medicinske robotter. De syv mest lovende medicinske robotter Specialiststøtte og hjælperobotter

I mit sidste indlæg om telemedicin var der en omtale af Da Vinci robotkirurgen, hvoraf omkring 1000 blev installeret i verden i 2010. Men dette er langt fra den eneste præstation af robotteknologi, der bruges i medicin.

På hvilke områder og hvorfor bruges robotter? Inden for kirurgi, som omsorgspersoner for børn og ældre, inden for telemedicin og endda til medicinudlevering. Mere detaljeret - jeg spørger under habrakat.

RIBA

I 2009 blev RIBA II introduceret. Denne version af robotten kan hente patienter direkte fra gulvet, hvorimod den første robot kun kunne samle dem op fra en kørestol eller seng. Også lasteevnen er steget til 176 pund, det vil sige omkring 80 kg, hvilket er 41 pund eller 18,5 kg mere end i den første version.

Hvorfor har japanerne overhovedet brug for sådan en robot? Det hele handler om lang levetid. I Japan forventes antallet af ældre med behov for pleje i 2015 at nå op på fem en halv million. Så forestil dig, hvor mange sygeplejersker og ordførere, der dagligt skal løfte patienter fra en futon til en kørestol, fra en kørestol til en seng, ryg og så videre. Robotter egner sig bedre til disse formål, og lader sygeplejerskerne gøre deres arbejde – bare tage sig af de ældre.

Og denne robot er opført i Guinness Book of Records som "Den mest terapeutiske robot i verden." Den er udstyret med mange sensorer – berøring, lys, lyd, temperatur og position. Dette er nødvendigt for god kommunikation med patienten, hjælper med at berolige patienten.

Keepon er nødvendig til det samme, men han er efter min mening mindre sød. Han danser og reagerer på berøring.

Distributionsrobot

Robotten fra Panasonic er også designet til at levere medicin fra et apotek til patienter. Den første version af denne robot kunne allerede lagre oplysninger om 400 patienter og udlevere medicin i henhold til en recept efter anmodning fra en patient eller en sygeplejerske.

teletilstedeværelse

I russiske virkeligheder er brugen af ​​sådanne robotter næsten umulig, fordi vi har problemer med ramper overalt - både ved indgangen til klinikker og inde i dem. Så robotten vil kun være i stand til at bevæge sig inden for maksimalt en etage, og minimum - i rummet, ude af stand til at overvinde en heftig tærskel.

PR-7

Vgo - kontrol udføres over 4G.

Kirurgi

I ortopædi begyndte man i 1992 at bruge RoboDoc til ledproteser.

Senere dukkede assistenterne Zeus og Æsop op, men alligevel var hovedpersonen i operationen kirurgen. I slutningen af ​​1990'erne ændrede dette sig med fremkomsten af ​​Da Vinci, en robot til fjernbetjening.

Kirurgen ved konsollen ser stedet i 3D-format med flere forstørrelser og arbejder med joysticks. På dette tidspunkt udfører den firearmede robot operationen. I starten var billedet selvfølgelig ikke omfangsrigt, men så var dette problem løst.

Et minuts transformere: ARES fra italienske forskere er designet til at udføre operationer uden at beskadige huden. For patienten sluger det i dele, og så kommer det også ud gennem tarmene. Indvendigt samler robotten sig selv, hvorefter kirurgen udfører operationen.

Uddannelse: patientsimulatorer

HPS (Human Patient Simulator) betragtes som den mest funktionelle robot af denne type. Den gemmer 30 forskellige patientprofiler, der adskiller sig i fysiologi og individuelle reaktioner på lægemidler. Disse kan være profiler af et sundt barn af en gravid kvinde og en ældre alkoholiker. Den puls, der mærkes på halspulsårerne, brachialis, lårbensarterierne og de radiale popliteale arterier, ændrer sig afhængigt af trykket, robotten udånder kuldioxid, som vises på monitorerne, og dens pupiller reagerer på lys.

Med tandlæger - samme historie. Stop med at makulere uheldige mennesker med dårlige tænder! Træn på katte først. På billedet - Hanako 2, oprindeligt fra Japan, som er umiddelbart synlig.

Skriv venligst i kommentarerne, hvad andre robotter skal være i dette indlæg.

I dag forsøger forskningsgrupper verden over at famle efter konceptet med at bruge robotter i medicin. Selvom det måske er mere korrekt at sige "allerede famlet". At dømme efter antallet af udviklinger og interessen fra forskellige videnskabelige grupper, kan det hævdes, at skabelsen af ​​medicinske mikrorobotter er blevet hovedretningen. Dette omfatter også robotter med præfikset "nano-". Desuden blev de første succeser på dette område opnået for relativt nylig, for kun otte år siden.

