سبعة من الروبوتات الطبية الواعدة. الروبوتات في الطب: استعراض التقنيات الحديثة مزايا الروبوتات في الطب

الروبوتات العلمية هي مجال يتضمن دراسة جميع ميزات إنشاء الروبوتات. سيتعلم الطلاب في الفصول الدراسية الأسس النظرية وتاريخ وقوانين الروبوتات ومميزات استخدامها في الحياة الواقعية.

تم استخدام كلمة "روبوت" لأول مرة من قبل الكاتب المسرحي التشيكي ك. كابيك في عام 1921. تحدث عن العبيد الذين خلقوا لتحقيق رغبات الإنسان. تتم ترجمة كلمة robota من اللغة التشيكية على أنها "العبودية القسرية".

على مدى ما يقرب من 100 عام من تطوير الروبوتات العلمية، حدثت تغييرات كبيرة. أصبحت الروبوتات من عالم الخيال العلمي حقيقة. تُستخدم الآلات الخاصة في جميع مجالات الصناعة والتعدين والطب تقريبًا. أصبح الاتجاه نفسه أداة رائعة لاكتساب معرفة جديدة في مختلف فروع العلوم التقنية والتصميم. يتمتع الطلاب بفرصة إدراك أنفسهم كمصممين وفنيين وحتى فنانين.

الروبوتات في العالم الحديث

الروبوتات الطبية تتطور بنشاط. يتخيل الكثير من الناس أن الروبوت طبيب يقظ ومهذب دائمًا ولا يتعب أبدًا. ومع ذلك، يقول العديد من العلماء اليوم أن التكنولوجيا لا يمكن أن تحل محل البشر. يساعدك على التعامل مع المهام الروتينية، على سبيل المثال:

تسجيل طالبي المساعدة؛
- العمل مع البطاقات الإلكترونية.
- توفير المعلومات.

لقد تم بالفعل إنشاء عدد لا بأس به من أمناء الروبوتات. يتم استخدامها في مختلف مجالات الحياة البشرية. وكجزء من الروبوتات الطبية، ظهرت أيضًا آلات خاصة مزودة بكاميرات خاصة لنقل الأدوية والمستندات. يمكن لهذه الأجهزة الإجابة على الأسئلة وتوجيه العملاء إلى المكان الصحيح.

ومن الأمثلة الجيدة على ذلك Omnicell M5000. يسمح لك بتحسين العمل مع الأدوية في المستشفيات. تقوم الآلة بإنشاء مجموعات من الأدوية لكل مريض لفترة محددة مسبقًا. وهذا يقلل بشكل كبير من خطر الخطأ البشري. يمكن للروبوت إنشاء حوالي 50 مجموعة في الساعة. في المعتاد العاملين في المجال الطبيفي 60 دقيقة يمكنك عمل 4 مجموعات فقط.

استخدام الروبوتات في الصناعة

تستخدم الروبوتات بنشاط في الصناعة اليوم. هناك ثلاثة أنواع رئيسية:

1. تمكنت. من المفترض أن يتم التحكم في كل إجراء بواسطة المشغل.
2. آلي وشبه آلي. إنهم يعملون بدقة وفقًا لبرنامج معين.
3. واثق من نفسه. تنفيذ إجراءات متسلسلة دون تدخل بشري.

   تشمل الأمثلة KUKA KR QUANTEC PA. هذه هي واحدة من المنصات الأكثر تقدما. هناك مجموعة متنوعة يمكنها العمل في درجات حرارة منخفضة جدًا. تم إنشاؤه خصيصًا للعمل في المجمدات الكبيرة.

   يتم تمثيل الروبوتات في الصناعة أيضًا بأجهزة متعددة الوظائف. على سبيل المثال، لدى باكستر أدوات مناورة يمكنها القيام بنفس الإجراءات التي تقوم بها اليد البشرية. الحقيقة المثيرة للاهتمام هي أن الآلة يمكنها التحكم بشكل مستقل في الجهد المطبق.

   

   إن جهاز Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator هو جهاز آخر عبارة عن مزيج من الروبوت والطابعة ثلاثية الأبعاد. تُستخدم هذه التقنية في إنتاج الطيران والفضاء لأنها تستطيع الطباعة على الأسطح الأفقية والرأسية بأي حجم.

   تتطور الروبوتات بنشاط في اليابان. تم إنشاء مقدمي الرعاية RIBA وRIBA-II في هذا البلد. وتتمثل مهمتهم الرئيسية في نقل المرضى الذين لا يستطيعون المشي بشكل مستقل. وتساعدهم الآلات على الانتقال من السرير إلى الكرسي المتحرك والعكس. يمكن للروبوتات أن تنحني، ويتم إنشاء سطح اليدين بحيث يشعر المريض بالراحة قدر الإمكان.

   

   اختراع مثير للاهتمام هو اختراع العلماء في جامعة تكساس. لقد أصابوا الذكاء الاصطناعي بالفصام. في التجربة استخدمنا روبوتًا معه الشبكة العصبية، تكرار الدماغ البشري. لم يتمكن الجهاز من تذكر القصص أو إعادة إنتاجها بشكل طبيعي. وفي مرحلة ما، أعلن مسؤوليته عن هجوم إرهابي.

   تم إنشاء نماذج خاصة ل الناس العاديين. على سبيل المثال، روبوت محاكاة الطفل. تم إنشاؤه أيضًا في اليابان. يمكن لمثل هذه الآلة تعريف الآباء المستقبليين بجميع تعقيدات الأبوة والأمومة. إنه يعرف كيفية التعبير عن المشاعر، والبكاء، وطلب الطعام، وما إلى ذلك.

   الإنجازات في عالم الروبوتات لأطفال المدارس
   

   اليوم، يمكن العثور على نوادي الروبوتات في المدرسة في العديد من البلدان. الآباء في كثير من الأحيان شراء أجهزة مختلفةلجذب الاهتمام بالعلم. وقد أدى ذلك إلى طرح ألعاب في السوق يمكن برمجتها لأداء مهام مختلفة. دعونا نلقي نظرة على الأكثر إثارة للاهتمام:

4. سفيرو 2. وأولي. مصممة للأطفال فوق سن 8 سنوات. يكاد يكون من المستحيل كسر لعبة الروبوت. إنها لا تخاف من الماء وتستطيع السباحة. يتم التحكم بها من الهاتف الذكي أو الجهاز اللوحي.
5. كيبو. تصميم بسيط للغاية في المظهر. انها تسمح لك لتعلم البرمجة. ويعمل على النحو التالي: مسح العلامات الموجودة على المكعبات الخشبية. يمثل كل نقش إجراءً محددًا.
6. ليغو التعليم ويدو. روبوت يمكنك صنعه بنفسك. تحتوي المجموعة على كل ما تحتاجه للتشغيل الكامل. يمكنك شراء عناصر إضافية لتوسيع قدرات الجهاز.

   عادة، في نوادي الروبوتات في المدرسة، يُطلب من الطلاب تجميع أول جهاز يتم التحكم فيه بأنفسهم. وهذا لا يسعد معظم الأطفال فحسب، بل يوفر أيضًا فرصة لاكتساب معرفة جديدة.

   الروبوتات للأطفال في سولنيشنوجورسك
   

   اليوم، عدد الأندية التي يمكنك من خلالها اكتساب معرفة جديدة في المجالات الأكثر تقدمًا مثير للإعجاب. الروبوتات في سولنيشنوجورسك، على سبيل المثال، تجذب كلا الطفلين سن ما قبل المدرسة، والمراهقون. وربما سيكونون هم من يقفون وراء الطفرة الحقيقية في عالم الروبوتات في المستقبل. يواكب المعلمون جميع المنتجات الجديدة ويقومون بتثقيف أنفسهم باستمرار. وهذا يسمح لهم وللأطفال بمواكبة العصر.

