عنوان درس :
استاد مربوطه :
دانشجو :
عنوان تحقیق کاربرد علم رباتیک در پزشکی و جراحی
آشنایی با علم رباتیک
مقدمه
رباتیک شاخه ای میان رشته ای از مهندسی و علم است که شامل مهندسی مکانیک، مهندسی برق و علوم رایانه و چند رشته دیگر می شود . رباتیک شامل طراحی، ساخت، راه اندازی و کاربرد ربات ها می شود، همچنین مانند سامانه های رایانه ای، کنترل، بازخورد حسگرها و پردازش اطلاعات نیز در این گروه قرار می گیرند.
هدف علم رباتیک
این فناوریها استفاده می شوند تا ماشین ها را به گونه ای ارتقا دهند که جایگزین انسان گردند. رباتها می توانند در هر موقعیت و برای هر منظوری به کار بروند ولی امروزه بسیاری از آن ها در محیط های خطرناک ( مانند تشخیص و غیر فعال سازی بمبها )، فرایندهای تولید یا مکانهایی که انسان قادر به حیات نیست، استفاده می شوند. رباتها می توانند به هر شکل و قیافه ای باشند ولی بعضی از آن ها طراحی می شوند تا شبیه انسان به نظر برسند. گفته می شود که این کار به این دلیل صورت می گیرد تا رفتارهای این رباتها که از مردم عادی تقلید می شود، بیشتر مورد قبول قرار گیرد. تلاش می شود که رباتهای انسان نما بتوانند راه رفتن، حرف زدن، شناختن و مخصوصاً هر چیزی را که انسان می تواند انجام دهد، تقلید کنند . خیلی از رباتهای امروزی که از طبیعت الهام گرفته شده اند، در پهنه رباتهای مقلد موجودات زنده قرار می گیرند.
ایده ایجاد ماشین هایی که بتوانند به شکل خودکار کار کنند، به دوران قدیم باز میگردد ولی تحقیق اساسی در مورد به کاربرد رساندن و استفاده های بالقوه از رباتها تا قرن بیستم انجام نشده بود. در طول تاریخ بارها خاطر نشان شده است که یک روز رباتها خواهند توانست رفتار انسان ها را تقلید کنند و کارها را به شیوه مشابه انسان انجام دهند . امروزه رباتیک یک حوزه از علم با رشد سریع است. هم زمان با ادامه پیشرفتهای تکنولوژی ؛ تحقیق، طراحی و ساخت رباتهای جدید در خدمت اهداف عملی متعددی در حوزه های خانگی، صنعتی، نظامی و پزشکی انجام می گیرد. بسیاری از رباتها برای انجام شغلهای خطرناک برای مردم انجام وظیفه می کنند، مانند کار کردن در خنثی سازی بمب، یافتن بازمانده های زیر آوارهای غیر پایدار، مین یابی یا جستجوی کشتی های غرق شده.
با رشد تکنولوژی و توسعه علم رباتیک، ربات ها نقش مهمی را در زمینه پزشکی ایفا می کنند. از ربات ها می توان در زمینه های جراحی، ربات پرستار و امداد، ربات بیمار، بیومکانیک و نانو رباتیک و … استفاده کرد.
استفاده از ربات و هوش مصنوعی و ایجاد ربات های پزشکی به عنوان دستیار پزشکان، از ایده هایی است که از مدت ها پیش ذهن بسیاری از محققان حوزه رباتیک و مهندسی پزشکی را به خود مشغول کرده است. موفقیت های به دست آمده در زمینه طراحی و ساخت ربات های پزشکی به این معنی است که تحقق چنین ایده هایی دور از انتظار نخواهد بود. امروزه استفاده از ربات ها در حوزه های مختلف پزشکی، از ایجاد حفره های کوچک و بدون نیاز به برش های عمیق تا انجام عمل های جراحی پیچیده، امکان پذیر شده است.
اگرچه جراحی رباتیک موضوع جدیدی است، اما در این سال ها پیشرفت خوبی داشته است. از این رو بسیاری از تحقیقات دانشکده های مهندسی پزشکی دانشگاه های معتبر دنیا به ربات های پزشکی و جراحی رباتیک اختصاص یافته است. استفاده از ربات ها هنگام جراحی موجب افزایش دقت جراح حین انجام جراحی خواهد شد. همچنین ربات های جراح می توانند در صرفه جویی زمانی و کاهش زمان جراحی های پیچیده نقش بسیار مهمی داشته باشند.