I 2006 gennemførte et team af forskere ledet af Sylvain Martel verdens første vellykkede eksperiment ved at lancere en lille robot på størrelse med en fyldepenkugle ind i halspulsåren på en levende gris. Samtidig bevægede robotten sig langs alle de "vejpunkter", der var tildelt den. Og i løbet af årene, der er gået siden da, er mikrorobotikken gået en del frem.

Et af hovedmålene for ingeniører i dag er at skabe sådanne medicinske robotter, der vil være i stand til at bevæge sig ikke kun gennem store arterier, men også gennem relativt smalle blodkar. Dette ville gøre det muligt at udføre komplekse behandlinger uden et sådant traumatisk kirurgisk indgreb.

Men dette er langt fra den eneste potentielle fordel ved mikrorobotter. Først og fremmest ville de være nyttige i behandlingen af ​​cancer ved at levere lægemidlet direkte til maligniteten på en målrettet måde. Det er svært at overvurdere værdien af ​​denne mulighed: under kemoterapi afgives lægemidler gennem en pipette, hvilket forårsager et alvorligt slag i hele kroppen. Faktisk er det en stærk gift, der skader mange indre organer og for selskabet selve tumoren. Dette kan sammenlignes med tæppebombning for at ødelægge et lille enkelt mål.

Opgaven med at skabe sådanne mikrorobotter er i skæringspunktet mellem en række videnskabelige discipliner. For eksempel fra et fysiks synspunkt - hvordan får man sådan et lille objekt til at bevæge sig uafhængigt i en tyktflydende væske, som for det er blod? Fra et ingeniørmæssigt synspunkt - hvordan forsyner man robotten med energi og hvordan man sporer bevægelsen af ​​en lille genstand gennem kroppen? Fra biologiens synspunkt - hvilke materialer skal man bruge til fremstilling af robotter, så de ikke skader den menneskelige krop? Og ideelt set bør robotter være biologisk nedbrydelige, så de ikke skal løse problemet med at fjerne dem fra kroppen.

Et eksempel på, hvordan mikrorobotter kan "forurene" en patients krop, er en "bioraket".

Denne version af mikrorobotten er en titaniumkerne omgivet af en aluminiumsskal. Robotdiameteren er 20 µm. Aluminium reagerer med vand, hvorunder der dannes brintbobler på overfladen af ​​skallen, som skubber hele strukturen. I vand svømmer en sådan "bioraket" på et sekund en afstand svarende til 150 af dens diametre. Dette kan sammenlignes med en to meter høj mand, der svømmer 300 meter på et sekund, 12 bassiner. En sådan kemisk motor virker i omkring 5 minutter på grund af tilsætningen af ​​gallium, som reducerer intensiteten af ​​dannelsen af ​​en oxidfilm. Det vil sige, at den maksimale kraftreserve er omkring 900 mm i vand. Bevægelsesretningen gives til robotten af ​​et eksternt magnetfelt, og den kan bruges til målrettet medicinafgivelse. Men først efter at "ladningen" løber ud, vil patienten finde en spredning af mikroballoner med en aluminiumsskal, som ikke har en gavnlig effekt på den menneskelige krop i modsætning til biologisk neutral titanium.

Mikrorobotter skal være så små, at det ikke vil fungere at skalere traditionelle teknologier til den rigtige størrelse. Der produceres heller ikke standarddele af passende størrelse. Og selvom de gjorde det, ville de simpelthen ikke være egnede til sådanne specifikke behov. Og derfor leder forskere, som det er sket mange gange i opfindelsens historie, efter inspiration fra naturen. For eksempel i de samme bakterier. På mikro- og i endnu højere grad på nanoniveau virker helt andre fysiske love. Især vand er en meget tyktflydende væske. Derfor er det nødvendigt at anvende andre tekniske løsninger for at sikre bevægelsen af ​​mikrorobotter. Bakterier løser ofte dette problem ved hjælp af cilia.

Tidligere i år skabte et team af forskere fra University of Toronto en prototype mikrorobot 1 mm lang, styret af et eksternt magnetfelt og udstyret med to gribere. Det lykkedes udviklerne at bygge en bro med det. Denne robot kan også bruges ikke kun til lægemiddellevering, men også til mekanisk vævsreparation i kredsløbssystemet og organer.

Muskuløse robotter

En anden interessant trend inden for mikrorobotik er muskeldrevne robotter. For eksempel er der et sådant projekt: en elektrisk stimuleret muskelcelle, som en robot er fastgjort til, hvis "ryg" er lavet af hydrogel.

Dette system kopierer faktisk den naturlige opløsning, der findes i mange pattedyrs organismer. For eksempel overføres muskelsammentrækning i den menneskelige krop til knoglerne gennem senerne. I denne biorobot, når cellen trækker sig sammen under påvirkning af elektricitet, bøjer "ryggen" sig, og tværstængerne, der fungerer som ben, tiltrækkes af hinanden. Hvis en af ​​dem, når man bøjer "ryggen", bevæger sig en kortere afstand, så bevæger robotten sig mod dette "ben".

Der er en anden vision om, hvad medicinske mikrorobotter skal være: bløde, gentagende former for forskellige levende væsener. For eksempel er her sådan en robo-bi (RoboBee).

Sandt nok er det ikke beregnet til medicinske formål, men til en række andre: bestøvning af planter, eftersøgnings- og redningsoperationer, påvisning af giftige stoffer. Forfatterne af projektet kopierer naturligvis ikke blindt biens anatomiske træk. I stedet analyserer de omhyggeligt de forskellige "konstruktioner" af forskellige insekters organismer, tilpasser og omsætter dem til mekanik.

Eller et andet eksempel på brugen af ​​"konstruktioner" til rådighed i naturen - en mikrorobot i form af et toskallet bløddyr. Den bevæger sig ved hjælp af at smække "skodder" og derved skabe en jetstrøm. Ved en størrelse på omkring 1 mm kan den flyde inde i det menneskelige øjeæble. Som de fleste andre medicinske robotter bruger denne "musling" et eksternt magnetfelt som strømkilde. Men der er en vigtig forskel - den modtager kun energi til bevægelse, selve feltet flytter den ikke, i modsætning til de fleste andre typer mikrorobotter.

store robotter

Naturligvis er parken af ​​medicinsk udstyr ikke begrænset til mikrorobotter alene. I fantasyfilm og bøger præsenteres medicinske robotter normalt som en erstatning for en menneskelig kirurg. Ligesom dette er en slags stor enhed, der hurtigt og meget præcist udfører alle former for kirurgiske manipulationer. Og det er ikke overraskende, at denne idé var en af ​​de første, der blev implementeret. Selvfølgelig er moderne kirurgiske robotter ikke i stand til at erstatte en person som helhed, men de er allerede fuldstændig betroet med syning. De bruges også som forlængelse af kirurgens hænder, ligesom manipulatorer.

Men i det medicinske miljø forsvinder uenigheder om hensigtsmæssigheden af ​​at bruge sådanne maskiner ikke. Mange eksperter er af den opfattelse, at sådanne robotter ikke giver særlige fordele, men på grund af deres høje pris øger de omkostningerne ved medicinske tjenester betydeligt. På den anden side er der en undersøgelse, der viser, at patienter med prostatakræft, der skal opereres med en robotassistent, kræver mindre intensiv brug af hormonelle midler og strålebehandling i fremtiden. Generelt er det ikke overraskende, at mange videnskabsmænds indsats var rettet mod skabelsen af ​​mikrorobotter.

Et interessant projekt er Robonaut, en telemedicinsk robot designet til at hjælpe astronauter. Dette er stadig et eksperimentelt projekt, men denne tilgang kan ikke kun bruges til at give så vigtige og dyre mennesker under uddannelse som astronauter. Telemedicinske robotter kan også bruges til at yde assistance i forskellige svært tilgængelige områder. Dette ville selvfølgelig kun være tilrådeligt, hvis det ville være billigere at installere en robot på sygehuset i en fjerntliggende taiga eller bjerglandsby end at holde en paramediciner i løn.

Og denne medicinske robot er endnu mere højt specialiseret, den bruges til at behandle skaldethed. ARTAS "graver" automatisk hårsækkene ud fra patientens hovedbund baseret på højopløselige fotografier. Derefter indfører den menneskelige læge manuelt "høsten" i de skaldede områder.

Alligevel er verden af ​​medicinske robotter slet ikke så ensformig, som den kan virke for en uerfaren person. Desuden er det aktivt i udvikling, der er en ophobning af ideer, eksperimentelle resultater, og de mest effektive tilgange søges. Og hvem ved, måske endda i løbet af vores levetid vil ordet "kirurg" betyde en læge, ikke med en skalpel, men med en krukke med mikrorobotter, som vil være nok til at sluge eller introducere gennem en pipette.

Videnskabelig robotik er en disciplin, der involverer studiet af alle funktionerne ved at skabe robotter. I klasseværelset lærer eleverne robotternes teoretiske grundlag, historie og love, funktionerne i deres brug i det virkelige liv.

Ordet "robot" blev første gang brugt af den tjekkiske dramatiker K. Capek i 1921. Han talte om slaver skabt for at opfylde menneskets ønsker. Ordet robota er oversat fra tjekkisk til "tvungen slaveri".