   الروبوتات في سولنيشنوجورسك، كما هو الحال في مدن أخرى، لديها تركيز تعليمي أكبر. اليوم، المهمة الرئيسية هي إثارة اهتمام الأطفال من جميع الأعمار وتعليمهم كيفية تطبيق المعرفة النظرية في الممارسة العملية.

   تتضمن الروبوتات للأطفال في Solnechnogorsk مجموعات صغيرة، وفرصة الحصول على مشاورات فردية واستخدام منشئين كاملين في العمل. بالإضافة إلى ذلك، يتعلم الأطفال العمل باستخدام مصابيح LED والنمذجة ثلاثية الأبعاد واللحام. يبدأ التدريب دائمًا بأساسيات التجميع. ومع إتقان المادة، يتم توفير أساسيات البرمجة والتصميم.

الجميع المزيد من الناسويخشى العالم أن يتم إلغاء منصبهم عاجلاً أم آجلاً، وسوف تقوم الروبوتات بهذا العمل نيابةً عنهم. هل هذا الاحتمال يهدد الأطباء؟ في المستقبل القريب - من غير المرجح. على الرغم من حقيقة أن المساعدين الميكانيكيين لا يعانون من العواطف ولا يتعبون، فإن ردود أفعالهم في المواقف الصعبة أقل شأنا بكثير من ردود أفعال الإنسان. والطبيب هو بالضبط المهنة التي تحتاج فيها إلى اتخاذ قرارات مسؤولة في ظروف عدم اليقين: كل كائن حي فردي للغاية، ويمكن أن تسوء أشياء كثيرة.

لذلك، لا يزال وجود طبيب آلي متكامل مجرد خيال. لكن هذا لا يمنع على الإطلاق الأطباء والعلماء الذين يجرون أبحاثًا في المجالات شبه الطبية من استخدام الروبوتات في ذيولهم وأعرافهم.

مما لا شك فيه أننا إذا تحدثنا عن الروبوتات في الطب، فإن أول ما يجب أن نذكره هو نظام دافنشي. كانت هذه الروبوتات من بين رواد الجراحة الآلية، وتم تطوير نموذجها الأولي في أواخر الثمانينيات.

دافنشي هو جراح ومساعد في نفس الوقت. يتحكم المشغل الطبي في مناورات الآلة، ويراقب تصرفاتها من خلال كاميرا خاصة. مثل هذه العمليات باهظة الثمن للغاية - فالروبوت نفسه يكلف الكثير، والمواد الاستهلاكية الخاصة به باهظة الثمن أيضًا، ولكنها تتمتع بأعلى دقة، ويمكن للجراح المتمرس أن يصنع المعجزات بمساعدته.

في روسيا، تم استخدام أنظمة دافنشي منذ عام 2007 - على سبيل المثال، يوجد مثل هذا الروبوت في عيادة نوفوسيبيرسك التي سميت باسمها. مشالكين - لكنهم لم يكتسبوا شعبية كبيرة (كما قد تتخيل بسبب السعر). وفي ربيع عام 2017، أعلن العلماء الروس أنهم تمكنوا من بناء روبوت مماثل، وهو أفضل حتى من الأصلي، ولكن هذا التطوير يتطلب أيضًا استثمارات مالية ضخمة - على الأقل من أجل وضع إنتاجه على أساس تجاري.

يتم التحكم بشكل كامل في الجراح الآلي دافنشي من قبل المشغل، ولكن ظهرت الآن نظائر أكثر استقلالية. ولعل ذروة الاستقلال الآلي يمكن أن نطلق عليها حالة حديثة في الصين - حيث أجرى طبيب أسنان ميكانيكي عملية جراحية مدتها ساعة لتركيب غرستين بمفرده، ولم يراقبها الأطباء البشريون إلا دون تدخل. كان خطأ التثبيت ضئيلًا. على الرغم من أنني أتساءل كيف شعر المريض؟ ومع ذلك، في بعض الأحيان يكون العامل البشري إيجابيًا أكثر منه ناقصًا.

ومع ذلك، لا داعي للقلق بشأن مؤهلات الروبوتات الصينية - ففي الخريف، اجتاز الروبوت ذو الذكاء الاصطناعي الذي طوره أساتذة محليون الامتحان ليصبح طبيباً، وبالمناسبة، سجل 96 نقطة أكثر مما هو مطلوب للنجاح ( 456 ضد القاعدة 350).

المحاور والباني

يمكن أن تكون وظائف الروبوتات متنوعة للغاية. لنفترض أن هناك معالجًا نفسيًا آليًا يتحدث مع المرضى باستخدام تقنيات التعلم الآلي. إنه مطلوب بشدة - أكثر من مليوني استشارة في الأسبوع. ربما يكون هذا بسبب حقيقة أن الناس غير سارة لأن المتخصص يمكنه تقييم سلوكهم بطريقة أو بأخرى، ولكن مع الروبوت لن يحدث مثل هذا الموقف أبدًا.

يوجد روبوت منشئ النانو - يمكنه بناء "منازل" من الجزيئات. ربما يبدو الأمر غبيًا، لكن في الواقع هذا الشيء الصغير (تحتاج إلى بناء مليون منها فوق بعضها البعض حتى يصل هذا البرج إلى ارتفاع ملليمتر) له مستقبل كبير. لنفترض أنها تستطيع استخدام الصيغة الجزيئية للبناء الدواء الصحيح- نعم، بشكل عام يستطيع أن يبني أي شيء. لقد ظهر للتو ولم يتم إطلاق إنتاج هذه الأجهزة بعد، ولكن من المحتمل أن يتم استخدامها يومًا ما في كل مكان. ولا يتم التحكم فيها عن طريق الأزرار، بل عن طريق الإشارات الكيميائية.

روبوت آخر تم تقديمه مؤخرًا هو آلية لا تساعد القلب بأكمله على الانقباض، بل نصفه فقط. في كثير من الأحيان، يؤثر فشل القلب على جزء فقط من القلب، فلماذا ننفق موارد إضافية على الجزء الصحي؟ في مثل هذه الحالات، قد تكون آلية خاصة مفيدة - تبدو مثل الحرف E، حيث "يعانق" نصف الدائرة الجزء المصاب بالمرض ويساعده على التغلب، وتعمل العصا الوسطى كمرساة حتى لا يهاجم الروبوت ازحف بعيدا.

عند الحديث عن الزحف، فإن الروبوتات ليست بالضرورة متطورة تقنيًا. في الآونة الأخيرة، تم نشر بيانات من دراسة تم فيها استخدام نموذج آلي لطفل مصنوع من ورق القصدير. واستخدمه العلماء للتحقق من عدد المواد المسببة للحساسية والقمامة الأخرى التي يستنشقها الطفل أثناء الزحف على السجادة، مقارنة بشخص بالغ يمشي على نفس السجادة بقدميه. نتائج الدراسة بصراحة من الأفضل عدم معرفتها.

بشكل عام، يمكنك التحدث إلى ما لا نهاية عن الروبوتات في الطب، وبينما تتحدث عن شيء واحد، يخترعون آخر، ثالث، خامس. كل هذه الروبوتات تفيد المرضى في نهاية المطاف، سواء بشكل مباشر أو غير مباشر. بمساعدة الأجهزة المختلفة، يكتسب الأطباء المزيد والمزيد من الفرص، ولكن بدون البشر تكون هذه الروبوتات عديمة الفائدة، لذلك من غير المرجح أن ينتظرنا مصير كوكب شيليزياكي.

كسينيا ياكوشينا

الصورة istockphoto.com

وفي بداية عام 2018، انتشر استخدام الروبوتات كممرضات. وتم الإعلان عن المشروع في أحد مستشفيات مدينة ناغويا (اليابان)، الذي يضم متحفًا كبيرًا مخصصًا للروبوتات.

