Научный мир стал свидетелем захватывающего прорыва в области медицинских технологий. Ученые из Китайского университета науки и технологий разработали мягкий роботизированный палец, который может выполнять важные функции, такие как измерение пульса и выявление аномальных уплотнений.
9 октября в журнале Cell Reports Physical Science появилась статья, в которой ученые подробно описали свою работу. Новый роботизированный палец обладает сложными осязательными функциями, что позволяет ему эффективно выполнять задачи, ранее доступные только врачам. Например, он может помочь в раннем выявлении рака груди, что критически важно для успешного лечения. Эта технология не только повышает точность диагностики, но и позволяет пациентам чувствовать себя более расслабленно во время осмотров.
Хунбо Ван, работающий над проектом, отмечает, что в будущем такие устройства могут стать «рободокторами» в больницах, выполняя функции, аналогичные врачам. В сочетании с машинным обучением, эта технология может обеспечить автоматизированные обследования, что особенно актуально для отдаленных регионов с нехваткой медицинских работников.
Хотя на рынке уже существуют жесткие роботизированные пальцы, они не всегда способны выполнять деликатные задачи, требующие тонкого осязания. Некоторые эксперты выражают опасения по поводу безопасности таких устройств. Например, слишком сильное давление может привести к повреждению тканей при обследовании. Поэтому создание мягкого, безопасного и чувствительного пальца стало важной задачей для исследователей.
Для достижения этой цели команда разработала устройство, состоящее из проводящих волокон, которые обеспечивают высокую чувствительность. Каждый палец включает в себя катушки, намотанные на воздушные камеры, и жидкометаллическое волокно на кончике. Это позволяет отслеживать, как сильно палец сгибается при контакте с объектом, и определять силу давления на кончик. Таким образом, устройство может воспринимать физические свойства объектов так же, как это делает человеческое прикосновение.
Чтобы протестировать свою разработку, ученые провели несколько экспериментов. Они начали с простых манипуляций, проводя пером по кончику пальца. Увеличенные изображения показали, как изменяется сопротивление, что свидетельствует о высокой чувствительности устройства. Затем они проверили, как палец реагирует на различные типы давления, например, постукивая стеклянной палочкой о кончик.
Для проверки медицинских возможностей палец установили на роботизированную руку. Ученые наблюдали, как он успешно идентифицировал три уплотнения, встроенные в силиконовый лист, имитируя действия врача. Палец также точно определил местонахождение артерии на запястье человека и измерил его пульс. Это продемонстрировало, что устройство может выполнять функции, аналогичные человеческим.
Авторы исследования подчеркивают, что благодаря своей способности ощущать как изгиб, так и силу на кончике пальца, роботизированный палец может различать жесткость объектов, подобно тому, как это делает человек. Кроме того, исследователи отметили, что палец способен печатать, произнося слово «привет», что открывает новые горизонты для взаимодействия между человеком и машиной.
В будущем команда планирует добавить дополнительные датчики, чтобы повысить гибкость и маневренность пальца. Это позволит устройству двигаться в нескольких направлениях, как человеческий палец, и проводить более эффективные медицинские обследования. Хунбо Ван выразил надежду, что в ближайшие годы они смогут создать интеллектуальную и ловкую руку, которая будет имитировать функции человеческих рук, включая тонкие манипуляции.