تله سرجری نوعی عمل جراحی است که به وسیله یک جراح که دور از مریض است انجام می شود. جراح به طور فیزیکی در نزد بیمار حاضر نیست و از طریق ابزارهای ارتباطی قادر است یک عمل از راه دور را کنترل کند که استفاده از روبات جنبه ی جالب توجهی از کاربردهای این روش را نشان می دهد . می توان از بیماران با استفاده از ویدیو کنفرانس شرح حال گرفت، تا غربالگری اولیه کاندیداهای عمل صورت گیرد. طی عمل جراحی ، تله مدیسین می تواند جهت ارتباط برقرار کردن با یک استاد دیگر حین عمل مورد استفاده قرار گیرد یا می تواند جـهــت نـشــان دادن روش عـمـل بـه پـزشکـان و دانشجویان استفاده شود که در این صورت از حضور آنها در اتاق عمل و شلوغی ناشی از آن جـلـوگـیری میشود همچنین می توان از تله مدیسین جهت پیگیریهای بعد از عمل نیز بهره گرفت. این قابلیت ممکن است در مکانهای نظامی مورد استفاده قرار گیرد به جراحان اجازه می دهد تا برای بیماران در مناطق محروم و یا در مناطق جنگی از راه دور جراحی انجام دهند در نهایت، روبات ها را می توان به میدان جنگ جهت ارائه خدمات فوری پزشکی وکمک به سربازان مجروح اعزام نمود.
کمک رباتیک به پزشکی
جراحی رباتیک
استفاده از ربات برای عمل های دقیقی مانند یک عمل جراحی مغز بسیار ضروری است و می تواند محدودیت های دست یک جراح را جبران کند، زیرا دست های جراح محدودیت های فراوانی دارد : در طول عمل خسته می شود و از طرفی مکان های بسیاری در مغز وجود دارد که جراح در حالت عادی به آنها دست یابد.
این نوع جراحی در واقع استفاده از ابزاری است که با بهره گیری از بازوهای رباتیک می تواند حرکت دست جراح را بسیار دقیق به درون بدن بیمار منتقل کند و تصاویر هنگام عمل را به صورت واضح و شفاف در اختیار جراح قرار دهد. جراحی رباتیک حتی از راه دور هم قابل اجراست.
استفاده از ربات های جراح در میدان های جنگ هم کمک بزرگی به نجات سربازان زخمی میکند. POD TRAUMAسیستمی است که برای این منظور طراحی شده است . بنا به اظهار سازندگان ، با کمک این سیستم می توان هنگام انتقال بیمار به بیمارستان اقدامات مراقبتی و درمانی را روی بیمار انجام داد . یک جراح از راه دور گروهی از ربات ها را کنترل می کند . ربات اصلی 3 بازو دارد که تحت کنترل جراح است . یک بازو برای گرفتن آندوسکوپ و 2 بازو هم برای کار با ابزارهای دیگر جراحی . این ربات علاوه بر اینکه توسط جراح قابل کنترل است ، برخی از اعمال ساده را به طور خودکار و خود مختار اجرا می کند.
در سال 1988 سیستم جراحی رباتیک با نام داوینچی توانست برای اولین بار در جراحی لاپاراسکوپیک مورد تایید سازمان غذا و داروی FDA آمریکا قرار گیرد و دری تازه به روی جراحی رباتیک بگشاید. لاپراسکوپی یک عمل جراحی است که در ان یک لاپراسکوپ (یک ابزار سبک و باریک) و وسیله های دیگری را از طریق یک سوراخ یا یک منفذ کوچک وارد بدن می کنند. نمونه پیشرفته تری از این ربات هم اکنون در اتاق عمل بیمارستان های معروف دنیا در حال استفاده است. از این سیستم برای جراحی در بزرگسالان و کودکان استفاده می شود.
برای اولین بار عمل جراحی از راه دور با کمک ربات در سپتامبر ۲۰۰۱ انجام گرفت در این عمل جراحی کیسه صفرای زن ۶۸ ساله ای بستری در بیمارسـتانCIVIL در شــــــرق فرانسه، توسط تیم جراحــی در نیـویورک برداشته شد. این کار با هدایت از راه دور یک بازوی رباتیک انجام شد. دوره نقاهت بیمار فقط 2 روز بود در حالی که در عمل جراحی باز کیسه صفرا دوره نقاهت بیشتر از 6 روز طول می کشد.
در این عمل جراحی حدود هفت هزار کیلومتر بین دو تیم جراحی ، در نیویورک و بیمار بستری شده در بیمارستان CIVIL فاصله وجود داشت، که پزشک مستقر در نیویورک وسایل جراحی قرار داده شده دراتاق عمل توسط ربات را دستکاری می کرد.
این عمل با کمک خط فیبر نوری پرسرعت و با اسـتفاده از سیســتم جراحـــی رباتـیک لاپاروسکوپی Zeus به مدت ۵۴ دقیقه به طول انجامید در این عمل بیمار بعد از دو روز فعالیت عادی خود را از سر گرفت.
