Roboti v medicini: pregled sodobnih tehnologij

Do danes je robotska tehnologija precej napredovala, zato se je koncept zdravljenja ljudi znatno spremenil. Na podlagi števila raziskovalnih skupin, ki se zdaj ukvarjajo s proizvodnjo robotov v medicini, je velik napredek, še posebej v primerjavi z uspehom pred osmimi leti.

Prvi uspešni ukrepi za ustvarjanje umetne inteligence so leta 2006, ko je znanstvenik Sylvan Martel zbral raziskovalno skupino in ustvaril edinstveno takrat majhen robot, katerega mere so težko presegle žogo s konvencionalnega peresa. Ta umetni organizem je bil nameščen v karotidni arteriji živega prašiča, kjer se je uspešno premikal vzdolž danih točk. Od takrat so roboti v medicini vzeli nišo in se še naprej aktivno razvijajo. Sodeč po izkušnjah zadnjih nekaj let se te tehnologije premikajo v velikih korakih.

Prednosti robotov

Glavni cilj ustvarjanja takih "pomočnikov" je premikanje ne le po največjih arterijah osebe, ampak tudi za pridobivanje podatkov iz območij z ozkimi krvnimi žilami. Zahvaljujoč tej uporabi robotov v medicini bo omogočeno izvajanje precej zapletenih operacij brez travmatičnih motenj. Tako je tveganje smrti zaradi preveč agresivne anestezije znatno zmanjšano ali ker pacient trpi zaradi alergijske reakcije na določeno zdravilo.

Vendar to ni edini plus uporabe robotov v medicini. Na primer, podobne tehnologije lahko pomagajo pri zdravljenju raka. Dejstvo je, da mikroroboti lahko neposredno dajo droge v središče maligne vzgoje. Za razliko od kemoterapije, ko se agresivna zdravila razširijo na celotno pacientovo telo in povzročajo nepopravljive posledice, taka metoda ne bo močno prizadela človeškega imunskega sistema.

Sodobni roboti v medicini so sposobni obvladovati velik seznam nalog. Vendar pa danes obstaja veliko vprašanj o tem, kako se tako majhen umetni organizem premika skozi krvni obtok ali spremlja njegovo lokacijo. Toda nekateri sodobni dogodki vam omogočajo, da se kos s temi nalogami. Razmislimo jih podrobneje.

Biorakete

Ti robotski asistenti v medicini so neke vrste titanovega jedra, obdanega z aluminijastimi lupini. Hkrati njihova velikost ne presega 20 μm. Ko aluminijasta lupina pride v stik z vodo, se začne reakcija, v kateri se vodik tvori na površini jedra. Ta snov povzroča, da se mikrostruktura premika s hitrostjo 150 njegovih premerov na sekundo. To je enakovredno dejstvu, da lahko oseba z višino 2 metra plava istega časa 300 metrov. Kemični motor tega edinstvenega robota v medicini se uporablja zaradi dodajanja posebne snovi - galija. Ta komponenta zmanjša hitrost tvorbe oksidne prevleke. Zahvaljujoč temu lahko mikro-robot deluje približno 5 minut z maksimalno rezervoo moči 900 mm (če ostane v vodi).

Za usmerjanje mikroskopskega agregata vzdolž določene smeri se uporablja zunanje magnetno polje. Tako "bi-projektil" se uporablja za dostavo zdravil na določeno točko v človeškem telesu.

Mišični roboti

To je precej zanimiva usmeritev robotike. Mišični roboti v medicini se uporabljajo za spodbujanje mišičnih celic. Takšni mikroskopski agregati delujejo s pomočjo električnih impulzov, ki jih prenašajo. Roboti sami so neke vrste grebeni iz hidrogela. Delujejo po istem principu kot v telesu sesalcev. Na primer, ko gre za človeško telo, se mišice začnejo sklepati skozi kite. Pri mikroskopu je ta proces posledica električnega naboja.

Da vinci

Robot "Leonardo" v medicini je prejel posebno popularnost. Ustanovljen je bil, da bi v prihodnosti nadomestil kirurge. Do danes je ta neodvisni mehanizem, ki tehta 500 kg, opremljen s štirimi "roki", sposoben obvladovati veliko število nalog. Tri okončine so opremljene z miniaturnimi orodji za opravljanje kompleksnih operacij. Na četrti "roki" je majhna video kamera.

Kako roboti delujejo v medicini, fotografija prikazuje najboljše. Da Vinci lahko deluje z najmanjšimi rezami, katerih širina ne presega nekaj centimetrov. Zahvaljujoč temu, po operativnem posegu bolnik nima grdih brazgotin.

V procesu dela "Leonardo" na neki oddaljenosti od njega sedi zdravstveni delavec, ki nadzoruje konzolo. Zaradi sodobne igralne palice lahko zdravnik opravi najbolj zapletene manipulacije z natančnostjo zlatarjev. Vsi ukrepi se prenesejo v okončine robota, kar ponavlja premike prstov.

Prav tako je treba omeniti, da so roke enote nekoliko drugačne od človeških ščetk, saj lahko manipulatorji delujejo v načinu. Poleg tega se umetni "prsti" ne utrudijo in takoj lahko izginejo, če operater pomotoma izpusti nadzorno ploščo. Zdravnik lahko nadzira gibe z močnimi okularji, ki vam omogočajo, da dvakrat povečate sliko.

