Заменить человека в работе, требующей серьезного риска, тяжелых физических затрат или отличающейся монотонностью, освободив его время для творчества, исследований, обучения – мечта человечества, воплотившаяся в реальность в начале двадцать первого века. Сделать это стало возможным благодаря интенсивному развитию робототехники - науки, которая занимается разработкой и запуском в производство роботов.
Робот - это устройство, которое налажено или запрограммировано так, что может выполнять действия разного уровня сложности без вмешательства человека. Такой механизм может быть полностью автономным или работать в соответствии с указаниями пользователя, который им управляет дистанционно.
Область применения робототехники постоянно расширяется. Роботы заняли свою нишу в промышленности и науке, в сфере обеспечения безопасности, обучении и, что особенно значимо, в медицине. В этой сфере интенсивность внедрения роботизированных устройств в практику растет с каждым годом. Участие роботов оказалось востребованным, а иногда и незаменимым в таких областях, как:
· Диагностика заболеваний.
· Хирургия, особенно при проведении высокоточных операций.
· Лучевая терапии онкологических больных.
· Санитарная обработка и дезинфекция.
· Уход за пациентами во время болезни или в период восстановления.
· Реабилитация больных с нарушениями двигательных функций.
· Внедрение новейших разработок, например, 3D-печать имплантов, протезов, внутренних органов.
Робототехника: ТОП-13 удивительных изобретений
1. Одним из первых устройств, созданных в медицинских целях, стал робот-хирург da Vinci. Уникальный механизм, названный в честь легендарного Леонардо да Винчи, появился в конце 1980-х и успешно используется по сей день. Естественно, современные аналоги все более совершенствуются. Врач оперирует пациента с помощью робота, управляя им со специальной консоли. Движения рук специалиста передаются механизму, а он воспроизводит их с точностью, пятикратно превышающей человеческие возможности. Это позволяет уменьшить площадь хирургических разрезов, сделать их максимально локальными. Такой подход существенно снижает травматичность операции, уменьшает время реабилитации и риск присоединения инфекции. А также снижает нагрузку на врачей и устраняет риск заражения хирурга от пациента, являющегося носителем любого заболевания, передающегося при контакте с кровью.
2. Точная диагностика - половина пути к успешному лечению любых болезней. В этой сфере робототехника задействована особенно активно. Немецкая компания KUKA спроектировала робота, который представляет собой чувствительную панель, оснащенную уникальным программным обеспечением. Пациент упирается ногами в устройство, которое проводит полную ортопедическую диагностику. Данные тут же передаются в компьютер и обрабатываются. На их основании можно сделать, например, точную биомеханическую модель колена.
3. Внедрены в практику медицинские роботы, способные проводить эндоскопическую диагностику (методика, позволяющая осматривать полости человеческого организма). Обычно это достаточно неприятные процедуры, во время которых пациент испытывает сильный психологический и физический дискомфорт. Для решения проблемы создано крохотное роботизированное устройство, оснащенное точной камерой. Больному достаточно просто проглотить микроробота, который пройдет по всему пищеварительному тракту, делая подробную видеозапись. Информация транслируется на компьютер в режиме онлайн. Доктор может рассмотреть любые мельчайшие подробности, которые не были бы видны при обычной эндоскопии. А пациент будет избавлен от всех неприятных ощущений.
4. В больнице при Копенгагенском университете используют роботов UR5 для работы в лаборатории. Два устройства органично действуют сообща. Первое сортирует образцы анализов, распознавая и фиксируя на видео цветную маркировку на пробирках, а второе передает их в аппараты для проведения тестов. Они могут обработать около 3000 образцов в день, ведь роботам не нужно делать перерывов для отдыха. Это позволяет облегчить работу персонала, ускоряет выдачу готовых результатов.
5. Часто роботов применяют в лучевой терапии, когда необходимо очень точно воздействовать на опухоль, минимально травмируя здоровые ткани. Успеха в этой области добилась уже упомянутая нами компания KUKA. Ее специалисты создали роботизированную кушетку, снабженную встроенным рентгеном. Он позволяет детально увидеть опухоль, что дает возможность обрабатывать лучами только пораженные участки.
6. С момента распространения в мире пандемии коронавируса вопрос дезинфекции помещений стоит крайне остро. Особенно для медицинских учреждений. Робототехника и здесь пришла на помощь. Спроектированы и запущены в эксплуатацию мобильные роботы, которые самостоятельно передвигаются в пространстве, кварцуя помещения. Это настоящее спасение, к примеру, для медицинского персонала, которому приходится заниматься дезинфекцией в «красной зоне». Робот все сделает сам, без участия человека.
7. Нанотехнологии в робототехнике творят настоящие чудеса. Ученые разработали микроскопических роботов, которые снабжены аналогом двигателя и могут передвигаться по кровеносной системе человека под действием магнитного поля. Это позволяет доставлять лекарственные препараты точно к цели, существенно уменьшая их общее вредное воздействие на организм и устраняя побочные эффекты.
В Ирландии по подобной технологии создали нанобота для революционного способа борьбы с злокачественными патологиями. Роботов доставляют к цели, вводя в кровоток. Оказавшись на месте, они расправляют специальные «щупальца», которыми временно блокируют поступление крови к опухоли. Оказавшись без питания, ее ткани погибают. После успешного устранения онкологического поражения, наноботы убирают фиксацию, и кровообращение восстанавливается.