وفي فبراير/شباط 2018، سيطلق مستشفى جامعة ناغويا أربعة روبوتات من طراز تويوتا، والتي ستصبح مساعدين للطاقم الطبي. على وجه الخصوص، ستكون هذه المعدات الآلية مسؤولة عن توزيع الأدوية على المرضى في الأقسام، وإجراء الاختبارات، وما إلى ذلك. وستكون الروبوتات قادرة على التحرك عبر الأرضية وبين الأقسام المختلفة، التي تقع في طوابق مختلفة.

يبلغ ارتفاع كل روبوت 125 سم وعرضه 50 سم وعمقه 63 سم. السرعة القصوىالحركة 3.6 كم/ساعة، الحد الأقصى لوزن البضائع المنقولة هو 30 كجم.

وكما يشير موقع Engadget، فإن الروبوتات عبارة عن ثلاجات محمولة سعة 90 لترًا ومجهزة برادارات وكاميرات للتنقل في جميع أنحاء المنشأة الطبية. تتجول الروبوتات حول الأشخاص، وفي حالة حدوث تصادم تعتذر وتطلب بأدب المضي قدمًا. يمكن للعاملين في العيادة استدعاء الروبوتات إلى أماكن عملهم وتعيين المسارات باستخدام أجهزة الكمبيوتر اللوحية.

تم تطوير الروبوتات بشكل مشترك من قبل متخصصين من مستشفى جامعة ناغويا وشركة تويوتا للصناعات (التي تنتج قطع غيار السيارات والإلكترونيات). سيتم التشغيل التجريبي للأجهزة خلال النوبة الليلية - من الساعة 17:00 إلى الساعة 8:00، عندما يسير عدد أقل من الأشخاص على الأرضيات. وإذا تم اختبارها بنجاح، فمن الممكن نشر الروبوتات في مستشفيات أخرى.

استخدام الروبوتات في دور رعاية المسنين في اليابان

في نوفمبر 2017، أصبح معروفًا أنه تم اختبار الروبوتات في عدة آلاف من دور رعاية المسنين في اليابان. يساعد الذكاء الاصطناعي والمساعدون الميكانيكيون الموظفين في رعاية كبار السن واستبدالهم بالمحاورين.

ووفقا لتوقعات الحكومة اليابانية، فإن سوق الروبوتات التي تحل محل العاملين في المجال الطبي لرعاية المرضى سوف تصل إلى 54.3 مليار ين (حوالي 480 مليون دولار) بحلول عام 2020، أي ثلاثة أضعاف مقارنة بعام 2015. التكاليف هنا أقل بكثير مقارنة بالروبوتات المستخدمة في المصانع والخدمات.

أحد أسباب هذا التأخر في الطلب على المعدات الآلية التي تعتني بصحة الناس هو التكلفة العالية. على الرغم من ما يكفي مستوى عالالذين يعيشون في اليابان، لا يستطيع جميع المتقاعدين شراء روبوت.

تقدم اليابان إعانات مالية لمطوري الروبوتات. يتم توفير مزايا إضافية لتزويد مراكز العلاج وإعادة التأهيل لكبار السن والمعاقين بالأجهزة. وبحلول نوفمبر 2017، ستستخدم حوالي 5 آلاف من هذه المؤسسات الروبوتات.

يتم استخدامها للتواصل مع المرضى والسلوك علاج بدني- المشي في ممرات المستشفى للمراقبة حالات طارئةوالكلب الآلي Aibo من Sony يحل محل الحيوان الأليف تمامًا.

في دور رعاية المسنين، يتم استخدام الأنظمة بشكل متزايد لمساعدة طاقم التمريض في رعاية كبار السن، مثل رفع وتحريك الأشخاص المصابين بالشلل حول الأرض.

لن تتمكن الروبوتات حتى الآن من استبدال الأشخاص في المؤسسات الاجتماعية بشكل كامل، ولكنها تسمح للموظفين بالتركيز على التواصل والمهام الأخرى التي تتطلب المزيد من المشاركة، مما يترك الأعمال المنزلية في أيدي الأدوات الذكية. بالإضافة إلى ذلك، وجدت دراسة على مستوى البلاد أن حوالي ثلث السكان اليابانيين الذين يستخدمون الروبوتات انتهى بهم الأمر إلى أن يصبحوا أكثر نشاطًا واستقلالية، حسبما تشير مجلة الإيكونوميست.

توقعات IDC لاستخدام الروبوتات في الطب

وبحلول عام 2020، سوف تستخدم المستشفيات الروبوتات بشكل متزايد. يتم التخطيط لكل من الاستخدام السريري وأتمتة المهام البسيطة بمساعدتهم، وفقًا لتقارير Healthcare IT News، نقلاً عن دراسة IDC لعام 2017.

قام مسح أجرته IDC للمستشفيات التي تحتوي على 200 سرير أو أكثر بتقييم خطط إدخال الروبوتات والطائرات بدون طيار. وقال ما يقرب من ثلث المشاركين في الاستطلاع إنهم يستخدمون الروبوتات بالفعل. ستصبح هذه الممارسة شائعة في أماكن الرعاية الصحية بمجرد أن تفهم المستشفيات والعيادات كيف يمكن أن يساعد إدخال الروبوتات في أتمتة العمليات وتقليل التكاليف وتحسين جودة الرعاية. الخدمات الطبية. وتقدر مؤسسة IDC أن الروبوتات سوف تنتشر على نطاق واسع في المستشفيات الأمريكية في غضون سنة إلى ثلاث سنوات.

ومن المثير للاهتمام، أنه على عكس الروبوتات، التي تمكنت بالفعل من اختراق قطاع الرعاية الصحية، لم يتم استخدام المركبات الجوية بدون طيار حتى الآن المؤسسات الطبية. على أية حال، لم يكن لدى أي من المستشفيات المشاركة في مسح IDC مثل هذه الخبرة.

ومع ذلك، فإن المحللين واثقون من أن الطائرات بدون طيار سوف تجد استخدامها أيضًا في الرعاية الصحية خلال السنوات الثلاث إلى الخمس المقبلة.

كيف يمكن أن تكون الطائرات بدون طيار مفيدة في تقديم الخدمات الرعاية الطبيةفي يونيو 2017 أصبح معروفًا من خلال تجربة العلماء السويديين. باستخدام رحلات الطائرات بدون طيار التجريبية، أثبت الخبراء أن الطائرات بدون طيار يمكنها توصيل جهاز إزالة الرجفان الخارجي الآلي للمريض أسرع بـ 17 دقيقة من سيارة الإسعاف التقليدية.

تغزو الروبوتات اليوم مختلف المجالات التي يبدو أن الناس سيعملون فيها دائمًا. أحد هذه المجالات هو الطب. اليوم، تقوم الروبوتات بعمليات معقدة أو تحل محل الأعضاء الحيوية للإنسان. لذا، نقدم لك 10 روبوتات طبية.

إشارة

ابتكر عالم الأحياء أيوب خطاك والمصمم كلينت سيفر جهازًا من شأنه أن يساعد الأشخاص الذين يشعرون بالتوعك. يتميز جهاز Cue، الذي يقوم بتحليل الحالة الصحية لمستخدمه، بأبعاد مدمجة، مما يسهل استخدامه اليومي. في الوقت الحالي، يُظهر Cue مستوى فيتامين د وهرمون التستوستيرون، ويمكنه أيضًا تحديد قدرة الشخص على التكاثر. بالإضافة إلى ذلك، يقوم الجهاز بالكشف عن وجود أمراض مثل فيروس نقص المناعة البشرية والأنفلونزا لدى صاحبه. ومن أجل إجراء التحليل، يجب وضع عينة من لعاب المستخدم أو دمه أو غشاءه المخاطي في خرطوشة خاصة. يتم إجراء التحليل في غضون بضع دقائق.