Kirobo

Ta zanimiv robot je bil zasnovan posebej za astronavte, ki doživljajo psihološki pritisk, saj so tako daleč od njihovega rojstnega planeta. Humanoidni stroj je majhen. Njegova višina je le 34 cm, vendar je to dovolj. Robot lahko podpira popoln pogovor, odziva na vprašanja in posnema živo komunikacijo. Edina pomanjkljivost novega razvoja je, da dosega do sedaj izključno v japonščini.

Robot odlično razlikuje človeški govor od drugih zvokov. Poleg tega lahko prepozna osebe, s katerimi je že sporočil. On lahko določi razpoloženje, ki temelji na izrazih obraza in na splošno ve, koliko. Če je potrebno, se lahko celo objemi.

Nekateri znanstveniki verjamejo, da ti intelektualni roboti v medicini niso potrebni. Vendar pa lahko najdejo aplikacijo v psihoterapiji.

"PASS"

Ta asistent deluje kot zootherapist. Zunaj je bil ustvarjen v obliki mladi pečat. Zunanja lupina robota je izdelana iz mehkega materiala, ki spominja na naravno belo kožo prave živali. Notranjost je zapakirana z vsemi senzorji (dotik, temperatura, svetloba, položaj, zvok itd.). Ta polnopravna umetna inteligenca se dobro zaveda, kje je, se lahko odzove na ime, ki mu je bilo dano. Edinstveni robot z dotikanjem obraza razlikuje hrupnost in privržen odnos.

Ta zanimiv robot se danes že veliko uporablja za terapijo različnih kategorij pacientov. Lahko ga pogoltnejo, objemijo, komunicirajo z njim ali preprosto povedo o svojih izkušnjah. V prihodnosti bodo ti roboti poslani v domove za starejše, v vrtce in v rehabilitacijske centre, ki bodo pomagali ljudem, ki trpijo zaradi psihičnih stisk. Zelo pogosto v pooperativnem obdobju bolniki potrebujejo podporo, vendar je nemogoče hraniti živali v zdravstvenih ustanovah, zato bo ta umetna inteligenca resničen preboj v restavrativni medicini.

Hospi

Ta robot je namenjen nadomestitvi farmacevtov. To bo medicinskemu osebju pomagalo prihraniti veliko časa pri iskanju ustreznih zdravil in njihovem dostavi bolnišnicam. Na splošno je ta asistent robotski medicinski prsni koš, katerega višina je 130 cm. Robot lahko nosi težo do 20 kg, kar je dovolj, da se v bolnišnici premakne veliko različnih zdravil in vzorcev. Pri premikanju "Hospi" lahko obvladuje ovire, zato se tveganje, da bo osebje ali obiskovalci v bolnišnici, zmanjšalo na skoraj nič.

«RP Vita»

Ta robot lahko pomaga pri svetovanju na daljavo. Navidezni "asistent" omogoča zdravniku, ki obišče nekaj minut. Poleg tega, zahvaljujoč robotu, postane mogoče spremljati stanje hudo bolnih bolnikov, ki zahtevajo posebno pozornost skozi dan in noč.

Višina čudeža tehnologije je 1,5 metra. V notranjosti robota je nameščen sistem posebnih zvočnih in laserskih senzorjev, skozi katere se izvaja gradnja poti enote. Prav tako je opremljen z zaslonom, na katerem bo prikazan obraz zdravnika. To omogoča simulacijo popolne komunikacije z bolniki, ki v celoti doživljajo prisotnost zdravnika. "RP Vita" je opremljen tudi s sodobnimi diagnostičnimi orodji. Za delo z napravo je dovolj laptopa ali tabličnega računalnika.

"Hal"

Ta robot je specializiran eksoskelet, s katerim se lahko paralizirani ljudje popolnoma premaknejo.

Senzorji opreme so pritrjeni na kožo bolnikov in začnejo prebrati moč impulzov, ki izvirajo iz teh ali teh mišic. Če katerikoli vozlišče ne deluje v celoti, se eksoskeleton aktivira in organi prejmejo potrebne stroške za njihovo delo.

Danes je robot predstavljen v dveh različicah: celotnem ogrodju ali samo za noge.

Watson

Ta superračunalnik je opremljen z 90 strežniki s štirimi procesorji, od katerih ima osem jeder. Operacijski pomnilnik robota je šestnajst terabajtov. "Watson" je onkolog, ki lahko diagnosticira v kratkem času. Enota je opremljena z odlično umetno inteligenco, tako da je sposobna hitro brati podatke in pripraviti potrebne zaključke. Robot obravnava do 600.000 medicinskih imenikov in drugih dokumentov, potrebnih za diagnosticiranje v nekaj minutah. Zdravnik bo še naprej naložil bolnikovo zdravstveno anamnezo v spomin robota in dobil verjeten diagnozo. Poleg tega lahko "Watson" postavlja vprašanja, samo doslej samo v pisni obliki.

Na koncu

Na podlagi hitro razvijajočih se tehnologij je enostavno sklepati, da bodo roboti v medicini v prihodnosti nepogrešljivi. Zdravstvenim ustanovam bodo omogočili prehod na novo stopnjo diagnoze in zdravljenja najbolj zapletenih bolezni. V tem primeru gre tudi za duševne bolnike.