ربات به کار گرفته شده آن طور که همه تصور می کنند، یک دستگاه خودکار نیست بلکه فقط یک تله منیپولیشن یعنی انتقال دهنده حرکت از راه دور و در حقیقت یک ابزار واسطه است.
ابزار مورد استفاده همانند دست انسان حرکت می کند و دارای 7 درجه آزادی است؛ سیستم ربات تصویر سه بعدی در اختیار ما می گذارد و از ابزاری استفاده می شود که ابعاد آن به اندازه یک مداد است و قابلیت ورود به اندام را از یک شکاف یک سانتی متری دارد.
در حال حاضر حدود 300 مرکز در دنیا جراحی رباتیک انجام می دهند که تقریبا همه انواع جراحی ها را دربرمی گیرند.
در سال 2005، حدود 75 هزار عمل جراحی رباتیک انجام شد که هرچند در مقایسه با جراحی های معمولی بسیار کم است ولی تعداد و کیفیت آن روز به روز در حال افزایش می باشد.
حسگر لامسه مصنوعی برای استفاده در جراحی های رباتیک
یکی از مهمترین ابزارهای تشخیصی که جراح در جراحی مستقیم از آن برخوردار بوده اما در جراحی با ربات از آن بی بهره است حس لامسه و خواصی از جسم لمس شونده است که توسط لمس کردن برای جراح قابل تشخیص است.
حسگر لامسه ، ساخته شده از یک غشای پلیمری انعطاف پذیر از جنس سیلیکون تشکیل شده است که این غشاء بر روی یک بدنه استوانه ای قرار گرفته است. معیار اصلی تعیین نیروی وارده در نقطه تماس در این حسگر، میزان تغییر شکل ایجاد شده در غشاء بر اثر اعمال نیرو بر آن است. طراحی و مدلسازی این حسگر با استفاده از روش اجزاء محدود انجام پذیرفته و بر اساس نتایج به دست آمده ساخت حسگر بر پایه استفاده از دو اصل اندازه گیری مقاومتی و خازنی در تعیین میزان تغییر شکل غشا صورت پذیرفته است.
روش های مدرن جراحی از جمله جراحی با حداقل تهاجم باعث دور شدن دستان جراح از بافت هدف و محل جراحی می شوند که در نتیجه آن، میزان درک و احساس جراح به واسـطـه عـدم وجود حس تماس به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.
هدف از طراحی و ساخت حسگر لامسه، تعیین نیروی وارده در نقطه تماس بین حسگر و بافت هدف است. این حسگر همچنین قابلیت ارائه شکل کلی از بافت هدف و نیز تعیین برخی خواص مکانیکی بافت از جمله میزان سفتی و نرم بافت را دارا است.
مهمترین مزایا و ویژگی های اصلی طراحی و ساخت در این حـسـگر لامـسه ای، زیـست سازگاری این حسگر با توجه به مواد تشکیل دهنده آن، استحکام مکانیکی و انعطاف پذیری آن در طراحی جهت کاربردهای مختلف، عدم پیچیدگی در طراحی و ساخت و کاهش هزینه های ساخت به دلیل سادگی ساختار آن، قابلیت کوچک سازی این حسگر تا حد میکرون است.
استفاده از این حسگر به عنوان انگشت در ربات های هوشمند با گستره پـایین نیرو، به خصوص برای اهدافی از قبیل جابه جایی مواد شکننده یا بافت های بیولوژیک است که از حساسیت خاصی برخوردار هستند. این حسگر نوین با دو جنبه تشخیصی و درمانی، کاربرد فراوانی در پزشکی به خصوص بخش تجهیزات جراحی از راه دور از جمله آندوسکوپی و لاپاراسکوپی دارد. این حسگر لامسه برای اولین بار در ایران طراحی و ساخته شده است. مخترع این حسگر در حال حاضر بر روی کوچک سازی این حسگر در حد میکرون کار می کند.