يوبوت-5

تم إنشاء روبوت في جامعة ماساتشوستس لمساعدة الأشخاص على النجاة من عواقب السكتة الدماغية. وهكذا، في عام 2013، ساعد Ubot-5 رجلاً يبلغ من العمر 72 عامًا يعاني من مشاكل في القلب على التعافي. ويمكن للروبوت تقييم حالة النطق لدى المريض، بالإضافة إلى تقديم العلاج الطبيعي للمريض. وبناءً على نتائج الروبوت Ubot-5، تم التعرف على المريض تأثير إيجابيسواء في مجال الحركة أو في مجال كلام المريض.

أرجوس الثاني

قامت شركة Second Sight بتطوير جهاز يمكنه استعادة الرؤية جزئيًا للمكفوفين. أولاً، يجب زرع مجموعة أقطاب كهربائية خاصة. بالإضافة إلى ذلك، يلزم ارتداء نظارات شمسية مزودة بكاميرا فيديو مصغرة. يتم نقل الصورة التي تقع في عدسة كاميرا الفيديو هذه إلى المعالج البصري الموجود على حزام المستخدم. بعد ذلك، يرسل المعالج البصري بيانات الصورة إلى النظارة على شكل صور بالأبيض والأسود بدقة 60 بكسل، والتي بدورها تنتقل إلى المصفوفات المذكورة أعلاه. تعمل أقطاب هذه المصفوفات على المستقبلات الضوئية والخلايا التي تنقل الإشارات من المستقبلات الضوئية إلى العصب البصري. وبطبيعة الحال، ينقل جهاز Argus II الصور إلى المستخدم على شكل أشكال تقريبية إلى حد ما، ولكن هذا الجهاز يساعد المكفوفين على التنقل في الفضاء.

لايتبوت

ابتكر مصممون من شركة NSK اليابانية روبوتًا إرشاديًا، Lightbot، قادرًا على مساعدة المكفوفين، وكذلك الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في الحركة. يتنقل Lightbot في العالم المحيط باستخدام مستشعر ثلاثي الأبعاد. يستطيع الروبوت التعرف على العوائق ويتحرك لأعلى ولأسفل السلالم. بفضل العجلات، لا يستطيع Lightbot المشي فحسب، بل يمكنه القيادة أيضًا. بالمناسبة، سرعة الروبوت تعتمد على سرعة الشخص الذي يستخدمه.

روبوكاست

ابتكر علماء من المملكة المتحدة وألمانيا وإيطاليا وإسرائيل نظامًا آليًا يسمى Robocast لمساعدة جراحي الأعصاب. وتتمثل المهمة الرئيسية لهذا النظام في المساعدة أثناء عمليات ثقب الدماغ. وكما هو معروف، هذه العمليةإنه أمر خطير للغاية ويستغرق وقتًا طويلاً: فخطأ بمقدار ملليمتر واحد يمكن أن يؤدي إلى تلف لا رجعة فيه في الدماغ. يحتوي Robocast على نظام "دماغ-كمبيوتر"، والذي يتضمن مخططًا تلقائيًا لمسار الأداة، وآلية التحكم في ردود الفعل، ومجموعة من أجهزة الاستشعار المجال الجراحيووحدات التحكم الدقيقة واثنين من الروبوتات. وبهذه الطريقة يتحكم الروبوت الكبير في زميله الصغير ويضعه في المكان المطلوب وينسقه في الاتجاه المطلوب. هناك حاجة إلى روبوت صغير لإدخال أداة جراحية في دماغ المريض. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دائمًا تحويل Robocast إلى التحكم اليدوي.

فيبوت

الطبيب العادي لا يضرب الوريد دائمًا في المرة الأولى. لذا ابتكرت شركة Mountain View روبوت Veebot لجمع الدم. يحدد الروبوت مكان الوريد في ذراع المريض باستخدام كاميرا وبرنامج خاص وإضاءة بالأشعة تحت الحمراء، كما يقوم Weebot بفحص الوريد باستخدام الموجات فوق الصوتية. وبالتالي، يحدد الروبوت أن سمك الوريد كافٍ للثقب.

7 أصابع روبوت

ابتكر علماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا جهازًا خاصًا يزيد عدد أصابع اليد إلى سبعة. في البداية، الأصابع الإضافية مخصصة للأشخاص الذين يتعين عليهم استخدام يد واحدة فقط. يتم التحكم في حركات الأصابع الميكانيكية بواسطة الأصابع البيولوجية للمستخدم. بمعنى آخر، تقوم الأصابع الإضافية بنسخ الحركات التي يقوم بها الشخص (على سبيل المثال، حركة الإمساك). وأيضًا، بفضل المحركات المؤازرة الخاصة بها، فإن الأصابع الإضافية قادرة على تطوير قوة مساوية لقوة الأصابع العادية.

روبوت مقدم الرعاية VGo

ابتكرت شركة Vgo Communication الأمريكية ممرضة آلية للمرضى، وتم اختبارها في إحدى مستشفيات الأطفال في بوسطن. تتمثل المهام الرئيسية لروبوت VGo في مساعدة المرضى على التعافي وتزويدهم أيضًا بالتواصل مع العالم الخارجي. على سبيل المثال، بفضل روبوت VGo، يمكن للأطفال الذين يخضعون للعلاج في المستشفى الذهاب إلى المدرسة عن بعد. بالإضافة إلى ذلك، يسمح الروبوت لإدارة المستشفى بمراقبة أنشطة مرؤوسيها. يبلغ طول VGo 164 سم ويتحرك على أربع عجلات. يمكن لـ VGo أيضًا إجراء اختبارات الدم للمرضى.

صديق

صمم علماء في جامعة ليستر (المملكة المتحدة) الروبوت الطبي أميغو، الذي تتمثل مهمته في علاج عدم انتظام ضربات القلب. يمكن للروبوت أن يساعد الأطباء على إدخال قسطرة في المناطق المتضررة من القلب. أميغو قادر أيضًا على إعطاء المريض كوبًا من الماء. يرتبط الروبوت بشبكة واحدة توحد مجموعة متنوعة من الروبوتات حول العالم. الغرض من هذه الشبكة هو الجمع بين المعلومات حول قدرات الروبوتات، وكذلك إنشاء برامج وخرائط ملاحية، والتي من شأنها أن تجعل هذه الروبوتات أكثر سهولة في الاستخدام.

جوكوسوي كون

قام الدكتور كابي، الذي يعمل في أحد المختبرات بجامعة واسيدا اليابانية، بإنشاء روبوت وسادة يسمى جوكوسوي-كون. الوسادة تبدو وكأنها لعبة دب ناعمة. المستخدمون الرئيسيون لـ Jukusui-Kun هم الأشخاص الذين يعانون من هذه المتلازمة توقف التنفس أثناء النوم. أثناء النوم، يعاني هؤلاء الأشخاص من صعوبة في التنفس - فهم يعانون من الشخير المزمن. تأتي الوسادة الروبوتية مزودة بمستشعر لاسلكي يتم وضعه أسفل الغطاء، ومستشعر لاسلكي متصل بإصبع المريض، وميكروفون. وتقوم الوسادة بتحليل حالة المستخدم أثناء النوم، ومستوى الضوضاء، وحركات النائم، وكذلك كمية الأكسجين في الدم. يتفاعل Jakusui-Kun مع حركات الشخص النائم عن طريق التمسيد، وبعد ذلك يأخذ الشخص الوضع الأكثر ملاءمة للنوم.

كان النصف الثاني من القرن العشرين فترة تطور مكثف في جميع مجالات العلوم والتكنولوجيا والإلكترونيات والروبوتات. أصبح الطب أحد العوامل الرئيسية لإدخال الروبوتات والذكاء الاصطناعي. الهدف الاساسيإن تطوير الروبوتات الطبية يتميز بالدقة العالية وجودة الخدمة، مما يزيد من كفاءة العلاج، ويقلل من مخاطر الضرر على صحة الإنسان. لذلك، سنتناول في هذا المقال طرق العلاج الجديدة، وكذلك استخدام الروبوتات والأنظمة الآلية في مجالات الطب المختلفة.

