Robots en la medicina Bashny.Net

Hoy en día, los grupos de investigación de todo el mundo tratando de encontrar el concepto de uso de robots en la medicina. Aunque correcta, tal vez, por no decir "haber dado con." A juzgar por el número de desarrollo y los intereses de los diversos grupos de investigación, se puede argumentar que la dirección principal fue la creación de micro-robots médicos. Esto también puede incluir robots y con el prefijo "nano". Y los primeros éxitos en esta área se han hecho recientemente, hace sólo ocho años.

En 2006 un grupo de investigadores dirigido por Silvana Martel por primera vez en el mundo celebró una exitosa experimento mediante la ejecución de un pequeño robot del tamaño de una pelota desde una pluma en la arteria carótida de los cerdos vivos. Al mismo tiempo, el robot se mueve sobre todo asignados "waypoints". Y en los últimos años desde mikrorobototehnika algún avance.

Uno de los principales objetivos para los ingenieros de hoy es crear robots médicos que serán capaces de moverse no sólo en las arterias principales, sino también en un número relativamente estrechos los vasos sanguíneos. Esto permitiría tratamientos complejos sin dicha cirugía traumática.

Pero esta no es la única ventaja potencial de micro-robots. En primer lugar, que serían útiles en el tratamiento del cáncer, específicamente la entrega de la droga directamente a los tumores malignos. El valor de esta posibilidad es difícil exagerar: los medicamentos de quimioterapia se administran por goteo, asestando un duro golpe al cuerpo. De hecho, es un veneno fuerte que afecta a múltiples órganos internos, y para la empresa, el propio tumor. Esto se compara con un bombardeo masivo para destruir la pequeña solo objetivo.

La tarea de crear estos microrobots ubicados en el cruce de varias disciplinas científicas. Por ejemplo, desde el punto de vista de la física - cómo hacer que un objeto tan pequeño para moverse de forma independiente en un líquido viscoso, que para él es la sangre? Desde el punto de vista de la ingeniería - cómo proporcionar el robot con la energía y la forma de realizar el seguimiento del movimiento del cuerpo de un objeto pequeño? Desde el punto de vista de la biología - los materiales utilizados para la fabricación de robots de modo que no hacen daño al cuerpo humano? E idealmente, los robots deben ser biodegradable, no era necesario todavía para resolver el problema de su retirada del cuerpo.

Un ejemplo de cómo micro-robots pueden "contaminar" el cuerpo del paciente es "bioraketa».



Esta forma de realización es un núcleo de titanio microrobot, rodeado por una funda de aluminio. Robot 20 micras de diámetro. El aluminio reacciona con el agua en el curso de la cual la superficie de la concha formada burbujas de hidrógeno que empujan toda la construcción. En el agua, este "bioraketa" flota en una segunda distancia igual a su diámetro 150. Esto puede ser comparado a un hombre de dos metros de altura, que es un segundo nada 300 metros, 12 piscinas. Opera un motor de química sobre 5 minutos por la adición de galio, reduce la intensidad de la formación de la película de óxido. Es decir, el rango máximo de crucero de unos 900 mm de agua. La dirección del movimiento del robot se establece por un campo magnético externo, y se puede utilizar para detectar la administración de fármacos. Pero sólo después de la desecación de "carga", en un paciente sería un microesferas de dispersión con una cáscara de aluminio, que no es beneficioso para el cuerpo humano, a diferencia de titanio biológicamente neutro.

Micro-robots tienen que ser tan pequeña que simplemente a escala en el tamaño deseado tecnologías tradicionales no funcionan. Sin piezas estándar de tamaño adecuado también no produjo. E incluso si se hiciera, simplemente no habrían llegado a esas necesidades específicas. Y debido a que los investigadores, ya que tiene muchas veces en la historia de las invenciones, buscando inspiración en la naturaleza. Por ejemplo, las mismas bacterias. En el micro, y cuanto más la nanoescala son completamente diferentes leyes físicas. En particular, el agua es un líquido muy viscoso. Por lo tanto, es necesario utilizar otras soluciones de ingeniería para el movimiento de micro-robots. Las bacterias suelen resolver este problema con la ayuda de los cilios.