I næsten 100 år med udviklingen af ​​videnskabelig robotteknologi er der sket store forandringer. Robotter fra fantasiverdenen er blevet en realitet. Specialmaskiner bruges i næsten alle områder af industri, minedrift, medicin. Selve retningen er blevet et spændende redskab til at opnå ny viden inden for forskellige grene af teknisk videnskab og design. Studerende har mulighed for at realisere sig selv som designere, teknikere og endda kunstnere.

Robotter i den moderne verden

Medicinsk robotteknologi udvikler sig aktivt. Mange mennesker forestiller sig robotten som en opmærksom, altid høflig, utrættelig læge. Men i dag siger mange forskere, at teknologi ikke kan erstatte en person. Det hjælper med at klare rutineopgaver, for eksempel:

Registrering af dem, der søgte om hjælp;
- arbejde med elektroniske kort;
- tilvejebringelse af referencer.

Der er allerede oprettet en hel del robotsekretærer. De bruges i forskellige sfærer af menneskelivet. Inden for rammerne af medicinsk robotik er der også dukket specielle maskiner op, udstyret med specielle kameraer til transport af medicin og dokumenter. Sådanne enheder kan besvare spørgsmål, ledsage kunder til det rigtige sted.

Et godt eksempel er Omnicell M5000. Det giver dig mulighed for at optimere arbejdet med medicin på hospitaler. Maskinen danner sæt lægemidler til hver patient i en forudbestemt periode. Dette mindsker i høj grad risikoen for fejl som følge af menneskelige fejl. Robotten kan lave omkring 50 sæt i timen. Almindelig læge kan kun lave 4 sæt på 60 minutter.

Brugen af ​​robotter i industrien

I dag bruges robotter aktivt i industrien. Der er tre hovedtyper:

1. Lykkedes. Hver handling antages at være styret af en operatør.
2. Automatisk og halvautomatisk. De arbejder strengt efter det givne program.
3. Autonom. Udfør sekventielle handlinger uden menneskelig indgriben.

   Eksempler omfatter KUKA KR QUANTEC PA. Dette er en af ​​de mest avancerede palleteringsmaskiner. Der er en sort, der kan arbejde ved meget lave temperaturer. Den blev skabt specielt til at fungere i store frysere.

   Robotteknologi i industrien er også repræsenteret af multifunktionelle enheder. For eksempel har Baxter manipulatorer, der kan udføre alle de samme handlinger som en menneskelig hånd. Interessant er det faktum, at maskinen selvstændigt kan kontrollere den anvendte indsats.

   

   Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator er en anden maskine, der er en hybrid af en robot og en 3D-printer. Teknikken bruges i luftfart og rumproduktion, da den kan printe på vandrette og lodrette flader af enhver størrelse.

   Robotics udvikler sig aktivt i Japan. RIBA og RIBA-II sygeplejersker blev oprettet her i landet. Deres hovedopgave er at bære patienter, der ikke kan gå på egen hånd. Maskiner hjælper dem med at komme fra seng til kørestol og omvendt. Robotterne er i stand til at vippe, og hændernes overflade er designet, så patienten føler sig så godt tilpas som muligt.

   

   En interessant opfindelse er opfindelsen af ​​videnskabsmænd ved University of Texas. De gav kunstig intelligens skizofreni. Til eksperimentet blev der brugt en robot med et neuralt netværk, der efterligner den menneskelige hjerne. Maskinen kunne normalt ikke huske, gengive historier. På et tidspunkt tog han selv ansvaret for terrorhandlingen.

   Specielle modeller blev skabt til almindelige mennesker. For eksempel en robotsimulator af et barn. Det blev også skabt i Japan. En sådan maskine kan gøre fremtidige forældre bekendt med alle kompleksiteten af ​​uddannelse. Han ved, hvordan man udtrykker følelser, græder, beder om mad osv.

   Præstationer i robotteknologiens verden for skolebørn
   

   I dag findes robotklubben på skolen i mange lande. Forældre køber ofte forskellige enheder for at tiltrække interesse for videnskab. Det har ført til legetøj på markedet, som kan programmeres til at udføre forskellige opgaver. Lad os dvæle ved det mest interessante:

4. Sphero 2. og Ollie. Designet til børn fra 8 år. Robotlegetøjet er næsten umuligt at bryde. Hun er ikke bange for vand, hun kan svømme. Styres fra en smartphone eller tablet.
5. KIBO. Ret simpelt design. Det giver dig mulighed for at lære at programmere. Det fungerer sådan her: det scanner mærker på træterninger. Hver inskription angiver en bestemt handling.
6. LEGO Education WeDo. En robot, som du selv kan skabe. Sættet indeholder alt hvad du behøver for at fuldføre jobbet. Du kan købe yderligere genstande for at udvide maskinens muligheder.

   Normalt tilbyder de i robotkredse i skolen at samle deres første kontrollerede enhed på egen hånd. Dette glæder ikke kun de fleste børn, men giver også mulighed for at få ny viden.

   Robotik for børn i Solnechnogorsk
   

   I dag er antallet af kredse, hvor man kan få ny viden på de mest avancerede områder, imponerende. Robotteknologi i Solnechnogorsk tiltrækker for eksempel både førskolebørn og teenagere. Måske ligger det bag dem, at der i fremtiden vil være et reelt gennembrud i robotternes verden. Lærere følger alle nyhederne og lærer hele tiden sig selv. Dette giver dem og børnene mulighed for at følge med tiden.

   Robotteknologi i Solnechnogorsk, som i andre byer, har et mere kognitivt fokus. I dag er hovedopgaven at interessere børn i alle aldre, at lære dem at anvende teoretisk viden i praksis.

   Robotteknologi til børn i Solnechnogorsk involverer små grupper, mulighed for at få individuelle konsultationer og brug af fuldgyldige designere i arbejdet. Derudover lærer børn at arbejde med LED'er, 3D-modellering og lodning. Træning begynder altid med det grundlæggende i samling. Efterhånden som materialet mestres, gives det grundlæggende i programmering og design.

Introduktion

I en tid med hurtig udvikling af videnskab og teknologi er der mange forskellige innovationer på forskellige områder. Medicin står heller ikke stille, nye mest komplekse apparater til menneskelig livsstøtte dukker op, mange apparater kan være et eksempel herpå, for eksempel et apparat til kunstig lungeventilation eller et kunstigt nyreapparat mv. Miniature blodsukkermålere, elektroniske puls- og trykmålere dukkede op, denne liste kan suppleres gentagne gange.

Mere specifikt vil jeg dvæle ved eksemplet med indførelsen af ​​robotteknologi i den medicinske industri. Forskellige robotter er blevet skabt af mennesker siden omkring slutningen af ​​det 20. århundrede; i løbet af den seneste tid er de blevet væsentligt forbedret og moderniseret.

Robotter i medicin

Figur 1 - Robotkirurg "Da Vinci"

En af de mest berømte og fejrede bedrifter i nyere tid var Da Vinci-robotten, opkaldt efter den store ingeniør, kunstner og videnskabsmand Leonardo Da Vinci, som på et tidspunkt designede den første antropomorfe robot, der var i stand til at bevæge ben og arme og udføre andre handlinger (Figur 1). Denne avancerede teknik kombinerer alle fordelene ved klassisk og laparoskopisk kirurgi. Under operationen er kirurgen placeret ved et praktisk kontrolpanel, et tredimensionelt billede af det opererede område vises på skærmen. Bekvemmeligheden ved at arbejde med en sådan fjernbetjening har en positiv effekt på kirurgens arbejde, da han ikke bliver træt, som med en standard kirurgisk indgreb.

Figur 2 - Termomanipulator joysticks

Kirurgen styrer telemanipulatoren ved hjælp af specielle joysticks, der reagerer på berøring af fingerspidserne (Figur 2). Hans bevægelser gengives med absolut præcision ved hjælp af robotter. Dette sikrer den høje kvalitet af driften og øger sikkerheden ved dens gennemførelse. I realtid overføres kirurgens bevægelser til systemets operationsbord.

Da Vinci kirurgiske robotten er udstyret med ultrapræcise manipulatorer med 4 arme, hvoraf den ene har et indbygget kamera, der transmitterer realtidsbilleder til konsollen, yderligere to erstatter kirurgens hænder under operationen, og den fjerde tjener som en assistent (figur 3).

Figur 3 - Robotmanipulatorer

Ved hjælp af et punkt placeret for enden af ​​de laparoskopiske arme laves snit på 1-2 cm På grund af så små snit reduceres niveauet af vævstraumatisme.

Nøjagtigheden af ​​bevægelse af mekaniske manipulatorer overstiger menneskelige hænders evner. Med syv frihedsgrader og evnen til at bøje 90 grader har robottens arme et bredt bevægelsesområde. Dette er uundværligt ved kirurgisk indgreb i et begrænset rum, for eksempel ved arbejde med en hjertepose eller et lille bækken. Et team af menneskelige assistenter overvåger da Vinci-robottens arbejde, forbereder stedet til snit, overvåger operationens fremskridt og medbringer sterile instrumenter.