مزایای جراحی رباتیک
کاهش دوران طولانی نقاهت پس از عمل جراحی، کاهش دردهای بعد از جراحی، کاهش زمان لازم برای بستری بیمار در بیمارستان
عدم نیاز به شکستن استخوان جناغ و باز کردن قفسه سینه ، بهبود یافتن سریع زخمهای مربوط به شکاف های کوچک ایجاد شده
در دسترس بودن جراحان خبره با قابلیتهای منحصر به فرد در مکان های بیشتر
دقت بیشتر و کاهش زمان عمل خصوصا در جراحی سرطان مثانه
روشی برای حذف کردن لرزش های دست جراح
کاهش احتمال آلودگی در طول عمل جراحی
معایب جراحی رباتیک
یکی از مهمترین مسائل در سیستم جراحی از راه دور ( فیدبک لمسی ) است. اگرچه ربات های جراح چالاکی فرد جراح را بیشتر می کنند، لرزش کمتری نسبت به دست طبیعی جراح دارند و دید بهتری از میدان عمل تولید می کنند، اما قابلیت احساس ویژگی های بافت تحت عمل را کم می کنند. جراحان در عمل های معمول از حس لامسه خود برای گرفتن فیدبک از بافت تحت عمل در طی جراحی استفاده می کنند تا در مورد وضعیت بافت تحت عمل تصمیم گیری کنند. این موضوع باید در جراحی از راه دور به کمک کامپیوتر و ربات لحاظ شود
زمان تاخیر بین وقتی که جراح حرکت چاقو را می بیند تا وقتی که واقعا برش را انجام می دهدکمتر از یک پنجم ثانیه افزایش احتمال برش محل اشتباه ، در حال حاضر قابلیت انجام عمل توسط ربات در ماکزیمم فاصله حدود ۳۰۰ کیلو متر (در ارتباط با سیم) و ۳۵ کیلومتر (در ارتباط بی سیم)
تاخیرهای کنترلی در اعمال نیرو و فیدبک آن همراه با تاخیرهای نمایش ویدئویی میدان عمل، بر عملکرد جراح اثر میگذراند
افزایش فاصله بین پزشک و بیمار کاهش سرعت ارتباط با تجهـیزات و مانیتورها
عدم تمایل بیماران برای تحت عمل قرار گرفتن به دلیل جدید بودن این تکنولوژی
میزان ریسک جراحی و هزینه تجهیزات الزم برای جراحی از راه دور بالا است
گرانقیمت بودن ربات ها
عدم وجود فیدبک حسی
کاربرد های جراحی از راه دور( tELE SURGERY )
همکاری کردن و مشورت با جراحان سراسر دنیا در طی جراحی
معالجه و جراحی در داخل کشتی برای پرسنل داخل کشتی
معالجه و جراحی از راه دور در مناطق دور افتاده و محروم
معالجه سربازان در میدان جنگ
انجام اعمال جراحی در فضا
انواع ربات های پزشکی
کاهش خونریزی با استفاده از ربات جراح
محققان ایتالیایی با آزمایش ربات جراح توانستند میزان خونریزی بیمار را در حین عمل جراحی به حداقل برسانند. این ربات جراح موسوم به Altair در عمل جراحی کبد مورد آزمایش قرار گرفت و این ربات که با فرکانس پایین الکترونیکی کار می کند باعث می شود تا خون فرد سفت و جامد شود.
این امر به پزشکان کمک می کند تا برای انجام عمل جراحی نیازی به برش رگ های خونی نداشته باشند. این ربات با موفقیت در 14 عمل جراحی کبد آزمایش شده است و ربات دیگری به نام Da Vinci نیز در آمریکا در عمل جراحی سرطان روده مورد آزمایش قرار گرفته است.
ربات پرستار
بیمـارستـان بـالت سان آمریکا یکی از اماکن درمـانـی اسـت کـه بـه دوربیـن هـا، صفحـه هـای نمایش، میکروفن وتعدادی از ربات های پزشکی مجهز شده است. این ربات ها به جای پزشکان در اتاق قرار دارند و دکتر می تواند در تعطیلات از طریق آن ها به مداوای بیماران خود بپردازد. به کمک این شیوه غیبت پزشکان از بیمارستان به هیچ عنوان احساس نمی شود.
صدای پزشک از طریق دستگاهی که در سر ربات نصب شده پخش می شود، گویی که مریض درحال گفت وگوی رو در رو با پزشک است و عکس العمل بیماران نسبت به این روش بسیار مثبت بوده است. برای آنها ارتباط برقرار کردن با پزشک از طریق یک ربات بسیار رضایت بخش است.
در بیمارستان جان هاپکینز نیز ربات هایی مستقر شده اند تا حرف های پزشک و بیمار را زمانی که به زبان مشترک تکلم نمی کنند ترجمه کنند.
ربات های نصیحت گر هم در بیمارستان ها بسیار پرطرفدار هستند . این ربات ها علاوه بر دادن اطلاعات و نصایح پزشکی به بیماران، به بیمارانی که دچار سکته شده اند کمک می کنند تا در طول دوران درمان به بازی های کامپیوتری مشغول شوند.
دکتر لوییس کواسی مدیر دپارتمان اورولوژی نظام پزشکی ایسلند می گوید: طبق مطالعات وی هیچ یک از بیماران تاکنون نسبت به معاینه توسط این روبات ها شکایتی نداشته اند. او بر این باور است که روبات ها به زودی بیمارستان ها را تسخیر خواهند کرد.