في منتصف السبعينيات، ظهر أول روبوت طبي متنقل ASM في مستشفى في فيرفاكس، فيرجينيا، الولايات المتحدة الأمريكية، والذي كان ينقل حاويات بها صواني لإطعام المرضى. في عام 1985، شهد العالم لأول مرة النظام الجراحي الآلي PUMA 650، المصمم خصيصًا لجراحة الأعصاب. وبعد ذلك بقليل، تلقى الجراحون مناورًا جديدًا لـ PROBOT، وفي عام 1992 ظهر نظام RoboDoc، والذي تم استخدامه في جراحة العظام لاستبدال المفاصل. وبعد مرور عام، قامت شركة Computer Motion Inc. قدمت ذراع Aesop الأوتوماتيكية لحمل كاميرا الفيديو وتغيير موضعها أثناء العمليات الجراحية بالمنظار. وفي عام 1998، أنشأت نفس الشركة المصنعة نظام ZEUS أكثر تقدما. لم يكن كلا النظامين مستقلين تمامًا، وكانت مهمتهما مساعدة الأطباء أثناء العمليات. في أواخر التسعينيات، قامت شركة التطوير Intuitive Surgical Inc بإنشاء نظام جراحي آلي عالمي يتم التحكم فيه عن بعد - Da Vinci، والذي يتم تحسينه كل عام ولا يزال يتم تنفيذه في العديد من المراكز الطبية حول العالم.

تصنيف الروبوتات الطبية:

حاليا، تلعب الروبوتات دورا هائلا في تطوير الطب الحديث. فهي تساهم في العمل الدقيق أثناء العمليات، وتساعد في التشخيص والتشخيص التشخيص الصحيح. فهي تحل محل الأطراف والأعضاء المفقودة، وتستعيد القدرات البدنية للشخص وتحسنها، وتقلل من وقت العلاج في المستشفى، وتوفر الراحة والاستجابة والراحة، وتوفر التكاليف المالية للرعاية.

هناك عدة أنواع من الروبوتات الطبية، تختلف في وظائفها وتصميمها، بالإضافة إلى نطاق تطبيقها في مختلف مجالات الطب:

الجراحون الآليون والأنظمة الجراحية الروبوتية- يستخدم في العمليات الجراحية المعقدة. إنها ليست أجهزة قائمة بذاتها، ولكنها أداة يتم التحكم فيها عن بعد توفر للطبيب الدقة، وزيادة البراعة والقدرة على التحكم، وقوة ميكانيكية إضافية، وتقلل من إجهاد الجراح، وتقلل من خطر إصابة الفريق الجراحي بالتهاب الكبد الوبائي وفيروس نقص المناعة البشرية وأمراض أخرى.

روبوتات محاكاة المرضى- مصممة لتطوير مهارات اتخاذ القرار والتدخلات الطبية العملية في علاج الأمراض. تعمل هذه الأجهزة على إعادة إنتاج وظائف الأعضاء البشرية بشكل كامل، ومحاكاة السيناريوهات السريرية، والاستجابة لإدارة الدواء، وتحليل تصرفات المتدربين والاستجابة وفقًا للتأثيرات السريرية.

الهياكل الخارجية والأطراف الاصطناعية الروبوتية- تساعد الهياكل الخارجية على زيادة القوة البدنية وتساعد في عملية تعافي الجهاز العضلي الهيكلي. الأطراف الاصطناعية الروبوتية - الغرسات التي تحل محل الأطراف المفقودة، وتتكون من عناصر ميكانيكية وكهربائية، ووحدات تحكم دقيقة ذات ذكاء اصطناعي، ويمكن أيضًا التحكم فيها عن طريق النهايات العصبية البشرية.

الروبوتات للمؤسسات الطبية والمساعدين الروبوتيين- بديل للممرضين والممرضات ومقدمي الرعاية والمربيات وغيرهم من العاملين الطبيين، القادرين على توفير الرعاية والاهتمام للمريض، والمساعدة في إعادة التأهيل، وضمان التواصل المستمر مع الطبيب المعالج، ونقل المريض.

الروبوتات النانوية- الروبوتات الدقيقة التي تعمل في جسم الإنسان على المستوى الجزيئي. مصممة للتشخيص والعلاج أمراض السرطان، إجراء البحوث الأوعية الدمويةوالانتعاش الخلايا التالفة، يمكنه تحليل بنية الحمض النووي وتصحيحه وتدمير البكتيريا والفيروسات وما إلى ذلك.

الروبوتات الطبية المتخصصة الأخرى- موجود كمية كبيرةالروبوتات التي تساعد في عملية علاجية أو أخرى للإنسان. على سبيل المثال، الأجهزة القادرة على تحريك مباني المستشفى وتطهيرها وتسويتها تلقائيًا، وقياس النبض، وأخذ الدم للتحليل، وإنتاج الأدوية وتوزيعها، وما إلى ذلك.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل نوع من أنواع الروبوتات باستخدام أمثلة للأجهزة الآلية الحديثة التي تم تطويرها وتنفيذها في العديد من مجالات الطب.

الجراحون الروبوتيون والأنظمة الجراحية الروبوتية:

أشهر جراح آلي في العالم كله هو جهاز دافنشي. ويزن الجهاز، الذي تصنعه شركة Intuitive Surgical، نصف طن، ويتكون من كتلتين، إحداهما عبارة عن وحدة تحكم مصممة للمشغل، والثانية عبارة عن آلة ذات أربعة أذرع تعمل بمثابة الجراح. ويتمتع المناول ذو المعصمين الاصطناعيين بسبع درجات من الحرية، تشبه اليد البشرية، ونظام تصور ثلاثي الأبعاد يعرض صورة ثلاثية الأبعاد على الشاشة. يزيد هذا التصميم من دقة حركات الجراح، ويزيل ارتعاشات اليد والحركات غير الملائمة، ويقلل من طول الشقوق وفقدان الدم أثناء الجراحة.

الجراح الآلي دافنشي

بمساعدة الروبوت من الممكن تنفيذ عدد كبير من العمليات المختلفة مثل الترميم الصمام المتري، إعادة تكوين عضلة القلب، استئصال أنسجة القلب، تركيب جهاز تنظيم ضربات القلب النخابي لإعادة المزامنة البطينية، جراحة الغدة الدرقية، تحويل مسار المعدة، تثنية قاع نيسن، استئصال الرحم واستئصال الورم العضلي، جراحة العمود الفقري، استبدال القرص، استئصال الغدة الصعترية - جراحة الإزالة الغدة الصعترية، استئصال فص الرئة، عمليات المسالك البولية، استئصال المريء، استئصال ورم المنصف، استئصال البروستاتا الجذري، رأب الحويضة، إزالة مثانةوربط وربط البوق، واستئصال الكلية الجذري واستئصال الكلى، وإعادة زرع الحالب وغيرها.

يوجد حاليًا صراع على سوق الروبوتات الطبية والأنظمة الجراحية الآلية. يتوق العلماء وشركات الأجهزة الطبية إلى تنفيذ أجهزتهم، ولهذا السبب تظهر المزيد والمزيد من الأجهزة الروبوتية كل عام.