I øjeblikket er robotten udstyret med de mest avancerede "øjne" i verden. Han havde tredimensionelt syn før, men høj definition blev først opnået nu. Den nye version giver to kirurger mulighed for at følge operationen på én gang. En af dem kan både assistere og lære af seniorkolleger. På arbejdsdisplayet kan ikke kun billedet fra kameraerne vises, men også to yderligere parametre, såsom ultralyd og EKG-data.

Den flerarmede da Vinci giver dig mulighed for at operere med stor præcision, og derfor med minimal indgriben i patientens krop. Som følge heraf er genopretning efter operation hurtigere end normalt.

Figur 4 - Rosie diagnostisk robot

Rosie er en farmaceutrobot baseret i Albuquerque, New Mexico.

Rosies opgave er at forberede og distribuere hundredvis af medicin. Han arbejder i døgndrift, holder praktisk talt ikke pauser og samtidig tager han slet ikke fejl. I to et halvt års tjeneste på sygehusapoteket var der ikke et eneste tilfælde, hvor den forkerte medicin blev sendt til patienten. Rosies arbejdsnøjagtighed er 99,7 procent, hvilket betyder, at sorteringen og doseringen af ​​ordineret medicin aldrig adskiller sig fra dem, der er angivet i lægernes ordinationer.

Enheden, der vejer over 4,5 tons, er udviklet af Intel Corporations Enterprise Community Solutions-division. Rosie glider langs en metalskinne og tager pillefyldte pakker, der hænger langs væggene, op med en mekanisk "hånd". Hun lægger derefter disse poser, hver mærket med en stregkode, i kuverter og sender dem rundt på patientens værelser i pneumomail-beholdere.

På afdelingen bruger en sygeplejerske et lille apparat til at scanne en patients armbånd og får information om, hvilken medicin han skal tage, hvornår og hvor meget. Herefter scanner sygeplejersken stregkoden på medicinpakningen - det giver dig mulighed for at tjekke, om medicinen virkelig er beregnet til netop denne patient, og om hyppigheden og doseringen af ​​administration er den samme.

Rosy hjalp også med at opdage mange fejl rettidigt. Rosie vil aldrig sende en udløbet medicin til en syg person. Nøglen til dens nøjagtighed er de statslige kvalitetskontrolstandarder, der er indlejret i maskinens elektroniske hjerne. I mellemtiden, ifølge National Institutes of Health i Washington, dør omkring 50.000 mennesker hvert år på grund af medicinfejl i landet. Men tilberedning og distribution af medicin er ikke det eneste problem, som Presbyterian Hospital har løst med Rosies hjælp. Før det dukkede op, var det meget vanskeligt at holde styr på frigivelsen af ​​stoffer: medarbejderne brugte meget tid på at tælle piller, så ikke én af dem forblev uden regnskab. I dag befriede robotten Rosie dem fra dette rutinearbejde.

Figur 5 - Babysitter robot

Babysitterrobotten tager sig af syge mennesker, især dem, der lider af Alzheimers sygdom (Figur 5).

Det gør det nemmere for patienterne at kommunikere med læger og pårørende. Udstyret med et kamera, en skærm og alt nødvendigt for trådløs kommunikation via internettet, giver Companion-robotten en læge mulighed for at kontakte en patient, der er på en specialiseret klinik. Robotten bruges også til at træne personale, hjælpe patienter med mobilitetsproblemer og kommunikere med børn. Pudsigt nok reagerede patienterne, som normalt er tilbageholdende med at acceptere noget nyt, ganske godt på den mekaniske samtalepartner: de pegede på ham, grinede, forsøgte endda at tale med ham.

Ifølge Yulin Wang, administrerende direktør for InTouch Health, virksomheden, der skabte maskinen, kan brugen af ​​robotter til at pleje ældre afhjælpe problemet med nationens aldring. I mellemtiden skal virksomheden udleje sine robotter til plejehjem.

Figur 6 - Robotfysioterapeut

Et rigtigt skridt ind i fremtiden blev taget af ingeniører fra Massachusetts Institute of Technology, som erstattede fysioterapeuten med en robot. Som du ved, glemmer folk, der har haft et slagtilfælde, deres sædvanlige liv i lang tid. I løbet af mange måneder og endda år lærer de igen at gå, holde en ske i hænderne, udføre de daglige handlinger, som de ikke engang havde tænkt over før. Nu kan de blive hjulpet ikke kun af læger, men også af robotter.