ریبا نوع دیگری از ربات های پرستار است که می تواند یک فرد ۶۰ کیلویی را حمل و جابه جا کند. ریبا که شبیه یک بچه خرس سفید است، در بیمارستان های ژاپن به کار گرفته می شود. این ربات پرستار به پزشکان و پرستاران واقعی در جابه جایی بیماران از روی صندلی چرخدار به تخت و برعکس کمک می کند.
ربات پرستار ریبا
ربات در نقش بیمار
رباتی در مرکز تحقیقاتی کمپانی علمی Gaumard، واقع در فلوریدا طراحی و ساخته شده است که ربات مادر Noelle نام دارد. ربات Noelle از دسته ربات های پزشکی است که در جهت کاهش خطای پزشکان جوان در شرایط واقعی ساخته شده است. این ربات نه تنها زایمان های طبیعی را شبیه سازی می کند، بلکه زایمان های غیر طبیعی همچون سزارین را نیز می تواند نشان دهد.
از نکات جالب توجه این ربات، استفاده از علایم حیاتی در بدن مصنوعی آنهاست، به عنوان مثال اگر پوست نوزاد در ناحیه دست و گونه آبی باشند، یعنی نوزاد دچار مشکل است و اگر صورتی باشد، حاکی از سلامتی نوزاد است. این ربات قیمتی نزدیک به 20 هزار دلار دارد.
ربات شامل یک مادر، یک نوزاد در حال تولد و یک نوزاد تازه متولد شده است. نوزاد تازه به دنیا آمده توانایی تغییر رنگ پوست و فشار خون و همچنین توانایی شبیه سازی حالات مختلف صدای قلب مادر، نوزاد در حال تولد و نوزاد متولد شده را دارد. توانایی شبیه سازی زایمان های غیر طبیعی و امکان شبیه سازی استفاده از تیغ جراحی نیز از قابلیت های دیگر این ربات است.
ربات پذیرش
این ربات در بیمارستانی در ژاپن کار هدایت و پذیرش بیماران را انجام می دهد و به آنها خوش آمد می گوید . همچنین اثاثیه آن ها را نیز حمل می کند. 5/1 کیلومتر بر ساعت سرعت و 3/1 متر ارتفاع دارد.
ربات داروساز و دارو فروش
گروهی از دانشمندان ایتالیایی اولین ربات هوشمند دنیا را که به طور خودکار توانایی آماده سازی داروهای بیماری های غددی را در یک محیط استریل دارد، ساخته اند.
این ربات هوشمند که سیتوکر (CytoCare) نامیده می شود، دو متر قد دارد و مجهز به یک بازو شبیه به بازوی انسان با شش محور است، این ربات به طور خودکار توانایی دستکاری و آماده سازی داروهای بیماری های غدد را دارد و دوز دارو را به دقت برای تزریق به بیمار آماده می کند.
محققـان مـوسسه -گروه لوچونی آنجلی رزورا- این ربات را ساخته و تاکنون در بسیاری از بیمارستان های دانشگاهی دنیا از جمله بیمارستان چارینگ کراس لندن، بیمـارستـان تخصصـی پنانگ در مالزی، بیمارستان اومبرتوی اول و پردیس دانشگاه پلی تکنیک پزشکی زیستی رم نصب شده است.
این سیستم، خطرات و خطاهای آماده سازی این داروها را تاحد قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. از امتیازات این ربات جدید می توان به بهبود کیفیت داروهای شیمی درمانی و ترکیب دقیق آن ها اشاره کرد. همچنین استفاده از این ربات در سازمان های داروهای بیمارستانی، زمان آماده سازی دارو را تا حد چشمگیری کاهش می دهد. بیمارستان های آمریکا نیز استفاده از ربات های داروسازی را که برای حذف خطاهای دارویی خطرناک طراحی شده اند، آغاز کرده اند. بیمارستان لویولا در شیکاگو اعلام کرد این نخستین بار در مرکز آمریکا است که از ربات PillPick استفاده می شود.
این ربات دارای دو بازو است که دوزهایی از دارو را در کیسه های پلاستیکی که بارکدی برای شناسایی دارو در آن قرار داده شده، می ریزد. یک پرستار می تواند بارکد روی بسته دارو با بارکد روی مچ بند بیمار را اسکن کند. درصورتی که داروی به طور اشتباه یا با دز اشتباه داده شود، رایانه با انتشار صدای اخطار ، یک صفحه هشدار بر روی صفحه آن ظـاهر خواهد کرد.
