Istraživači sa Univerziteta nauke i tehnologije u Kini razvili su mekani robotski „prst“ sa sofisticiranim čulom dodira koji može da obavlja rutinske lekarske preglede, uključujući merenje pulsa pacijenta i proveru abnormalnih kvržica. Ovaj rad je objavljen 9. oktobra u Cell Reports Phisical Science.
Takva tehnologija bi mogla da olakša lekarima da rano otkriju bolesti kao što je rak dojke, kada se one lakše leče. Takođe može pomoći pacijentima da se osećaju opušteno tokom fizičkih pregleda koji mogu izgledati neprijatno i invazivno.
„Daljim razvojem u cilju poboljšanja njegove efikasnosti, takođe verujemo da spretna ruka napravljena od takvih prstiju može da deluje kao ‘robodoktor’ u budućoj bolnici, poput lekara“, kaže Hongbo Vang, istraživač senzorskih tehnologija na Univerzitetu nauke. i Tehnologija Kine i autor studije.
„U kombinaciji sa mašinskim učenjem, mogu se postići automatski robotski pregled i dijagnoza, što je posebno korisno za ova nerazvijena područja u kojima postoji ozbiljan nedostatak zdravstvenih radnika.“
Iako kruti robotski prsti već postoje, stručnjaci su izrazili zabrinutost da ovi uređaji možda neće biti u skladu sa delikatnim zadacima potrebnim u okruženju lekarske ordinacije. Neki su ukazivali na potencijalne bezbednosne probleme, uključujući strah da bi preterani robotski prsti mogli da popucaju kvržice tokom pregleda.
Nedavno su naučnici razvili laganu, bezbednu i jeftinu meku robotiku koja može da rekonstruiše pokrete ljudskih ruku. Međutim, ovi uređaji nisu bili u stanju da osete složena svojstva objekata koje dodiruju kao pravi prsti.
„Uprkos izuzetnom napretku u poslednjoj deceniji, većina mekih prstiju predstavljenih u literaturi i dalje ima značajne praznine u poređenju sa ljudskim rukama“, pišu autori, napominjući da robotski prsti nisu bili spremni da se nose sa scenarijima iz „stvarnog sveta“.
Da bi prevazišli ovaj izazov, istraživači su razvili jednostavan uređaj koji sadrži zavojnice od provodnih vlakana sa dva dela — zavojnicu namotanu na svaku vazdušnu komoru aktuatora za savijanje uređaja (delovi koji mu omogućavaju da se kreće) i uvrnuto tečno metalno vlakno postavljeno na vrh prsta.
Merenjem svojstava koja utiču na to kako električna struja uređaja teče, tim je otkrio da mogu da prate, u realnom vremenu, koliko se prst savija dok dodiruje predmet i silu na vrhu prsta. Na ovaj način, uređaj bi mogao da percipira svojstva objekta jednako efikasno kao i ljudski dodir.
Da bi testirali uređaj, istraživači su počeli tako što su očetkali pero o vrh njegovog prsta.
„Uvećani prikaz jasno pokazuje promenu otpora, što ukazuje na njegovu visoku osetljivost u detekciji sile“, pišu autori.
Zatim su tapkali i gurali vrh prsta staklenom šipkom i više puta savijali prst, primećujući da senzori uređaja tačno primećuju vrstu i količinu sile koju su primenili.
Da bi testirali medicinske odseke prsta, postavili su ga na robotsku ruku i gledali kako identifikuje tri kvržice ugrađene u veliku silikonsku ploču, pritiskajući ih kao što bi to uradio lekar. Dok je postavljen na robotsku ruku, prst je takođe pravilno locirao arteriju na zglobu učesnika i merio im puls.
„Ljudi mogu lako prepoznati krutost različitih predmeta jednostavnim pritiskom prsta“, pišu autori. „Slično, pošto [uređaj] ima sposobnost da oseti i svoju deformaciju savijanja i silu na vrhu prsta, može da otkrije krutost sličnu našoj ljudskoj ruci jednostavnim pritiskom na predmet.
Pored uzimanja pulsa i ispitivanja simuliranih kvržica, istraživači su otkrili da robotski prst može da kuca „kao ljudska ruka“, izgovarajući reč „zdravo“.
Korišćenjem dodatnih senzora za stvaranje još veće fleksibilnosti u zglobovima prstiju robota, omogućavajući uređaju da se kreće u više pravaca poput ljudskog prsta, možda će biti spreman za efikasne i efikasne medicinske preglede u bliskoj budućnosti, zaključuju autori.
„Nadamo se da ćemo razviti inteligentnu, spretnu ruku, zajedno sa senzorizovanom robotskom rukom vođenom veštačkim mišićima, kako bi oponašali neuporedive funkcije i fine manipulacije ljudskih ruku“, rekao je Vang.
