Исследователи разработали сверхчувствительный, похожий на человеческий роботизированный «палец», способный безопасно проводить обычные медицинские осмотры, как это делает врач. Они говорят, что «рободоктора» вскоре можно будет увидеть в медицинских клиниках.
Пальцы врачей — это диагностические инструменты, которые используются для изучения всевозможных вещей о вас и вашем здоровье. Пальцы используются медицинскими работниками, например, для измерения вашего пульса, для ощупывания аномальных уплотнений в тканях под кожей, и их вставляют в, ну, темные, теплые места в диагностических целях.
Теперь исследователи из Департамента точного машиностроения и точного приборостроения в Университете науки и технологий Китая (USTC) создали вдохновленный человеком, гибкий роботизированный «палец» для проведения рутинных медицинских обследований, подобных перечисленным выше.
«Физическое обследование является одним из наиболее широко доступных, эффективных и безопасных подходов для раннего обнаружения уплотнений и других признаков рака груди», — говорят исследователи. «В традиционной китайской медицине врачи могут измерить пульс пациента на запястье… чтобы понять его или ее сердечные заболевания.
«С одной стороны, из-за нехватки обученных, опытных врачей некоторые заболевания или потенциальные риски могут не быть выявлены вовремя, чтобы предотвратить ухудшение. С другой стороны, большой процент людей не желает проходить медицинский осмотр, особенно те, кого осматривает врач противоположного пола. Таким образом, роботизированная пальпация привлекла пристальное внимание в исследовательском сообществе».
Учитывая сложность человеческой руки, даже самые продвинутые роботизированные руки все еще сильно отстают в достижении ее возможностей. Таким образом, для команды USTC достижение сопоставимого с человеческим тактильного восприятия для пальпации (ощупывания на предмет аномалий) и проприоцепции (способности ощущать движение и местоположение частей нашего тела) в мягком роботизированном пальце является довольно большой задачей.
Изгиб BSF под разными углами из-за давления, приводящего в движениеВан и др.
Их BSF, сокращение от bioinspired soft finger, состоит из изгибающегося исполнительного тела и интегрированного мультимодального датчика. Он имеет пальцеобразную полукруглую форму со структурой PneuNet (пневматические сети), класс мягкого привода, состоящего из ряда каналов и камер внутри эластомера. BSF изгибается внутрь, когда он находится под давлением, когда эти воздушные камеры расширяются. Его общая длина составляет 129 мм (5,08 дюйма).
«Предлагаемый BSF имеет простую конструкцию и требует только измерения сопротивления и индуктивности на двух клеммах для достижения тактильного восприятия, подобного человеческому», — объясняют исследователи. «Как и наш человеческий палец, BSF может воспринимать богатую информацию о физических свойствах объектов посредством активного прикосновения».
Исследователи проверили, как их BSF справится с медицинской пальпацией, как это сделал бы врач. Он мог искать и распознавать модельные уплотнения в некоторой модельной ткани на большой площади. Кроме того, «робопалец» успешно нашел артерию на запястье участника-человека и измерил его пульс. В исследовании не упоминалось, использовался ли палец для выполнения какого-либо типа инвазивного прогнозирования.
«Мы продемонстрировали, что BSF может нажимать и «чувствовать» жесткость объекта и выполнять безопасную и точную роботизированную пальпацию, аналогичную той, которую выполняет врач», — заявили исследователи. «Более того, BSD, установленный на роботизированной руке [с шестью степенями свободы], может определять местонахождение артерии на запястье участника и снимать [импульсы] для анализа в реальном времени. Эти результаты подчеркивают потенциал «рободокторов» для проведения медицинских осмотров в будущем».
По крайней мере, маловероятно, что BSF столкнется с проблемой холодных рук.
Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports: Physical Science.