A principios de este año, un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto ha creado un prototipo de microrobot longitud de 1 mm del campo magnético externo y está equipado con dos pinzas. Los desarrolladores lograron utilizarlo para construir un puente. Además, este robot puede ser utilizado no sólo para la administración de fármacos, sino también para la reparación mecánica de tejido en el sistema y los órganos circulatorios.

robots muscular h4> Otra tendencia interesante en mikrorobototehnike - robots, impulsado por los músculos. Por ejemplo, hay un proyecto de este tipo: la electricidad estimuló célula muscular, a la que se adjunta un robot cuya "columna vertebral" está hecho de hidrogel
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Este sistema reproduce esencialmente la solución natural que ocurre en muchos organismos mamíferos. Por ejemplo, en la contracción del músculo del cuerpo humano es transmitida a través de los huesos del tendón. Este Biorobot cuando la célula se reduce bajo la influencia de la electricidad, la "columna vertebral" de curvas y barras transversales que sirven como patas, atraídos el uno al otro. Si uno de ellos es en flexión "cresta" se mueve una distancia más corta, el robot se mueve hacia este "pie».

Hay otra visión de lo que deberían ser los médicos micro-robots: formas suaves y repetitivos de diferentes seres vivos. Por ejemplo, es un robo-abeja tales (Robobee).



Sin embargo, no está destinada a propósitos médicos, y por un número de otros: la polinización, búsqueda y rescate, detección de sustancias tóxicas. Los autores del proyecto, por supuesto, no copiar ciegamente las características anatómicas de las abejas. En lugar de ello, analizan cuidadosamente todo tipo de "diseño" de organismos de diferentes insectos, adaptación y aplicación de ellos en la mecánica.

U otro ejemplo del uso de origen natural "estructuras" - microrobot en un bivalvo. Se mueve con la ayuda de aleteo "alas", creando así una corriente de chorro. A una tasa de alrededor de 1 mm, puede flotar dentro del globo ocular humano. Como la mayoría de otros robots médicos, la "almeja" como fuente de energía utiliza un campo magnético externo. Pero hay una diferencia importante - que sólo se pone la energía para moverse, el campo en sí no se mueve, a diferencia de la mayoría de los otros tipos de micro-robots
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Grandes robots h4> Por supuesto, sólo uno microrobots parque no se limita a los equipos médicos. En la ciencia ficción y películas de robots médicos libros se presentan generalmente en forma de hombre cirujano reemplazo. Al igual, que es una especie de gran dispositivo que forma rápida y precisa producir todo tipo de manipulaciones quirúrgicas. No es sorprendente que esta idea se puso en práctica una de la primera. Por supuesto, los robots quirúrgicos modernos no son capaces de sustituir a toda la persona, pero coserlos ya bastante confianza. También se utilizan como una extensión de las manos del cirujano como remos.


Sin embargo, la comunidad médica no pierde el debate sobre el uso de este tipo de máquinas. Muchos expertos son de la opinión de que el особых beneficios tales robots no dan , y debido a su alto precio существенно aumentar el costo de los servicios médicos . Por otro lado, hay un исследование, según el cual los pacientes con cáncer de próstata que se sometieron a intervención quirúrgica con un asistente robot en el futuro requiere un uso menos intensivo de medicamentos hormonales y radioterapia. En general, no es sorprendente que los esfuerzos de muchos científicos estaban destinadas a la creación de micro-robots.

Interesante proyecto es Robonaut (Robonaut), robot telemedicina diseñado para ayudar a los astronautas. Esto es todavía un proyecto piloto, pero este enfoque puede ser utilizado no sólo para proporcionar un medio importante y caros en la formación de personas tales cómo los astronautas. Robots de telemedicina se pueden utilizar para ayudar en diversas áreas remotas. Por supuesto, sería apropiado si sería más barato para instalar en la enfermería de la taiga sordos o robot establecimiento de la montaña de mantener un paramédico en la nómina.



Y este robot médica aún más altamente especializado, se utiliza para tratar la calvicie. ARTAS se dedica a la "excavación" los folículos automáticas pilosos del cuero cabelludo del paciente, basado en fotos de alta resolución. Entonces el hombre médico mano introduce "cosecha" en las zonas calvas.



Aún así, el mundo de los robots médicos no son tan monótona que parezca persona sin experiencia. Por otra parte, está creciendo activamente, viene la acumulación de ideas, resultados experimentales, en busca de los enfoques más eficaces. Y quién sabe, tal vez incluso en nuestra vida la palabra "cirujano": el médico no es con un bisturí, y un frasco de micro-robots, que será suficiente para tragar o introducir goteo.

Fuente: geektimes.ru/company/asus/blog/242432/