Сверхчувствительный роботизированный «палец» научился измерять пульс и проверять человека на наличие рака
Исследователи из Китайского университета науки и технологий разработали мягкий роботизированный «палец» со сложным чувством прикосновения, который может выполнять обычные врачебные осмотры, включая измерение пульса пациента и проверку на наличие аномальных уплотнений. Эта работа была опубликована в журнале Cell Press Cell Reports Physical Science.
Технология может облегчить врачам обнаружение таких заболеваний, как рак груди, на ранних стадиях, когда они лучше поддаются лечению. Она также может помочь пациентам чувствовать себя непринужденно во время физических осмотров, которые могут показаться неудобными и инвазивными.
Хунбо Ван,
исследователь сенсорных технологий в Китайском университете науки и технологий
«Мы также считаем, что путем дальнейшего развития для повышения эффективности рука из таких пальцев может выступать в качестве рободоктора в будущей больнице, как врач».
Он добавил, что в сочетании с машинным обучением можно добиться автоматического роботизированного обследования и диагностики, что особенно полезно для неразвитых регионов, где наблюдается серьезная нехватка работников здравоохранения.
Хотя роботизированные пальцы уже существуют, эксперты опасаются, что эти устройства могут не справиться с деликатными задачами в условиях врачебного кабинета. Некоторые указывают на потенциальные проблемы безопасности, так как роботизированные пальцы могут разорвать новообразования во время обследований.
Совсем недавно ученые разработали легкую, безопасную и недорогую мягкую робототехнику, которая может воссоздавать движения человеческих рук. Однако эти устройства не способны ощущать сложные свойства объектов, как это делают пальцы человека.
«Несмотря на значительный прогресс, достигнутый за последнее десятилетие, большинство мягких пальцев, описанных в литературе, по-прежнему имеют существенные недостатки по сравнению с человеческими руками», — пишут авторы, отмечая, что роботизированные пальцы не готовы к работе в реальных условиях.
Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи разработали простое устройство, которое содержит катушки из проводящего волокна с двумя частями — катушкой, намотанной на каждую воздушную камеру приводов изгиба устройства (части, которые позволяют ему двигаться), и скрученным жидким металлическим волокном, закрепленным на кончике пальца.
Измеряя свойства, которые влияют на то, как протекает электрический ток устройства, команда обнаружила, что они могут отслеживать в реальном времени, насколько сильно сгибается палец, касаясь объекта, и силу на кончике пальца. Таким образом, устройство может воспринимать свойства объекта так же эффективно, как человеческое прикосновение.
Чтобы протестировать устройство, исследователи начали с проведения пером по кончику пальца. Затем они постукивали и надавливали на кончик пальца стеклянным стержнем и многократно сгибали палец, наблюдая, что датчики устройства точно воспринимали тип и количество приложенной силы.
Чтобы проверить медицинские роботизированные пальцы, они установили их на роботизированную руку и наблюдали, как они идентифицировали три уплотнения, встроенные в большой силиконовый лист, нажимая на них, как это сделал бы врач. Будучи установленными на роботизированной руке, пальцы также правильно определили артерию на запястье участника и измерили его пульс.
«Люди могут легко распознавать жесткость различных объектов, просто нажимая на них пальцем, — пишут авторы. — Поскольку устройство способно ощущать как изгибную деформацию, так и силу на кончике пальца, оно может определять жесткость подобно человеческой руке, просто нажимая на объект».
Помимо измерения пульса и изучения имитированных опухолей, исследователи обнаружили, что роботизированный палец может печатать «как человеческая рука». Авторы приходят к выводу, что, дополнительные датчики для создания еще большей гибкости в суставах роботизированного пальца позволят устройству двигаться в нескольких направлениях, как человеческий палец, и в ближайшем будущем оно может быть готово к проведению эффективных и действенных медицинских обследований.
«Мы надеемся разработать интеллектуальную, ловкую руку вместе с сенсорной искусственной роботизированной рукой, приводимой в действие мышцами, чтобы имитировать непревзойденные функции и тонкие манипуляции человеческих рук», — сказал Ван.
Ранее сообщалось, что спа-салон в ila Only Spa в отеле Lotte New York Palace не такой, как привычные спа. Массаж там делает робот с искусственным интеллектом, созданный нью-йоркской компанией Aescape, специализирующейся на робототехнике.
