Роботи в медицині: огляд сучасних технологій

Роботи в медицині: огляд сучасних технологій

На сьогоднішній день робототехнології зробили крок далеко вперед, завдяки чому концепція лікування людей значно змінилася. Виходячи з того, яка кількість дослідницьких груп зараз займається виготовленням роботів, в медицині намічається величезний прогрес, особливо якщо порівнювати з успіхами восьмирічної давності.

Перші успішні заходи зі створення штучного інтелекту припадають на 2006 рік, коли вчений Сільван Мартель зібрав дослідницьку групу і створив унікального на той момент крихітного робота, габарити якого ледь перевищували кульку від звичайної ручки. Цей штучний організм був поміщений в сонну артерію живої свині, де він успішно переміщався по заданих точках. Відтоді роботи в медицині зайняли свою нішу і продовжують активно розвиватися. А якщо судити з досвіду останніх кількох років, ці технології рухаються величезними кроками.


Переваги роботів

Головна мета створення подібних "помічників" - переміщатися не тільки за найбільшими артеріями людини, а й отримувати дані з ділянок з вузькими кровоносними судинами. Завдяки цьому застосування роботів у медицині дозволить виконувати досить складні операції без травматичного втручання. Таким чином, значно знижується ризик смертності від занадто агресивної анестезії або через те, що пацієнт страждає від алергічної реакції на той чи інший препарат.

Однак це не єдиний плюс використання роботів у медицині. Наприклад, такі технології можуть допомогти при лікуванні раку. Справа в тому, що мікророботи здатні доставляти лікарські препарати безпосередньо до вогнища злоякісної освіти. На відміну від хіміотерапії, коли агресивні препарати поширюються по всьому тілу хворого і викликають непоправні наслідки, такий метод не завдасть сильного удару по імунній системі людини.

Сучасні роботи в медицині здатні справлятися з великим переліком завдань. Однак і сьогодні залишається маса питань щодо того, як змусити такий малий штучний організм переміщатися по крові або відстежувати його місце розташування. Але деякі сучасні розробки дозволяють справлятися з поставленими завданнями. Розгляньмо детальніше.

"Біоракети"

Ці роботи-помічники в медицині є свого роду титановими ядрами, ув 'язненими в алюмінієві оболонки. При цьому їх розмір не перевищує 20 мкм. Коли алюмінієва оболонка стикається з водою, починається реакція, в ході якої на поверхні ядра утворюється водень. Саме ця речовина змушує мікроконструкцію переміщатися зі швидкістю, що дорівнює 150 своїм діаметрам за секунду. Це рівносильно тому, що людина зростом 2 метри здатна пропливти за стільки ж часу 300 метрів. Хімічний двигун цього унікального робота в медицині застосовується завдяки добавці спеціальної речовини - галію. Цей компонент зменшує швидкість утворення віксидного нальоту. Завдяки цьому мікроробот може пропрацювати близько 5 хвилин з максимальним запасом ходу 900 мм (за умови перебування у воді).

Щоб направити мікроскопічний агрегат за заданим напрямком, використовується зовнішнє магнітне поле. Таким чином, "біоракета" застосовна для доставки лікарських препаратів у певну точку організму людини.

Сміттєві роботи

Це досить цікавий напрямок робототехніки. Сміттєві роботи в медицині застосовуються для стимуляції м 'язових клітин. Працюють такі мікроскопічні агрегати за допомогою електричних імпульсів, які вони передають. Самі роботи являють собою свого роду хребти, виготовлені з гідрогелю. Вони працюють за таким же принципом, що і в організмі ссавців. Наприклад, якщо йдеться про людське тіло, то м 'язи починають скорочуватися завдяки сухожиллям. У випадку з мікророботом цей процес відбувається завдяки електричному заряду.


Да Вінчі

Робот "Леонардо" в медицині отримав особливу популярність. Він був створений, щоб у майбутньому замінити хірургів. На сьогоднішній день цей самостійний механізм вагою 500 кг, оснащений чотирма "руками", здатний справлятися з величезною кількістю завдань. Три його кінцівки оснащені мініатюрними інструментами для виконання найскладніших операцій. На четвертій "руці" знаходиться крихітна відеокамера.

Те, як діють такі роботи в медицині, фото демонструє найкраще. Да Вінчі здатний оперувати через найкрихітніші розрізи, ширина яких становить не більше декількох сантиметрів. Завдяки цьому після хірургічного втручання у пацієнта не залишається потворних шрамів.

У процесі роботи "Леонардо" на деякому віддалі від нього сидить медичний працівник, який управляє пультом. Завдяки сучасному джойстику лікар може виконувати складні маніпуляції з ювелірною точністю. Всі дії передаються кінцівкам робота, який повторює рухи пальців рук.

Варто також зазначити, що "руки" агрегату трохи відрізняються від людських кистей тим, що маніпулятори здатні працювати в режимах. Крім цього штучні "пальці" не втомлюються і можуть миттєво завмирати, якщо оператор випадково відпустить пульт управління. Лікар може контролювати свої рухи за допомогою потужних очок, які дозволяють збільшувати картинку в 12 разів.