Появились и такие роботы, которые в будущем успешно заменят антибиотики. Они созданы из золотых проволок и покрыты эритроцитами. Устройство блокирует бактерии и вирусы в крови и нейтрализует их. Таких наноботов можно направить к очагу инфекции локально, что в разы ускоряет процесс исцеления, а отказ от классических антибиотиков, обладающих большим количеством побочных эффектов, наилучшим образом скажется на общем состоянии пациента.
8. Робототехника в медицине позволяет значительно облегчить жизнь тех больных, которые, казалось бы, уже безнадежны. Создание экзоскелетов и роботизированных протезов буквально поднимает на ноги самых сложных пациентов. Экзоскелеты успешно помогают в процессе реабилитации при патологиях опорно-двигательной системы. Это удивительная возможность для людей, длительное время разбитых параличом, снова почувствовать радость автономного движения.
Роботизированные протезы, которые уже сейчас активно применяют в медицинской практике, работают на технологиях искусственного интеллекта. Они подсоединяются к нервным окончаниям пациента. После чего он может управлять механизированной конечностью с помощью импульсов головного мозга. Такие протезы дают возможность полноценно пользоваться искусственными руками или ногами, как настоящими.
9. Множество роботов применяют в медицинской и фармацевтической промышленности. Это устройства, которые помогают точно сортировать лекарственные препараты, упаковывать их. Такой подход существенно снижает необходимость в применении ручного труда. Также роботы могут собирать сложные медицинские инструменты. Механизм, с интегрированным в него соответствующим программным обеспечением, способен добиться идеального качества высокоточных приборов.
10. Активно практикуют использование автономных и управляемых роботов в качестве замены для младшего медицинского персонала. Умные устройства облегчают процесс ухода за пациентом, например, напоминают ему о своевременном приеме лекарств. Могут замерять текущие показатели состояния человека, к примеру, температуру или артериальное давление. Через них может быть налажена постоянная связь между доктором и больным. Такие роботы отлично справляются с транспортировкой пациентов. Это крайне удобно, когда речь идет о людях, страдающих избыточным весом.
11. Полезным новшеством в стационарах становятся роботы-транспортировщики. Они могут привозить пациентам лекарства и еду, забирать грязную посуду. Это поможет освободить массу времени у медсестер, которое они смогут уделить больным
.
12. Технология обучения, которую предоставляет робототехника, находится просто на грани фантастики. Например, американская компания METI разработала робота HPS, который является очень точным симулятором пациента. У этого андроида имеется дыхание, прощупывается пульс, зрачки реагируют на свет.
Устройство поддерживает 30 различных программ, которые позволяют имитировать состояние здорового человека, старика, беременной женщины и так далее. Робот позволяет студентам-медикам пройти полноценный клинический сценарий: провести диагностику, сделать забор анализов, назначить терапию и выполнить все необходимые процедуры. При этом нет необходимости отрабатывать медицинские навыки на живых пациентах.
Роботы-симуляторы активно используются для практики начинающих медиков в сфере акушерства и гинекологии, стоматологии. Для обучения зубных врачей разработано устройство, которое не только полностью повторяет человеческую челюсть, но и может издавать звуки боли, как пациент во время приема. Такой детальный подход помогает будущим медикам учиться с полным погружением в реальность.
13. В отдельную категорию можно выделить роботизированные устройства, которые направлены на особую реабилитацию пациентов. Создана система Hirob, полностью имитирующая движения лошади. Это уникальное устройство делает доступной иппотерапию - лечение заболеваний с помощью верховой езды. Трехмерное сканирование движений лошади позволило изготовить очень точный аналог.
Такой робот даст возможность многим пациентам с нервными расстройствами и патологиями опорно-двигательной системы получить помощь. В реальности иппотерапия - дорогостоящая методика, которую может позволить себе не каждый. К тому же, при настоящей верховой езде велика вероятность получения травм.
Роботы-компаньоны
Роботы-компаньоны - удивительное изобретение, которое робототехника развивает и в 2021 году. Лидируют в их создании американские разработчики и производители. Это устройства андроидного типа, призванные присматривать за больными, пожилыми людьми или пациентами, требующими постоянного врачебного надзора. Такой механический приятель способен поддержать нехитрую беседу, напомнить о времени приема лекарственных препаратов. Он анализирует настроение собеседника и реагирует соответствующим образом. Может включить музыку или аудиокнигу, рассказать анекдот, когда хозяину скучно.
Устройство распознает голосовые команды и может синхронизироваться с различными гаджетами. Способно заказать доставку еды или подключить видеозвонок. Для одинокого человека, особенно если он страдает какими-либо заболеваниями, это отличный выход. Робот купит лекарства в интернет-аптеке или вызовет скорую помощь, если это будет необходимо. Такие устройства могут быть разной степени мобильности, но, как правило, даже если они не способны передвигаться самостоятельно, то имеют компактный размер. Это дает возможность легко перемещать робота-компаньона по дому.
Робототехника развивается с такой стремительностью, что готова дать фору любому фантастическому роману. Механизмы заменяют человека во многих сферах. Огромное значение они имеют и в области медицины. Уникальные устройства для точнейшей диагностики и выполнения сложных операций, роботы-медсестры, помощники, компаньоны и учителя, наноботы, способные уничтожить вирусы, бактерии или опухоли, доставить нужные лекарства прямо в эпицентр недуга. Все это стало реальностью. И, судя по новым разработкам ученых, робототехника будет продолжать удивлять человечество.
Много интересных статей, вы можете найти на нашем сайте по ссылке Stoletnik.ru
Текст: Елена Карабанова
