Роботы в медицине: приложения и возможности

Применение робототехники в медицине, виды и возможности медицинских роботов: что изменится для врачей и пациентов.

Изображение медицинских роботов демонстрирует обязательное участие в процессе врачей. Но сегодня ученые работают над созданием большего количества автономных роботов, которые могут функционировать с минимальным вмешательством человека в этот процесс. Можно предположить, как скоро роботы в медицине смогут заменить человека, изучив последние разработки ученых в этой области, о которых пойдет речь далее в статье.

Новые и перспективные разработки медицинских роботов

Какие виды медицинских роботов актуальны в 2019 году? Предлагаем вашему вниманию небольшой обзор.

Помимо помощи в операционной, медицинские роботы «научились» выполнять ряд других действий с пациентами. В зависимости от назначения можно выделить несколько категорий медицинской робототехники:

Роботы-ассистенты

Именно с них началась история роботов в медицине. Сегодня они становятся более точными и универсальными. Например, легкий робот KUKA LBR Med оснащен системой распознавания датчиков, которая обеспечивает безопасную работу с устройством одним человеком, простое управление и специальное покрытие, отвечающее самым высоким требованиям гигиены и стерильности. Этот робот является ценным помощником врача, который может использоваться для эндоскопии и биопсии, лазерной диссекции кости или установки транспедикулярного винта.

Диагностические роботы

Практика показывает, что когда дело касается обработки данных, компьютеры намного превосходят людей. Еще одно доказательство этого тезиса — робот производства KUKA, который участвует в исследовательском проекте Высшей школы физического воспитания и спорта в Кельне HaiLeg (High сочлененная интеллектуальная нога). Здесь он служит чувствительным прессом для ног, используемым при ортопедических исследованиях.

Пациент ставит ступни на специальную панель и давит на нее. Полученные данные сразу передаются на компьютер, который их обрабатывает. На основе данных вращения и силы мышц создается биомеханическая модель колена.

Терапевтические роботы

Современные роботы могут выполнять вакуумную, лазерную, лучевую, электротерапию и тепловую терапию, а также ряд других процедур.

Особо следует отметить разработку робота для лучевой терапии KUKA. Одно из главных его преимуществ — способность смягчать движения опухоли, подстраиваясь под дыхательные движения пациента. Это означает, что последний подвергается значительно меньшему облучению.

Помимо прочего, роботы могут быть гораздо внимательнее, чем кажется. Роботизированная рука UR10, недавняя разработка Universal Robots, нашла свое применение в массажной терапии. Американский стартап Massage Robotics интегрирует UR10 в своего массажного робота Alex. Ожидается, что это изобретение также сможет поддерживать голосовую связь с людьми.

В этом году немецкая компания KUKA опубликовала патент на изобретение робота для иппотерапии. Устройство включает в себя седло с тактильными датчиками, программируемое управление движением и устройство для автоматического перемещения седла по определенной траектории движения. Другими словами, это робот, который имитирует движение лошади с большим преимуществом: абсолютной безопасностью.

Биопринтеры

На фото: 3D-принтер, печатающий орган. Живые клетки от 3dbio

Подробнее о 3D биопринтере Орган.Авт, работающем в космосе, читайте в нашем блоге.

3D-принтеры, которые печатают живым текстилем, также являются частью большой семьи робототехники. Биопринтеры уже умеют печатать каркасы гиперупругих тканей, органов и костей, модели плаценты на жидком питательном субстрате с живыми клетками различных типов, гелями, волокнами, полимерами, керамикой, металлами и другими материалами. EnvisionTEC — один из самых известных производителей биопринтеров. Компания выпустила несколько моделей биопринтеров, а именно: EnvisionTEC 3D-Bioplotter Starter, EnvisionTEC 3D-Bioplotter Developer и EnvisionTEC 3D-Bioplotter Manufacturer.

Каталог роботов-пылесосов IRobot. Робот-пылесос от официального дистрибьютора iRobot в России.

Какими достоинствами обладают роботы-пылесосы?

К основным преимуществам роботов от известного бренда можно отнести:

1. Высокая надежность.
2. Возможность уборки больших помещений. Роботу можно доверять как небольшую спальню, так и огромную гостиную или террасу.
3. Эффективность. Робот-пылесос способен проникнуть даже в самые труднодоступные места (например, под мебелью).
4. Наличие интеллектуальной системы построения карты помещений Imprint ™ Smart Mapping. Благодаря ему робот запоминает поэтажные планы нескольких этажей и названия комнат.
5. Самостоятельная занятость. Пылесос работает автономно. Человеку не нужно постоянно следить за перемещениями техники.
6. Низкий уровень шума. С пылесосом вам не нужно отказываться от работы или развлечений.
7. Качественная уборка. Роботы-пылесосы отлично подходят для удаления мелкого мусора и пыли. Убираться не будешь.

Робот-пылесос идеально подходит для повседневного использования. Вы можете сделать это, например, отправившись на работу утром. Пылесосы умеют убираться и возвращаться на базу.

Развитие робототехники и автоматизации, несомненно, необходимо для перехода человечества на новый технологический уровень. Но, как и любой другой хайтек…

Роберт Уильямс

Роберт Уильямс стал первым человеком в истории, убитым роботом. Авария произошла на заводе Ford в Флэт-Роке, штат Мичиган, 25 января 1979 года. Уильямс был убит 1-тонной роботизированной рукой, которая ударила его, когда он пытался самостоятельно найти новую изготовленную деталь.

Работа робота-манипулятора заключалась в переносе новых деталей из одного места в другое. Однако накопившиеся ошибки в программном обеспечении, указывающие на неверную информацию о количестве деталей, которые в данный момент находились на стеллаже, вынудили Уильямса самостоятельно подняться по лестнице и получить нужную деталь. В этот момент его убила машина. Расследование показало, что причиной смерти человека стала очень слабая техника безопасности на предприятии, в том числе отсутствие предупреждающих сигналов, которые указывали бы на опасное присутствие человека. Компания выплатила семье погибшего 10 миллионов долларов.

В конце двадцатого века роботы пришли на помощь хирургу-человеку и каким-то образом заменили его. Врач и наш автор Альбина Нурдинова исследует пять направлений современной медицины

Микророботы-эндоскопы и операции без разрезов

Если кто-то пройдет эндоскопическое исследование желудка (ФГС) или других органов, он не надолго забудет эту неприятную процедуру, большинство описывающую ее как «проглатывание трубки». Еще одним интересным направлением современной хирургии являются «умные» микророботы-эндоскопы, которые проходят через сложные изгибы кишечника.

Биоинженерные технологии совершают революцию в 21 веке. Хирурги и инженеры сотрудничают более тесно, чем когда-либо. Например, технологии, использованные при исследовании заброшенной атомной электростанции, вызвали интерес врачей. Речь идет о роботе-змее The Flex System. Это гибкая эндоскопическая система, позволяющая проводить операции без единого разреза на теле. Во время операции система вводится через горло и может достигать самых труднодоступных мест.

Робот-хирург-змейка The Flex System

Кроме того, робот оснащен дополнительными инструментами, которые позволяют выполнять широкий спектр операций с высокой точностью, а также камерой с высоким разрешением, позволяющей детально исследовать ткани органов.

Изначально планируется использовать «змейку» для операций на гортани и ротоглотке, а с приобретением опыта ее можно будет использовать для операций на более труднодоступных органах.

Вместо заключения

В этом видео робот да Винчи пришивает кожуру, снятую с винограда, демонстрируя точность ювелирных изделий: