за кои е потребен висок напон за работа.
Синтетичката кожа на Беркли е првата направена врз основа на монокристални неоргански полупроводници. Работи на само 5 волти. Но, она што е уште поинтересно - искуството покажа дека е-кожата може да издржи до 2000 свиоци со радиус од 2,5 милиметри без губење на чувствителноста.
Чувствителните манипулатори способни да ракуваат со кревки предмети може да се претпостават како очигледно поле на примена на таквата кожа во иднина.
Ултра внимателната кибернетичка рака може дополнително да биде опремена со сензори за топлина, радиоактивност, хемикалии, да се обложи со тенок слој лекови и да се користи на „прстите“ на роботските хирурзи или спасувачите.
Во вториот случај (кога роботите работат со луѓе), фактот дека електронската кожа од Беркли, како и човечката кожа, чувствува допир речиси веднаш (во рок од милисекунди) ќе биде многу важен од безбедносна гледна точка. Теоретски, може целосно да ја покрие раката на роботот или дури и целата машина.
Горе: Професор Женан Бао, водач на проектот Стенфорд Долно: Овој едноставен полимерен филм со алуминиумски проводници служеше како почетна точка за новата кожа (Фотографија од Л.А. Цицеро / Универзитетот Стенфорд, Стефан К.
Вториот развој, првично од Универзитетот Стенфорд, има поинаков пристап. Како што велат научниците во соопштението за печатот, тие поставиле слој од високоеластична лиена гума помеѓу двете електроди.
Таквиот филм акумулира електрични полнежи како кондензатор. Притисокот ја компресира гумата - а тоа, пак, го менува бројот на електрични полнежи што може да ги складира сендвичот, што го одредува електрониката благодарение на комплетот електроди.
Опишаниот процес ви овозможува да го откриете најлесниот допир, што научниците го докажаа со искуство. Тие користеле муви како „тестер“ За време на експериментот, квадратна матрица со страна од седум сантиметри и дебел милиметар го почувствувала слетувањето на инсектите тешки само 20 милиграми и реагирала на нивниот допир со голема брзина.
Под микроскоп, матрицата изгледа како поле испреплетено со зашилени пирамиди. Во таков материјал, овие пирамиди можат да бидат од стотици илјади до 25 милиони по квадратен сантиметар, во зависност од потребната просторна резолуција.
Таквата техника (наместо да се користи континуиран слој од гума) беше неопходна, бидејќи монолитниот материјал, како што се испостави, ги изгуби своите својства при стискање - точноста на регистрацијата на обвиненијата падна. А слободниот простор околу микроскопските пирамиди им овозможува лесно деформирање и враќање на нивната првобитна форма по отстранувањето на товарот.
Се покажа дека флексибилноста и издржливоста на е-кожата на Стенфорд се многу високи. Не може да се истегне, но сосема е можно да се свитка со завиткување, на пример, роботска рака.
Затоа, научниците повторно ги гледаат хируршките роботи како области на примена за нивниот развој. Но не само. Вештачката кожа може да стане основа за електронски завои, тврдат американските истражувачи, способна да даде сигнал кога е премногу слабо или опасно силно затегнато. А таквите сензори би можеле точно да го забележат степенот на компресија на рацете на воланот, предупредувајќи го возачот навреме дека заспива.
Двата тима тврдат дека ќе продолжат да ја развиваат оваа насока на експериментирање. Така, роботите на иднината, најверојатно, сè уште ќе добијат кожа што е блиска по способности на човекот. И нека надворешно е забележливо различно од нашето - неговата чувствителност ќе му даде ново значење на концептот на андроид робот.
Сензационална изјава даде компанија која произведува видео картички за компјутери. Веднаш штом пишувавме за првата хируршка операција извршена исклучиво со роботски раце, кога NVIDIA подготви уште една „бомба“ од светот на медицината. На конференцијата Калифорнија GTC 2010, производителот на графички чипови објави многу смела идеја - да се изврши операција на срцето ... без срцев удар или отворање на градниот кош!