من بين المنافسين لـ Da Vinci الروبوت الجراحي الجديد MiroSurge المصمم لجراحة القلب، وهو ذراع آلي من UPM للإدخال الدقيق للإبر والقسطرة والأدوات الجراحية الأخرى في إجراءات جراحية طفيفة التوغل، ومنصة جراحية تسمى IGAR من CSII، وهو نظام آلي -Sensei قسطرة X، المصنعة من قبل شركة Hansen Medical Inc لجراحات القلب المعقدة، ونظام زراعة الشعر ARTAS من شركة Restoration Robotics، ونظام Mazor Renaissance الجراحي، الذي يساعد في إجراء العمليات الجراحية على العمود الفقري والدماغ، وجراح الروبوت من علماء من معهد SSSA Biorobotics، ومساعد آلي لـ تتبع الأدوات الجراحية من شركة GE Global Research، قيد التطوير حاليًا، وغيرها الكثير. تعمل الأنظمة الجراحية الروبوتية كمساعدين أو مساعدين للأطباء وليست أجهزة مستقلة تمامًا.

الجراح الروبوتي MiroSurge

جراح الروبوت من UPM

الروبوت الجراح IGAR

القسطرة الروبوتية Sensei X

نظام زراعة الشعر الآلي ARTAS

الجراح الروبوتي مازور رينيسانس

جراح الروبوت من معهد SSSA Biorobotics

روبوت تتبع الأدوات الجراحية من شركة GE Global Research

روبوتات محاكاة المرضى:

لممارسة المهارات العملية لأطباء المستقبل، هناك عارضات أزياء آلية خاصة تتكاثر الميزات الوظيفيةالقلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي، أنظمة إفراز، وكذلك الرد بشكل لا إرادي عليه إجراءات مختلفةالطلاب، على سبيل المثال، عند إعطاء الأدوية الدوائية. جهاز محاكاة المريض الآلي الأكثر شعبية هو HPS (محاكي المريض البشري) من الشركة الأمريكية METI. يمكنك توصيل جهاز مراقبة بجانب السرير به وتتبع ضغط الدم والنتاج القلبي وتخطيط القلب ودرجة حرارة الجسم. الجهاز قادر على استهلاك الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون، تمامًا مثل التنفس الحقيقي. أثناء التخدير، قد يتم امتصاص أكسيد النيتروز أو إطلاقه. توفر هذه الوظيفة التدريب على المهارات تهوية صناعيةرئتين. تستطيع حدقة عين الروبوت التفاعل مع الضوء، وتغلق الجفون المتحركة أو تفتح اعتمادًا على ما إذا كان المريض واعيًا. على الشريان السباتي، العضدية، الفخذية، شعاعي الشرايين المأبضيةيتم الشعور بالنبض الذي يتغير تلقائيًا ويعتمد على ضغط الدم.

يحتوي جهاز محاكاة HPS على 30 ملفًا شخصيًا للمريض مع بيانات فسيولوجية مختلفة، ومحاكاة زوج سليم، وامرأة حامل، وشخص مسن، وما إلى ذلك. أثناء عملية التدريب، يتم محاكاة سيناريو سريري محدد، يصف المشهد وحالة المريض والأهداف والمعدات والأدوية اللازمة. يمتلك الروبوت مكتبة دوائية تتكون من 50 دواءً، بما في ذلك أدوية التخدير الغازي و المخدرات عن طريق الوريد. ويتم التحكم في المانيكان عن طريق جهاز كمبيوتر لاسلكي، مما يسمح للمدرس بمراقبة جميع جوانب العملية التعليمية بجوار الطالب مباشرة.

تجدر الإشارة إلى أن عارضات أزياء محاكاة الأمومة، على سبيل المثال GD/F55، تحظى بشعبية كبيرة. وهو مصمم لتدريب العاملين في المجال الطبي في أقسام أمراض النساء والتوليد، مما يسمح لك بتطوير المهارات والقدرات العملية في أمراض النساء والتوليد وطب الأطفال حديثي الولادة وطب الأطفال، عناية مركزةوالرعاية التمريضية في جناح الولادة. يقلد الروبوت Simroid المريض الجالس على كرسي طبيب الأسنان؛ ويشبه تجويف الفم تجويف الإنسان تمامًا. الجهاز قادر على محاكاة الأصوات والآهات التي يصدرها الإنسان إذا كان يتألم. توجد أجهزة محاكاة روبوتية لتدريس تقنيات التلاعب. هذه في الواقع دمية لشخص لديه محاكاة للأوردة والأوعية المصنوعة من الأنابيب المرنة. على مثل هذا الجهاز، يمارس الطلاب مهارات الفصد، والقسطرة، وبزل الوريد.

الهياكل الخارجية والأطراف الاصطناعية الروبوتية:

من أشهر الأجهزة الطبية البدلة الروبوتية - الهيكل الخارجي. يساعد الأشخاص ذوي الإعاقات الجسدية على تحريك أجسادهم. في اللحظة التي يحاول فيها الشخص تحريك ذراعيه أو ساقيه، تقوم أجهزة استشعار خاصة على الجلد بقراءة التغييرات الصغيرة في الإشارات الكهربائية للجسم، مما يجعل العناصر الميكانيكية للهيكل الخارجي في حالة صالحة للعمل. ومن الأجهزة الشهيرة جهاز المساعدة على المشي من شركة هوندا اليابانية، والهيكل الخارجي لإعادة التأهيل HAL من شركة Cyberdyne والمستخدم على نطاق واسع في المستشفيات اليابانية، وجهاز باركر هانيفين من جامعة فاندربيلت، والذي يجعل من الممكن تحريك مفاصل الوركين والركبتين، الهيكل الخارجي القوي NASA X1، المصمم لرواد الفضاء والمصابين بالشلل، الهيكل الخارجي Kickstart من Cadence Biomedical، لا يعمل بواسطة بطارية، ولكن باستخدام الطاقة الحركية التي يولدها الشخص عند المشي، eLEGS، Esko Rex، HULC الهياكل الخارجية من الشركة المصنعة Ekso Bionics، وReWalk من ARGO، وMindwalker من Space Applications Services، لمساعدة الأشخاص المصابين بالشلل، بالإضافة إلى واجهة فريدة من نوعها بين الدماغ والآلة (BMI) أو ببساطة هيكل خارجي للدماغ MAHI-EXO II للتعافي وظائف المحركمن خلال قراءة موجات الدماغ.

يساعد الاستخدام الواسع النطاق للهياكل الخارجية العديد من الأشخاص حول العالم على الشعور بالشبع. حتى الأشخاص المصابين بالشلل التام اليوم لديهم القدرة على المشي. مثال صارخيتم استخدام الأرجل الروبوتية للفيزيائي أميت جوفر، والتي يتم التحكم فيها باستخدام عكازين خاصة ويمكنها تحديد وقت اتخاذ الخطوة تلقائيًا والتعرف على إشارات الكلام "للأمام"، "للجلوس"، "للوقوف".

الهيكل الخارجي للمشي مساعدة المشي

الهيكل الخارجي HAL من شركة Cyberdyne

الهيكل الخارجي باركر هانيفين

الهيكل الخارجي ناسا X1

الهيكل الخارجي Kickstart من Cadence Biomedical

الهيكل الخارجي HULC من شركة Ekso Bionics

ARGO ReWalk الهيكل الخارجي

الهيكل الخارجي Mindwalker من خدمات التطبيقات الفضائية

الهيكل الخارجي للدماغ MAHI-EXO II

الهيكل الخارجي لأميت جوفر

ولكن ماذا تفعل عندما تكون الأطراف مفقودة؟ وهذا ينطبق بشكل رئيسي على قدامى المحاربين، وكذلك ضحايا الظروف العرضية. وفي هذا الصدد، تستثمر شركات مثل شركة كوانتوم الدولية (QUAN) والأطراف الصناعية الخاصة بها، ووكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، إلى جانب وزارة شؤون المحاربين القدامى، ومركز إعادة التأهيل وخدمة التنمية الأمريكية، مبالغ ضخمة من الأموال في البحث وتطوير الأطراف الاصطناعية الروبوتية (الأيدي أو الأقدام الإلكترونية) التي تتمتع بذكاء اصطناعي قادر على استشعار البيئة والتعرف على نوايا المستخدم. تحاكي هذه الأجهزة سلوك الأطراف الطبيعية بدقة، ويتم التحكم فيها أيضًا باستخدام دماغ الشخص (الأقطاب الكهربائية الدقيقة المزروعة في الدماغ، أو أجهزة الاستشعار، تقرأ الإشارات العصبية وتنقلها كإشارات كهربائية إلى وحدة تحكم دقيقة). ومالك الذراع الإلكترونية الأكثر شعبية، والتي تبلغ تكلفتها 15 ألف دولار، هو البريطاني نايجل آكلاند، الذي يسافر حول العالم للترويج لاستخدام الأطراف الاصطناعية الروبوتية.