این ربات 1/5 میلیون دلاری توسط شرکت راهبردهای مراقبت بهداشت سوئیس لاگ ساخته شده است. این ربات برای حدف خطای انسانی جدی طراحی شده است. سال گذشته در بیمارستانی در کالیفرنیا به دو نوزاد دوقلو به جای 10 واحد در میلیمتـر، 10 هزار واحد هپارین رقیق کننده خون تزریق شد. علت این اشتباه آن بود که یک تکنسین داروسازی به اشتباه شیشه های دارو با دزهـای مختلـف را در یک کشو قرار داده بود. خطای رایج دیگر اشتباه کردن داروها با دیکته مشابه است.
هـمچنیـن ربـات دارو فـروشـی سـاختـه شـده است که بیش از 1200 ساعت صرفه جویی زمانی بـرای کـارکنان داروخانه ها به همراه دارد، این ربـات در داروخـانـه بـیـمارستان ماسگرو پارک انـگـلـیس به کار گرفته شده است.
این ربات با اسـتـفــاده از بــارکــدهــایـی، داروهـای مـورد نـیـاز بیماران را تشخیص داده و در اختیار آن ها قرار می دهد. اگرچه میزان خطای این ربات یک از هر 10هزار مورد است، اما تجویزاتش از سوی فرد دیگری کنترل می شود. زمان صرفه جویی در این حـالـت بـه معنـی آن اسـت که داروساز فرصت بیشتری را برای کنترل داروهای داروخانه ها به دست می آورد. آزمایش این سیستم ظرف چند ماه گذشته 30هزار پوند صرفه جویی مالی را بــرای بـیـمــارسـتـان مـاسگـرو پـارک در بـرداشتـه اسـت. ایـن ربات به داروساز امکان می دهد تا زمـان بـیـشـتـری را بـرای رسـیـدگـی بـه وضعیت بیماران بخش ها اختصاص دهد.
تمیز کردن بیماران بستری توسط ربات
Codyرباتی است که در انستیتوی تکنولوژی جورجیا در ایالات متحده ساخته شده و پیش بینی می شود که این ربات برای اولین بار بتواند بازوها و پاهای یک فرد زنده را با حرکاتی مالشی پاک کند.
ایـن ابـداع می تواند در آینده منجر به تولید ربات هایی شود که بتوانند به صورت مستقل یک فرد بیمار روی تخت را تمیز کنند.
Cody دارای بازوهایی مطیع و تحت اختیار است که به انتهای یکی از آن ها دستکش مخصوص استحمام متصل است. نواحی مورد نظر پوست بیمار به وسیله یک دوربین و هدف یاب (مسافت یاب) لیزری انتخاب شده و سپس ربات به وسیله صابون و دستکش مخصوص در دستش و حرکات مالشی بسیار ملایم و نرم آن جا را تمیز می کند.
مفاصل ربات به گونه ای طراحی شده که جلوی هرگونه فشارهای غیرمترقبه یا ضربات سهوی را گرفته و اثر آن را کاهش می دهد. ربات به گونه ای برنامه ریزی شده که هرگز فشارهایی که موجب صدمه زدن یا آسیب دیدن بیمار و درد آمدن بدن او می شود را به کار نمی برد. علاوه بر تمامی این ملاحظات، ربات دارای یک دکمه توقف است که در موقع لزوم حرکت ربات را به طور کامل متوقف می کند.
در ایـن تجـربـه تمـاس اولیـه تـوسط ربات برقرار می شود و با تجارب قبلی ارتباط انسان – ربات که پیش از این انجام شده و در آن انسان آغازگر ارتباط بود، متفاوت است.
اثرات روانی داشتن یک ربات خودکار روی بیماران که نظافت بیمار را انجام می دهد هنـوز مشخـص نشـده اسـت. محققـان معتقـدند داشتن رباتی برای بیماران ناتوان که مراقبت های بهداشتی مانند تمیز کردن دست و پای آن ها روی تخت را انجام می دهد باعث می شود حس استقلال و حریم شخصی بیماران بیش از پیش افزایش یابد و کیفیت زندگی شان را بهبود بخشد.
پرستارانی هستند که از تمیز کردن دست و پای بیماران خجالت زده شده و باعث می شوند بیمار احساس ناخوشایندی داشته باشد، این ربات می تواند کمک حال این گونه پرستاران نیز باشد .Cody در آخرین کنفرانس بین المللی سیستم ها و ربات های هوشمند (2010 IEEE ) در تایوان معرفی شد.
ربات های فوق کوچک پزشکی
heartlander
جـراح ، هـارت لـنـدر را از طـریـق تـصـاویـر ویـدیـویـی بـا اشـعه ایکس یا یک ردیاب مغناطیسی کنترل می کند و مانند بازی کامپیوتری، کنترلر(جوی استیک) را بالا و پایین می برد. باز کردن عروق مسدود شده یا شریان های مشکل دار قلب، نمونه برداری، تـزریق سلول های بنیادی به عضلات قلب از جمله توانمندی های این ربات فوق کوچک است.
ViRob
از جمله ربات هایی است که با منبع انرژی درونی طراحی شده اما به عقیده طراحانش همین منبع تغذیه باعث شده ابعاد آن برای جراحی های حساس و در مقیاس کوچک مناسب نباشد. برای حل این مشکل، منبع تغذیه را از آن جدا کردند و به جای آن از روش الکترومغناطیسی برای رانش ربات به جلو استفاده می کنند. این ربات 16 پای متحرک دارد که با افزایش و کاهش جریان مغناطیسی در نزدیکی بدن می توان پاهای آن را به هر سمت حرکت داد. کوچک ترین نمونه ای که از این ربات ساخته شده، تنها یک و نیم میلی متر طول دارد.
SpineAssist
رباتی است که در جراحی های مربوط به ستون فقرات مورد استفاده قرار می گیرد. پیوند دو مهره از جمله کارهایی است که این ربات قادر به انجام آن است. با ایجاد حـفـره ای در پـشـت، ایـن ربـات بـا گـیـره ای نـگه داشته می شود و ربات با پیدا کردن مناسب ترین نقطه در ستون مهره ها، نقاط مشکل دار یا از هم جدا شده را به هم پیوند می دهد.
heartlander
SpineAssist
ViRob
ربات درمانی Robotic Therapy
در آمریکا مطالعات جدید نشان می دهد که ربات می تواند به کمک مردم بیاید تا سال ها بعد از سکته مغزی دست و پای خود را حرکت دهند.
این مطالعه که در مجله پزشکی نیوانگلند به چاپ رسیده اشاره دارد که ربات درمانی برای اندام فوقانی می تواند حرکت دست افراد ناتوان طولانی مدت را بهبود بخشد.
سکتـه مغـزی عـامـل نـاتـوانـی طـولانـی مدت اسـت. بـر طبـق اظهـار نظر انجمن سکته مغزی آمریکا، هر ساله حدود 700 هزار آمریکایی دچار سکته مغزی می شوند که اغلب به اختلال در اندام فوقانی منجر می شود.
اگــرچــه روش هــای مـخـتـلــف بــرای درمـان بـیـمـاران سـکـتـه مغزی توسعه یافته است، ولی ثــابـت شـد کـه درمـان بـا کـمـک ربـات اکـثـرا در بازسازی جنبش اندام دست موثر بوده است.
کمک پزشکی به رباتیک
تعامل مغز انسان و ربات
محققان شرکت خودروسازی ژاپنی "هوندا" فناوری نوینی ابداع کرده اند که از سیگنال های مغز انسان برای کنترل حرکات ساده ربات ها استفاده می کند. فناوری جدید می تواند در آینده جایگزین صفحه کلید برای ارتباط با رایانه و یا حتـی تلفن های همراه شده و برای افرادی که دچار آسیب های نخاعی شده اند، کاربرد داشته باشد.
مسئولان شرکت "هوندا" اعلام کردند فناوری جدید نه تنها برای هوشمند کردن ربات انسان نمای معروف این شرکت به نام "آسیمو" مفید واقع می شود، بلکه در آینده در صنعت خودروسازی نیز کارایی خواهد داشت . ربات "آسیمو" با حدود 125 سانتی متر قد، دارای قابلیت سخن گفتن، راه رفتن روی دو پا و حتی دور زدن است . این شرکت برای دست یابی کامل به فناوری حرکت کردن "آسیمو" بر اساس سیگنال های مغزی صاحب آن، به دست کم پنج سال دیگر زمان نیاز دارد.
حرف زدن ربات
icubeربات کودک مجهز به هوش مصنوعی پیشرفته است که پنج سال قبل ساخته شد و تاکنون حرف زدن و بازی با توپ و لگو را آموخته است.
ایده این پروژه در حقیقت مطالعه بر روی توسعه هوش از طریق ساخت مدلها و الگوریتمها در یک ربات انسان نما است. این ربات کودک مجهز به آخرین نسل چشم است که همانند چشم ما حرکت می کند.
درحال حاضر این ربات قابل قیاس با تواناییهای یک کودک واقعی نیست. یک بچه یکساله به مراتب باهوش تر از این ربات است.
تقلید از آناتومی بدن انسان و حیوان
به وسیله علم بیومکانیک و سایر رشته های مرتبط پزشکی از حرکات انسان یا حیوان برای راه رفتن یا خزیدن یا پریدن ربات استفاده می شود.
ربات دندانپزشک
شکل مدرن ترین مطب دندانپزشکی در دنیا را نشان می دهد. کافی است فرد فقط روی صندلی دندانپزشکی بنشینید. همین که روی صندلی بنشیند، یک عینک مـخـصـوص روی چـشمانش قرار می گیرد که در طول جلسه درمان دندانپزشکیتان می توانید فیلم مورد علاقه تان را ببینید و صداها و موسیقی های دلخواه تان را از گوشی هدفونی که روی گوش هایتان قرار می گیرد، بشنوید.