Роботски хирург ќе ја изврши операцијата користејќи манипулатори донесени до срцето преку мали дупки во градите на пациентот. Технологијата за снимање при лет го дигитализира срцето што чука, покажувајќи му на хирургот тродимензионален модел кој може да се користи за да се ориентира точно како да гледа во срцето низ отворен граден кош. Главниот проблем е што срцето многу се движи во кратко време - но, според програмерите, моќта на современите компјутерски системи базирани на графичките процесори на NVIDIA ќе биде доволна за да се визуелизира органот, синхронизирајќи ги движењата на инструментите на роботот со отчукувањата на срцето. Поради ова се создава ефектот на неподвижност - на хирургот не му прави разлика дали срцето „стои“ или работи, бидејќи манипулаторите на роботот вршат слични движења, компензирање на отчукувањето!
Досега, сите информации за оваа неверојатна технологија се состојат од кратко видео демо, но со нетрпение очекуваме повеќе информации од NVIDIA. Кој би помислил дека компанија за видео картички планира да направи револуција во операцијата ...
И јапонските занаетчии никогаш не престануваат да воодушевуваат со пријатни новитети. Новата роботска мечка носи луѓе во своите раце
Јапонците се населиле на „поволна слика на плишано мече“, верувајќи дека хуманоидниот робот само ќе ги исплаши пациентите (фото од RIKEN, Tokai Rubber Industries)
Јапонскиот институт за физички и хемиски истражувања (BMC RIKEN) и компанијата Tokyo Rubber Industries (TRI) вчера претставија робот „како мечка“ дизајниран да им помага на медицинските сестри во болниците. Новата машина буквално ги носи пациентите во своите раце.
RIBA (RobotforInteractiveBodyAssistance) е подобрена верзија на Android RI-MAN.
<...>Во споредба со својот претходник, RIBA постигна значителен напредок.
Како RI-MAN, почетник може нежно да подигне лице од кревет или инвалидска количка, да го носи на раце, на пример, во тоалетот, а потоа да го врати назад и исто толку нежно да го стави во кревет или да седне. количка. Но, ако RI-MAN носеше само кукли со тежина од 18,5 килограми фиксирани во одредена положба, RIBA веќе превезува живи луѓе со тежина до 61 килограм.
Висината на „мечката“ е 140 сантиметри (RI-MAN - 158 cm), а заедно со батериите тежи 180 килограми (претходникот е 100 kg). RIBA препознава лица и гласови, врши гласовни команди, се движи низ собраните видео и аудио податоци, кои се обработуваат 15 пати побрзо од RI-MAN и „флексибилно“ реагира на најмалите промени во околината.
Рацете на новиот робот имаат седум степени на слобода, главата - еден (подоцна ќе има три), во половината - два степени Телото е покриено со нов мек материјал развиен од TRI, како полиуретанска пена. Моторите работат прилично тивко (53,4 dB), а тркалата во сите насока му овозможуваат на автомобилот да маневрира во тесни простори.
Па, се разбира, без протетика во медицината никаде. Затоа, и овде има научници и инженери кои неуморно развиваат нови уреди. Имено, Лабораторијата за применета физика. Д.Хопкинс приреди ново изненадување. При заедничко спроведување на проектот ДАРПА и Лабораторијата за применета физика. Д. Хопкинс (Лабораторија за применета физика Џонс Хопкинс, APL) ја подготви за почеток на тестирање со човечко учество следната генерација на протетска рака, наречена Модуларен протетски екстремитет (MPL). Како што е замислено од развивачите, вештачкиот екстремитет ќе биде целосно контролиран од мозокот преку сензори вградени во него, па дури и ќе обезбедува тактилни сензации со испраќање електрични импулси од надворешни сензори до соодветната област на церебралниот кортекс. Минатиот месец, APL објави договор од 34,5 милиони американски долари со DARPA, кој треба да им овозможи на истражувачите да го тестираат својот развој на пет лица во следните две години.