كان أحد التطورات العلمية المهمة هو الكاحلين الروبوتيين الاصطناعيين iWalk BiOM، الذي طوره البروفيسور في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا هيو هير ومجموعته في مجال الميكاترونكس الحيوية في مختبر الوسائط في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. يتلقى iWalk تمويلًا من وزارة شؤون المحاربين القدامى ووزارة الدفاع الأمريكية، وعلى هذا النحو، فإن العديد من المحاربين القدامى المعوقين الذين خدموا في العراق وأفغانستان قد حصلوا بالفعل على كاحلهم الإلكترونية.

الكاحلين الآليين iWalk BiOM

يسعى العلماء من جميع أنحاء العالم ليس فقط إلى تحسين الميزات الوظيفية للأطراف الاصطناعية الروبوتية، بل أيضًا إلى منحها مظهرًا واقعيًا. ابتكر باحثون أمريكيون بقيادة زينان باو من جامعة ستانفورد في كاليفورنيا، جلدًا نانويًا للأجهزة التعويضية الطبية. تتمتع مادة البوليمر هذه بمرونة عالية وقوة وموصلية كهربائية وحساسية للضغط (قراءة الإشارات مثل لوحات اللمس).

نانوسكين من جامعة ستانفورد

الروبوتات للمؤسسات الطبية والمساعدين الآليين:

مستشفى المستقبل هو مستشفى به الحد الأدنى من الكادر البشري. كل يوم، يتم إدخال الممرضات الآليات والممرضات الآليات وروبوتات الحضور عن بعد بشكل متزايد إلى المؤسسات الطبية للاتصال بالطبيب المعالج. على سبيل المثال، الممرضات الآليات من باناسونيك، والروبوتات المساعدة البشرية (HSR) من تويوتا، والممرضة الآلية الأيرلندية RP7 من المطور InTouch Health، والروبوت الكوري KIRO-M5 والعديد من الآخرين يعملون في اليابان لفترة طويلة. هذه الأجهزة عبارة عن منصة على عجلات وهي قادرة على قياس النبض ودرجة الحرارة ومراقبة وقت تناول الطعام والأدوية، والإخطار الفوري بالمواقف الإشكالية والإجراءات اللازمة، والحفاظ على الاتصال بالطاقم الطبي الحي، وجمع الأشياء المتناثرة أو المتساقطة، وما إلى ذلك.

ممرضات روبوتيات من باناسونيك

مساعد روبوت تويوتا HSR

ممرضة روبوتية RP7 من شركة InTouch Health

الروبوت الممرضة KIRO-M5

في كثير من الأحيان، في ظروف الرعاية الطبية المستمرة، لا يتمكن الأطباء جسديا من إيلاء الاهتمام الكافي للمرضى، خاصة إذا كانوا موجودين على مسافة كبيرة من بعضهم البعض. مطورو الروبوتية معدات طبيةتجربة وإنشاء روبوتات الحضور عن بعد (على سبيل المثال، LifeBot 5، أو RP-VITA من iRobot وInTouch Health). تتيح لك الأنظمة الآلية نقل إشارات الصوت والفيديو عبر شبكات 4G أو 3G أو LTE أو WiMAX أو Wi-Fi أو الأقمار الصناعية أو الراديو، وقياس نبضات قلب المريض وضغط الدم ودرجة حرارة الجسم. يمكن لبعض الأجهزة إجراء تخطيط كهربية القلب والموجات فوق الصوتية، وتحتوي على سماعة طبيب إلكترونية ومنظار أذن، وتتنقل في ممرات المستشفى وعنابرها حول العوائق. يقدم هؤلاء المساعدون الطبيون الرعاية في الوقت المناسب ويعالجون البيانات السريرية في الوقت الفعلي.

روبوت الحضور عن بعد LifeBot 5

روبوت الحضور عن بعد RP-VITA

لقد تم استخدام السعاة الآليين بنجاح كبير لنقل العينات والأدوية والمعدات والإمدادات بأمان في المستشفيات والمختبرات والصيدليات. يتمتع المساعدون بنظام ملاحة حديث وأجهزة استشعار على متن الطائرة، مما يسمح لهم بالتنقل بسهولة في الغرف ذات التخطيطات المعقدة. ل ممثلين بارزينوتشمل الأجهزة المماثلة جهاز RoboCouriers الأمريكي من شركة Adept Technology وAethon من المركز الطبي بجامعة ميريلاند، وجهاز Hospi-R الياباني من شركة Panasonic وTerapio من شركة Adtex.

روبوت البريد السريع RoboCuriers من شركة Adept Technology

روبوت ساعي أيثون

روبوت البريد السريع Hospi-R من باناسونيك

روبوت الساعي Terapio من Adtex

هناك اتجاه منفصل في تطوير المعدات الطبية الروبوتية وهو إنشاء كراسي متحركة قابلة للتحويل وأسرة آلية ومركبات خاصة للمعاقين. ولنتذكر تطورات مثل الكرسي ذو المسارات المطاطية Unimo من شركة Nano-Optonics اليابانية (معهد تشيبا للتكنولوجيا) تحت قيادة الأستاذ المشارك شورو ناكاجيما، والذي يستخدم الأرجل ذات العجلات للتغلب على السلالم أو الخنادق، جهاز التعبئة الروبوتية Tek كرسي متحرك آلي من شركة Action Trackchair. باناسونيك على استعداد لحل مشكلة نقل المريض من الكرسي إلى السرير، الأمر الذي يتطلب مساحة كبيرة جهد بدنيالعاملين في المجال الطبي. يتحول هذا الجهاز بشكل مستقل من السرير إلى الكرسي والعكس عند الضرورة. تعاونت شركة Murata Manufacturing Co مع شركة Kowa لتصنيع مركبة طبية مبتكرة، وهي السيارة الكهربائية المساعدة على المشي، وهي دراجة ذاتية القيادة مزودة بنظام تحكم بندول وجيروسكوب. هذا التطوير مخصص بشكل أساسي لكبار السن والأشخاص الذين يعانون من مشاكل في المشي. بشكل منفصل، نلاحظ سلسلة الروبوتات اليابانية RoboHelper من شركة Muscle Actuator Motor، والتي تعتبر مساعدين لا غنى عنهم للممرضات في رعاية المرضى طريحي الفراش. الأجهزة قادرة على رفع الشخص من السرير إلى وضعية الجلوس أو التقاط النفايات الجسدية من شخص طريح الفراش، مما يمنع استخدام الأواني والبط.

الروبوتات النانوية:

الروبوتات النانوية أو الروبوتات النانوية هي روبوتات بحجم الجزيء (أقل من 10 نانومتر) قادرة على نقل المعلومات وقراءتها ومعالجتها، بالإضافة إلى كونها مبرمجة وأداء مهام محددة. هذا اتجاه جديد تمامًا في تطوير الروبوتات. مجالات استخدام هذه الأجهزة: التشخيص المبكرالسرطان وتوصيل الأدوية المستهدفة إلى الخلايا السرطانية، والأدوات الطبية الحيوية، والجراحة، والحركية الدوائية، ومراقبة مرضى السكري، وإنتاج الأجهزة من جزيئات فردية وفقًا لرسوماته من خلال التجميع الجزيئي بواسطة الروبوتات النانوية، والاستخدام العسكري كأدوات مراقبة وتجسس، وكذلك الأسلحة، وأبحاث الفضاء والتنمية، وما إلى ذلك.