Vi taler om fysioterapisessioner, der er nødvendige for at genoprette koordinationen af ​​håndbevægelser. Nu arbejder patienter normalt med læger, der viser dem de passende øvelser. På rehabiliteringsafdelingen på Boston City Hospital, hvor en ny installation er ved at blive testet, bliver en slagtilfælde bedt om at bruge et joystick til at flytte en lille markør på skærmen langs en given bane. Hvis en person ikke kan gøre dette, vil et computerstyret joystick ved hjælp af indbyggede elektriske motorer flytte sin hånd til den ønskede position.

Lægerne var tilfredse med nyhedens arbejde. I modsætning til et menneske kan en robot udføre de samme bevægelser tusindvis af gange om dagen uden at blive træt.

Figur 7 - KineAssist kompleks

Der er også et KineAssist-kompleks (Figur 7). Det er en fælles udvikling af Chicago Rehabilitation Institute og kinea Design (tidligere Chicago PT). Læger og ingeniører, der arbejdede på dette projekt, som et resultat af forskning, identificerede de vigtigste problemer, der opstår ved rehabilitering af patienter med nedsat bevægeapparat. Hovedformålet med KineAssist er at give patienterne mere intensiv og effektiv behandling uden at forstyrre deres fysiske og psykologiske forbindelse med fysioterapeuter og eliminere frygten for at falde.

Enheden på 227 kg er en mekaniseret platform med "smarte" torsostøttestropper for at hjælpe patienter med neurologisk svækkelse med at lære at balancere og gå. KineAssist er designet til at hjælpe terapeuter, ikke erstatte dem. Sensorer indlejret i stropperne forudsiger patientens bevægelser og hjælper ham med at bevare balancen. Da patienten nu er i sikkerhed, kan fysioterapeuter foreslå, at patienten udfører sværere øvelser, såsom at øve sig i at gå op ad trapper eller tage skridt til siden. På trods af sin vægt bevæger simulatoren sig fremad, bagud og sidelæns med en balletdansers lethed, afhængigt af patientens bevægelsesretning. Takket være speciel software kan en fysioterapeut justere belastningen og intensiteten under timerne.

KineAssist tilbyder et stort antal tilstande og typer af øvelser, de vigtigste er:

• - gang (det er muligt at bruge KineAssist sammen med et løbebånd);
• - balancetræning. Under denne øvelse forsøger instruktøren at udvide den "sikkerhedszone", som patienten kender, for eksempel ved at placere en forhindring foran ham, som skal omgås eller trædes over;
• - styrketræning, hvor simulatoren, når patienten bevæger sig, anvender modstand (træning af forskellige muskelgrupper er mulig);
• - Holdningstræning. I denne tilstand fikserer instruktøren patientens krop i en bestemt position, og under øvelserne opretholder simulatoren præcis denne position af kroppen.

KineAssist kan både bruges til behandling af patienter, hvor motoriske funktioner er kommet sig relativt godt, og til indledende genoptræning af svagere patienter umiddelbart efter en skade eller sygdom. Siden 2004 er KineAssist blevet testet med succes i rehabiliteringscentre i USA (i øjeblikket på Alexian Rehabilitation Hospital). Foreløbige statistikker over slagtilfældeoverlevere viser, at rehabiliteringen af ​​dem, der trænede på en robotsimulator, er mindst dobbelt så effektiv. På grund af den høje pris (mere end 200.000 amerikanske dollars) er det desværre kun de største medicinske institutioner, der har råd til dette kompleks.

Figur 8 - RIBA patientoverførselsrobot

Japan Institute of Physical and Chemical Research (BMC RIKEN) og Tokai Rubber Industries (TRI) har afsløret en "bjørnelignende" robot designet til at hjælpe sygeplejersker på hospitaler. Den nye maskine bærer bogstaveligt talt patienter på armene (Figur 8).

RIBA (Robot for Interactive Body Assistance) er en opgraderet version af RI-MAN android.

Sammenlignet med sin forgænger har RIBA gjort betydelige fremskridt.

Ligesom RI-MAN er en nybegynder i stand til forsigtigt at løfte en person fra en seng eller en kørestol, bære ham i armene, for eksempel på toilettet, og derefter levere ham tilbage og lige så forsigtigt lægge ham i seng eller putte ham. i en barnevogn. Men hvis RI-MAN kun havde dukker med en vægt på 18,5 kg fast i en bestemt position, transporterer RIBA allerede nulevende mennesker, der vejer op til 61 kilo.

Højden på "bjørnen" er 140 centimeter (RI-MAN - 158 cm), og den vejer 180 kg med batterier (forgænger - 100 kg). RIBA genkender ansigter og stemmer, udfører stemmekommandoer, navigerer i de indsamlede video- og lyddata, som den behandler 15 gange hurtigere end RI-MAN, og reagerer "fleksibelt" på de mindste ændringer i miljøet.