Се очекува дека третата фаза на тестирање - испитувања со човечко учество - ќе доведе до подобрувања и во контролниот систем на невропротезата и во алгоритмот за генерирање сигнали за повратни информации. MPL, кој помина низ долгогодишно прототипирање, поддржува 22 типа на движења, независна контрола на секој прст и тежи исто како вистинска човечка рака (околу 4 килограми). Истражувачите планираат да започнат со тестирање со опремување на парализиран пациент со протеза. Досега имплементираните невропротези се дизајнирани да ги заменат ампутираните екстремитети, додека MPL ви овозможува да покриете поголем број случаи, вклучително и болести поврзани со нарушена нормална активност рбетен мозок, бидејќи контролните сигнали се „отстрануваат“ директно од мозокот.Во текот на подобрувањето на развојот, истражувачите сè уште треба да решат значителен број тешкотии и тешкотии, и веќе познати и оние кои несомнено ќе бидат идентификувани во процесот на тестирање. Меѓу овие проблеми е краткиот животен век на невроинтерфејсите што постојат денес. Силиконските чипови вградени во течните ткива на телото прилично интензивно се уништуваат, откажуваат и треба да се заменат приближно на секои две години. Претходно оваа година, DARPA ја објави програмата Histology for Interface Stability Over Time, која има за цел да го зголеми животниот век на неуроимплантите до 70 години. Додека APL и DARPA се главните развојни партнери, многу други институции исто така се вклучени во процесот на истражување. На пример, Универзитетот во Питсбург веќе ја заврши работата на имплантација на импланти кај мајмуните за контрола на рацете на роботот, Калифорнискиот институт за технологија ќе помогне во развојот на дизајнот на интерфејсот на мозокот-компјутерот, а Универзитетот во Чикаго ќе учествува во имплементацијата на тактилен сензорски систем.
Постепено ќе се воведуваат помошни роботи чија задача ќе биде директно да им помагаат на лекарите, овие модели веќе се користат во некои клиники на странска медицина. Јурина, робот од Japan Logic Machine кој е способен да носи приковани за кревет пациентикако болнички гарнир, само многу помазен.
Уште поинтересно, Јурина може да се трансформира во инвалидска количка контролирана од екран на допир, контролер или глас. Роботот е доволно пргав за да се движи по тесните ходници, што го прави навистина добар асистент за вистински лекари.Одделно, вреди да се спомене и видео демото, кое дефинитивно вреди да се погледне со вклучен звук. Што ги водеше режисерите на видеото, придружувајќи ја видео секвенцата со таква застрашувачка музика, никогаш нема да дознаеме - сепак, комбинацијата на „љубезен робот“ и целосно несоодветна саундтрак дефинитивно ќе ви овозможи порција здрава смеа.
Добра вест беше изумот на роботски инвалидски колички, многу попогодно е да се контролира оваа столица со помош на специјални сензори, но новитетот бара одредени подобрувања, кои ќе бидат имплементирани во блиска иднина.
Еден од повеќето убави деновиво животот на одгледувачот на кучиња, може да се смета за такво кога четириножното милениче целосно ќе го совлада следењето на сопственикот и ќе го придружува секогаш и секаде, без да бара постојано влечење со поводник. И благодарение на напорите на тим научници од Универзитетот Саитама, сличен концепт сега може да се примени и на ... инвалидските колички.
Роботското столче носи камера и сензор за далечина на одборот, со чија помош системот ја следи положбата на рамената на лицето што оди покрај столот. Поради овие уреди, столчето „разбира“ во која насока се движи личноста, соодветно повторувајќи ја неговата патека. За човек кој седи на стол, овој начин на движење се покажува попријатен, бидејќи инвалидската количка се движи непречено и не се турка напред од придружник.
Робо-столот е исто така способен да се наведнува околу препреките, иако до одреден степен. Идејата е несомнено добра, но бара малку работа. Замислете ја следнава ситуација: едно лице седи на стол, а асистентот во тоа време со некого зборува и гестикулира анимирано (соодветно, прави движења со торзото, рамената и рацете). Дали столот постојано ќе „лази“ од страна на страна, повторувајќи ги движењата на рамената на асистентот? Креаторите дефинитивно имаат работа.
Заклучок
Вредноста на роботите како помошници за луѓето.
Роботите помошници играат огромна улога во модерната медицина. Оваа индустрија е сè уште прилично млада и во почетна фаза на развој, но и покрај тоа, некои случувања веќе се воведени низ целиот свет, тие успешно функционираат и носат незаменлива помош за вработените во медицинските установи. Главниот проблем според мене е што ако во развиените земји со стабилна позитивна економија овие иновации се воведат веднаш по официјалната масовна роботизација, тогаш во земјите во развој тие ќе пристигнат многу подоцна, а во земјите од третиот свет овие случувања ќе бидат многу доцни и во блиска иднина дефинитивно нема да ги има уникатни случувања... Факт е дека сите овие производи се многу скапи и за нивно купување ќе бидат потребни значителни финансиски средства, кои не можат да си ги дозволат сите земји. Затоа, во иднина, неопходно е да се постави прашањето за намалување на цената на оваа опрема во разумни граници, со помош на одредени конференции и состаноци на шефови на влади.
Се вчитува...