في الوقت الحالي، يتم تطوير الروبوتات الطبية المجهرية للكشف عن السرطان وعلاجه من قبل علماء كوريا الجنوبية، والروبوتات الحيوية من علماء من جامعة إلينوي، والتي يمكنها التحرك في السوائل اللزجة و البيئات البيولوجيةبشكل مستقل، نموذج أولي من لامبري البحر - الروبوت النانوي Cyberplasm، والذي سيتحرك في جسم الإنسان، ويكشف عن الأمراض مرحلة مبكرةالروبوتات النانوية للمهندس أدو بون، والتي يمكنها السفر عبر الدورة الدموية، وتقديم الأدوية، وإجراء الاختبارات وإزالة جلطات الدم، والروبوتات النانوية المغناطيسية سبيربوت - التي طورها العالم أوليفر شميدت وزملاؤه من معهد علوم النانو التكاملية في دريسدن (ألمانيا) من أجل توصيل الحيوانات المنوية والأدوية والروبوتات النانوية لتحل محل البروتينات في الجسم من علماء من جامعة فيينا بالتعاون مع باحثين من جامعة الموارد الطبيعية وعلوم الحياة في فيينا.

الروبوتات الدقيقة السيبربلازما

الروبوتات النانوية أدو بيون

روبوت نانوي مغناطيسي

الروبوتات النانوية لاستبدال البروتين

الروبوتات الطبية المتخصصة الأخرى:

هناك عدد كبير من الروبوتات المتخصصة التي تؤدي المهام الفردية، والتي بدونها من المستحيل تخيل فعالة و علاج عالي الجودة. بعض هذه الأجهزة هي آلة الكوارتز الروبوتية Xenex والمطهر الآلي TRU-D SmartUVC من Philips Healthcare. مما لا شك فيه أن مثل هذه الأجهزة هي ببساطة أدوات مساعدة لا غنى عنها في الحرب ضدها عدوى المستشفياتوالفيروسات التي تعتبر من أخطر المشاكل في المؤسسات الطبية.

جهاز الكوارتز الآلي Xenex

روبوت التطهير TRU-D SmartUVC من شركة Philips Healthcare

جمع فحص الدم هو الإجراء الطبي الأكثر شيوعا. تعتمد جودة الإجراء على المؤهلات والحالة البدنية عامل طبي. في كثير من الأحيان، تنتهي محاولة أخذ الدم في المرة الأولى بالفشل. ولذلك، لحل هذه المشكلة، تم تطوير الروبوت Veebot، الذي يتمتع برؤية حاسوبية، يحدد من خلالها موقع الوريد ويوجه الإبرة هناك بعناية.

روبوت جمع الدم فيبوت

يسمح روبوت التقيؤ لاري بالبحث في النوروفيروسات التي تسبب 21 مليون مرض، بما في ذلك أعراض الغثيان، الإسهال المائي، آلام في البطن، فقدان حاسة التذوق، خمول عام، ضعف، آلام في العضلات، صداع، سعال، حمى منخفضةوبالطبع القيء الشديد.

القيء روبوت لاري لدراسة عملية القيء

يبقى الروبوت الأكثر شعبية للأطفال هو بارو - وهي لعبة أطفال رقيق على شكل ختم القيثارة. يستطيع الروبوت العلاجي تحريك رأسه وكفوفه والتعرف على الصوت والتنغيم واللمس وقياس درجة الحرارة والضوء في الغرفة. منافستها هي دمية دب ضخمة تسمى HugBot، والتي تقيس معدل ضربات القلب وضغط الدم.

الروبوت العلاجي بارو

الدب الآلي HugBot

فرع منفصل من الطب يتعامل مع تشخيص وعلاج الأمراض والإصابات والاضطرابات في الحيوانات هو الطب البيطري. ولتدريب المتخصصين المؤهلين في هذا المجال، تقوم كلية الطب البيطري في مجال تطوير الحيوانات الأليفة الروبوتية بإنشاء محاكيات روبوتية فريدة من نوعها على شكل كلاب وقطط. للتقرب من النموذج الدقيقيتم تطوير برنامج سلوك الحيوان بشكل منفصل في مركز الحوسبة المتقدمة بجامعة كورنيل (ACC).

أجهزة محاكاة روبوتية على شكل كلاب وقطط

كفاءة الروبوتات في الطب:

ومن الواضح أن استخدام الروبوتات في الطب له عدد من المزايا مقارنة بالعلاج التقليدي الذي يتضمن العامل البشري. استخدام الأذرع الميكانيكية في الجراحة يمنع العديد من المضاعفات والأخطاء أثناء العمليات، ويقصر فترة التعافي بعد العملية الجراحية، ويقلل من خطر إصابة المريض والموظفين بالعدوى، ويزيل فقدان الدم الكبير، ويقلل الألم، ويعزز تأثير تجميلي أفضل (ندبات صغيرة) . يتيح المساعدون الطبيون الآليون وروبوتات إعادة التأهيل إمكانية إيلاء اهتمام وثيق للمريض أثناء العلاج، ومراقبة عملية الشفاء، والحد من الموظفين الذين يعيشون في العمل كثيف العمالة وغير سارة، والسماح للمريض أن يشعر على نحو أفضل. شخص كامل. العلاجات والمعدات المبتكرة تقربنا من حياة أكثر صحة وأمانًا وأطول كل يوم.

في كل عام، يتم تجديد السوق العالمية للروبوتات الطبية بأجهزة جديدة، وهي تنمو بلا شك. وفقًا لشركة الأبحاث Research and Markets، بحلول عام 2020، سينمو سوق روبوتات إعادة التأهيل والأطراف الاصطناعية الحيوية والهياكل الخارجية وحدها إلى 1.8 مليار دولار. ومن المتوقع حدوث طفرة رئيسية في الروبوتات الطبية بعد اعتماد معيار واحد وهو ISO 13482، والذي سيصبح مجموعة من القواعد لعناصر التصميم والمواد والبرمجيات المستخدمة في الأجهزة.

خاتمة:

لا شك أنه يمكننا القول أن الروبوتات الطبية هي مستقبل الطب. إن استخدام الأنظمة الآلية يقلل بشكل كبير من الأخطاء الطبية ويقلل من النقص في الكوادر الطبية. تساعد الروبوتات النانوية على التغلب على هذه المشكلة أمراض خطيرةومنع المضاعفات في مرحلة مبكرة، واستخدام أدوية النانو الفعالة على نطاق واسع. وعلى مدى السنوات العشر إلى الخمس عشرة القادمة، سيصل الطب إلى مستوى جديد باستخدام الرعاية الآلية. ومن المؤسف أن أوكرانيا في حالة يرثى لها فيما يتعلق بهذا القطاع من التنمية. على سبيل المثال، في روسيا في يكاترينبرج، أجرى الجراح الآلي الشهير "دافنشي" أول عملية له في عام 2007. وفي عام 2012، أصدر الرئيس ديمتري أناتوليفيتش ميدفيديف تعليماته لوزارة الصحة الروسية، بالتعاون مع وزارة الصناعة والتجارة، للعمل على تطوير تقنيات طبية جديدة باستخدام الروبوتات. وقد تم دعم هذه المبادرة الأكاديمية الروسيةالخيال العلمي. والحقيقة هي أنه في غياب الدعم الحقيقي من السلطات الأوكرانية في تطوير مجال الروبوتات الطبية، تتخلف دولتنا كل عام عن الدول المتحضرة الأخرى. وهذا يعني مؤشرا على مستوى تنمية البلاد ككل، لأن الاهتمام بصحة وحياة المواطن، المذكور في القانون الرئيسي - دستور أوكرانيا، هو "أعلى قيمة اجتماعية".