Armene på den nye robot har syv frihedsgrader, hovedet har en (senere kommer der tre), og taljen har to grader. Kroppen er dækket af et nyt blødt materiale udviklet af TRI, der ligner polyurethanskum. Motorerne er ret støjsvage (53,4 dB), og de rundstrålende hjul tillader maskinen at manøvrere på trange pladser.

Figur 9 - Robotassistent Yurina

Robotassistenter vil gradvist blive introduceret, hvis opgave vil være at direkte hjælpe læger, disse modeller bruges allerede i nogle klinikker af udenlandsk medicin. Yurina, en robot fra det japanske firma Japan Logic Machine, er i stand til at transportere sengeliggende patienter som en hospitalsbåre, kun meget mere smidigt (Figur 9).

Mere interessant, Yurina kan forvandle sig til en kørestol styret af touch-skærm, controller eller stemme. Robotten er behændig nok til at navigere i smalle korridorer, hvilket gør den til en rigtig god assistent for rigtige læger.

Figur 10 - Rapuda hjælperobotarm

Den seneste udvikling af det japanske institut for undersøgelse af intelligente systemer (Intelligent Systems Research Institute) har også en rent praktisk anvendelse. Rapuda-robotarmen er fokuseret på at gøre livet lettere for mennesker med handicap, som har problemer med mobilitet i deres øvre lemmer (Figur 10). En joystick-styret hånd samler et glas vand op fra bordet og opfanger endda genstande, der er faldet på gulvet.

Indtil videre kan skaberne ikke sige, hvornår og til hvilken pris Rapuda vil være tilgængelig for en bred vifte af købere. Det er bestemt stadig værd at arbejde på manipulationshastigheden. Men vi kan sige med sikkerhed – denne teknologi vil helt klart være efterspurgt, så udviklingen fortsætter.

robot kirurg

På konferencen i Californien annoncerede producenten NVIDIA en meget fed idé - at udføre hjerteoperationer uden hjertestop og åbning af brystet.

Robotkirurgen vil udføre operationen ved hjælp af manipulatorer bragt til hjertet gennem små huller i patientens bryst. On-the-fly billeddannelsesteknologi digitaliserer det bankende hjerte og viser kirurgen en 3D-model, som han kan navigere på nøjagtig samme måde, som hvis han så på hjertet gennem en åben kiste. Den største vanskelighed ligger i det faktum, at hjertet laver et stort antal bevægelser på kort tid - men ifølge udviklerne er kraften i moderne computersystemer baseret på NVIDIA GPU'er nok til at visualisere orgelet, synkronisere bevægelserne af robottens instrumenter med hjerteslag. På grund af dette skabes effekten af ​​immobilitet - det gør ingen forskel for kirurgen om hjertet er "værd" eller virker, fordi robottens manipulatorer laver lignende bevægelser, der kompenserer for slaget!

Indtil videre består al information om denne utrolige teknologi af en kort videodemonstration, men vi ser frem til mere information fra NVIDIA. Hvem skulle have troet, at et grafikkortfirma planlagde at revolutionere kirurgi.

Da Vinci

Formål: kirurg

Hvordan det virker: Indtil videre er robotkirurgen ikke en selvvirkende mekanisme, men et lydigt instrument på 500 kilo i hænderne på en læge. Betjeningsmodulet har fire arme. Tre af dem ender i kirurgiske miniatureinstrumenter - skalpeller og klemmer, og den fjerde styrer et lille videokamera. Da Vinci opererer gennem centimeterpunkteringer, så et kamera er uundværligt, men patienten har næsten ingen ar. Når robotten "tryller" over patienten, sidder den menneskelige kirurg ved konsollen væk fra bordet. Lægen manipulerer joystickets, som overfører bevægelserne af fingrene og hånden til da Vincis "hænder" med stor nøjagtighed. Som en menneskehånd har de syv frihedsgrader, men manipulatorerne er meget stærkere, bliver ikke trætte og fryser øjeblikkeligt, hvis kirurgen slipper joystickets. Lægen styrer sine handlinger gennem okularet, som modtager et billede forstørret op til 12 gange fra videokameraet.

Hvor det er relevant: da Vinci robotkirurger opererer i hundredvis af klinikker rundt om i verden. Der er 20 sådanne enheder i Rusland. En af dem - i Federal Center for Heart, Blood and Endocrinology. V.A. Almazov (St. Petersborg), hvor da Vinci udfører omkring hundrede operationer om året. Hans "hest" er den præcise og nøjagtige fjernelse af overskydende: tumorer, brok, aneurismer.

Foto: AFP/EAST NEWS, CORBIS/FOTO S.A., PANASONIC, DIOMEDIA, REUTERS/VOSTOCK PHOTO, IBM