"Кіробо"

Цей цікавий робот був розроблений спеціально для космонавтів, які відчувають психологічний тиск, перебуваючи так далеко від рідної планети. Людиноподібна машина відрізняється невеликими габаритами. Її зріст становить всього 34 см. Однак цього цілком достатньо. Робот здатний підтримувати повноцінну розмову, реагувати на питання та імітувати "живе" спілкування. Єдиний мінус нової розробки полягає в тому, що спілкується він поки що виключно японською мовою.

Робот чудово відрізняє людську мову від інших звуків. Крім цього, він здатний впізнавати людей, з якими вже спілкувався до цього. Він може визначати настрій виходячи з міміки і взагалі багато чого вміє. При необхідності він може навіть обійняти.

Деякі вчені вважають, що ці інтелектуальні роботи в медицині не потрібні. Однак вони цілком можуть знайти застосування в психотерапії.


"ПАРО"

Цей помічник працює як зоотерапевт. Зовні він був створений у вигляді дитинча тюленя. Зовнішня оболонка робота виготовлена з м 'якого матеріалу, який нагадує натуральну білу шкуру реальної тварини. Всередині він набитий всілякими датчиками (дотики, температури, світла, положення, звуку та іншого). Цей повноцінний штучний інтелект чудово усвідомлює де він знаходиться, здатний відгукуватися на присвоєне йому ім 'я. Унікальний робот з помилювальною мордочкою розрізняє грубість і лагідне ставлення.

Сьогодні цей цікавий робот вже широко застосовується для терапії різних категорій пацієнтів. Його можна погладити, обійняти, поспілкуватися з ним або просто розповісти про свої переживання. У майбутньому дані роботи будуть направлені в будинки для літніх людей, дитячі садки та реабілітаційні центри для допомоги людям, які страждають від психологічних переживань. Дуже часто в післяопераційний період пацієнти потребують підтримки, проте в медичних установах неможливо утримувати тварин, тому такий штучний інтелект стане справжнім проривом у відновлювальній медицині.

"Хоспі"

Цей робот призначений для того, щоб замінити фармацевтів. Це допоможе медперсоналу значно заощадити час на пошук потрібних лікарських препаратів і доставку їх у стінах лікарень. За великим рахунком цей помічник являє собою роботизовану аптечку, висота якої становить 130 см. Робот здатний перевозити вагу до 20 кг, цього цілком достатньо для того, щоб переміщати по госпіталю велику кількість різних лікарських препаратів і зразків. При переміщенні "" Хоспі "" здатний огинати перешкоди, тому ризик того, що він зіткнеться з персоналом або відвідувачами лікарні зведений практично до нуля.

"РП Віта"

Цей робот здатний надавати допомогу в консультуванні на відстані. Віртуальний "помічник" дозволяє лікуючому лікарю здійснювати обхід за лічені хвилини. Крім цього завдяки роботі стає можливим стежити за станом тяжкохворих пацієнтів, які потребують особливої уваги протягом дня і ночі.

Висота дива техніки становить 1,5 метра. Всередині робота встановлена система спеціальних звукових і лазерних датчиків, за рахунок яких здійснюється побудова маршруту агрегату. Також він оснащений екраном, на якому буде відображатися обличчя лікаря. Завдяки цьому імітується повноцінне спілкування з пацієнтами, які повною мірою відчувають присутність медичного співробітника. "РП Віта" також оснащений сучасними діагностичними інструментами. Для роботи з агрегатом достатньо ноутбука або планшета.


"Хал"

Даний робот являє собою спеціалізований екзоскелет, завдяки якому паралізовані люди зможуть повноцінно пересуватися.

Датчики обладнання закріплюються на шкірі пацієнтів і починають зчитувати силу імпульсів, які виходять від тих чи інших м 'язів. Якщо будь-який вузол працює не повною мірою, то активується екзоскелет, і органи отримують необхідні для їх роботи заряди.

Сьогодні робот представлений у двох модифікаціях: цілий скелет або тільки для ніг.

"Ватсон"

Цей суперкомп 'ютер оснащений відразу 90 серверами по чотири процесори, в кожному з яких встановлено по вісім ядер. Оперативна пам 'ять робота становить шістнадцять терабайт. "Ватсон" - це онколог, який здатний ставити діагнози за короткий час. Агрегат оснащений відмінним штучним інтелектом, завдяки чому він здатний швидко зчитувати інформацію і робити необхідні висновки. Робот за лічені хвилини обробляє до 600 000 медичних довідників та інших необхідних для діагностування документів. Лікарю залишається завантажити в пам 'ять робота історію хвороби пацієнта і отримати ймовірний діагноз. Крім того, "Ватсону" можна ставити питання, тільки поки що виключно в письмовій формі.

Насамкінець

Виходячи з технологій, що швидко розвиваються, нескладно зробити висновок, що роботи в медицині в майбутньому будуть незамінними. Вони дозволять медичним установам перейти на новий рівень діагностування та лікування найскладніших захворювань. При цьому мова йде також і про психічних хворих.