فقط نسل های اول ربات های دندانپزشک ساخته شده اند و هنوز پروانه تاسیس مطب نگرفته اند. نخستین دریل دندانپزشکی رباتیک به تازگی در اروپا و آمریکا روی بیماران امتحان شده است. یک فریم روی دهان قرار می گیرد، سپس یک سوزن خیلی باریک در لثه فرو می رود تا موقعیت، ضخامت و ارتفاع استخوان فک برای کار گذاشتن ایمپلنت را ارزیابی کند. این اطلاعات به صورت بی سیم به یک کامپیوتر منتقل می شود، این اطلاعات در کنار اطلاعاتی که در گذشته با یک تصویر سی تی اسکن از فک در کامپیوتر وجود دارد، قرار می گیرد. در این لحظه دندانپزشک فقط یک دکمه را فشار می دهد و ربات دندانپزشک ایمپلنت را با استفاده از این اطـلاعـات در محـل صحیـح خـود قـرار خواهد داد.شرکت بین المللیSRI با همکاری گروهی از دانشمندان سیستم جراح ، رباتی را ابداع کرده است که می تواند در آینده ای نزدیک جایگزین بیمـارستـان هـای متحرک و پزشکان نظامی در میادین جنگ شود.
هدف اصلی از تولید این سازه یکپارچه رباتیک جـراح، ارائـه خـدمات درمانی سریع و مطمئن به سربازان مجروح قبل از انتقال آن ها به بیمارستان ها عنوان شده است. در نتیجه این ربات باید توانایی انجام فرایندهای احیا افراد را نیز داشته باشد.
کپسول رباتیک
گروهی از پژوهشگران موفق به ابداع نمونه اولـیــه یــک کپسـول ربـاتیـک شـده انـد کـه بـدون آسیب رساندن به بافت به روده می چسبد. این کپسول رباتیک به حدی چسبنده است که داخل روده محکم قرار می گیرد و به قدر کافی نرم است که آسیبی به بافت روده نمی رساند. این ربات چسبنده که می توان آن را مانند یک قرص معمولی بلعید، پس از آن در بدن حرکت می کند تا به روده برسد. پس از بلعیدن کپسول رباتیک، پـزشـک مـی تـوانـد بـا کمک یک قسمت کنترل بی سیم به ربات فرمان دهد که چه موقع پاهایش را آزاد کرده و به روده متصل شود.
چنین رباتی می تواند امکان مشاهده دقیق و بدون درد را در داخل بدن فراهم کرده و انجام بـیـوپسی ها (نمونه برداری های بافتی) تحویل داروهـا، درمـان قـلـب و سـایـر کـاربرد پزشکی ــ درمانی را متحول کند. با استفاده از چنین ابزار رباتیک می توان به کنترل جابه جایی و حرکت قـرص هـای دوربـیـنـی بـرای تـصـویـربـرداری از داخل روده کمک کرد. البته کاربرد درجه یک این کپسول ظریف انجام بیوپسی ( نمونه برداری از بافتی است که به منظور بررسی دقیق تر از بدن گرفته می شود ) است. کاربرد مهم دیگر آن کنترل خونریزی های داخلی است. هر چند هنوز این ربات برای چنین کاربردهای پیچیـده ای آمـاده نیسـت، امـا تحقیقات دانشمندان برای به ثمر رساندن آن برای انجام کارهای مهم پزشکی ادامه دارد.
نتیجه گیری
اگر بخواهیم یک جمع بندی کلی داشته باشیم از ربات ها در زمینه پزشکی برای سهولت کار پزشکان و پرستاران و جراحان استفاده می شود. استفاده از ربات برای عمل ها به خصوص عمل های دقیقی مانند یک عمل جراحی مغز بسیار ضروری است و می تواند محدودیت های دست یک جراح را جبران کند، زیرا همانطور که گفته شد دست های جراح محدودیت های فراوانی دارد : به طور مثال در طول عمل خسته می شود و از طرفی مکان های بسیاری در مغز وجود دارد که جراح در حالت عادی به آنها دست یابد.
همینطور استفاده از ربات ها تنها منتهی به زمینه پزشکی نمی شود و در بسیاری از زمینه های دیگر از قبیل صنعت و کشاورزی و …. برای افزایش دقت و صرفه جویی در زمان و سهولت کار انسانها استفاده می شود.
پیش بینی شده در چندین سال آینده ربات ها به گونه ای ارتقا پیدا می کنند که جایگزین انسانها خواهند شد.
با تشکر از توجه شما