• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Roboty do operacji mózgu? Unijny projekt pokazuje jak to możliwe

    16.01.2012. 17:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Zespół naukowców, finansowany ze środków unijnych, opracował robota, który jest w stanie wspomóc neurochirurgów w przeprowadzaniu operacji mózgu o małej inwazyjności. Robot pracuje precyzyjnie i ma niesamowitą pamięć; do tego dysponuje 13 typami ruchów w porównaniu z 4 dostępnymi dla ręki człowieka oraz "dotykową" informacją zwrotną - wskazówkami fizycznymi, które umożliwiają lekarzom ocenę tkanki i obserwowanie siły przykładanej w czasie operacji. Projekt ROBOCAST (Integracja robota i czujników jako pomoc w doskonaleniu operacji i terapii wspomaganych komputerowo) otrzymał 3,45 mln EUR z tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (TIK) Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    Partnerzy ROBOCAST, pracujący pod kierunkiem Politecnico di Milano we Włoszech, postawili sobie za cel opracowanie metod i technik naukowych TIK do wspomagania operacji mózgu o małej inwazyjności. Opracowali sprzęt, nazywany przez ekspertów mechatroniką, z którego składa się korpus i układ nerwowy robota oraz oprogramowanie zapewniające inteligencję. Oprogramowanie obsługuje multirobota, niezależnego planistę trajektorii, zaawansowany sterownik i zestaw czujników.

    Konsorcjum ROBOCAST opracowało etap mechatroniczny projektu w postaci systemu modułowego z dwoma robotami i jedną aktywną sondą biomimetyczną. Wbudowano je w szkielet sensomotoryczny, aby funkcjonowały jako jedna jednostka.

    Pierwszy robot potrafi wyszukiwać swojego miniaturowego robota towarzyszącego za pomocą sześciu stopni swobody (DOF) oraz porusza się od lewej do prawej, w górę i w dół oraz do tyłu i do przodu. Dysponuje również trzema ruchami rotacyjnymi, a mianowicie do przodu i do tyłu, z boku na bok oraz od lewej do prawej. Wszystkie one współpracują w celu ulokowania towarzysza robota w dowolnym miejscu trójwymiarowej przestrzeni. Robot, jak twierdzą naukowcy, może również 10-krotnie złagodzić drżenie rąk chirurga.

    Miniaturowy robot trzyma sondę, która jest wprowadzana endoskopowo. Partnerzy informują, że optyczne urządzenia śledzące są umieszczone na końcówce sondy oraz na pacjencie. Przykładana siła jest kontrolowana przez robota, który steruje również położeniem za pomocą zestawu czujników. W ten sposób ustalana jest trajektoria interwencji chirurgicznej.

    Robot został sprawdzony pod kątem precyzyjności podczas testów chirurgii endoskopowej na manekinach. Zespół jest przekonany, że robot będzie mógł wspierać lekarzy w leczeniu pacjentów dotkniętych epilepsją, zespołem Tourette'a i chorobą Parkinsona.

    Naukowcy twierdzą, że ścieżka, którą podąża robot wewnątrz mózgu jest ustalana na podstawie atlasu ryzyka oraz analizy przedoperacyjnych informacji diagnostycznych.

    W skład zespołu ROBOCAST, który zaprezentował w tym roku model robota, wchodzą eksperci z Izraela, Niemiec, Wlk. Brytanii i Włoch. Dalsze plany badawcze obejmują opracowanie zabiegów neurochirurgii robotycznej na pacjentach, którzy pozostają przytomni w czasie operacji.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Teleoperacja, telechirurgia, zdalna chirugia - rodzaj operacji, przeprowadzanej przy pomocy robota chirurgicznego, sterowanego przez chirurga zdalnie. Dziedzina ta jest specjalistyczną formą telemedycyny. Łączy w sobie elementy chirurgii, telekomunikacji, informatyki oraz robotyki. W odróżnieniu od chirurgii zrobotyzowanej, telechirurgia pozwala na przeprowadzenie operacji, w której fizyczna odległość między pacjentem a lekarzem przestaje być istotna. Zadania chirurgiczne są wykonywane bezpośrednio przez robota medycznego, wyposażonego w odpowiednie narzędzia chirurgiczne. Robotem za pomocą konsoli sterowania zawierającej manipulatory kieruje lekarz, znajdujący się w innej lokalizacji. Ruchy manipulatorów przesyłane są za pomocą bezpiecznego połączenia telekomunikacyjnego do urządzenia na sali operacyjnej, które zamienia je na precyzyjne akcje narzędzi chirurgicznych. Chirurg przez cały czas trwania operacji otrzymuje sygnał audiowizualny wraz z pomiarami czujników w które wyposażony jest robot. Koło kastora (Koło samonastawne) - jest to koło umożliwiające ruch robota. Nie ma ono żadnych dodatkowych właściwości, tzn. nie jest ani napędzane, ani kierowane. Mocowane jest tak, aby obracało się zgodnie z kierunkiem ruchu robota. BigDog – mobilny czworonożny robot stworzony przez firmę Boston Dynamics w 2005 roku. Budowa robota jest finansowana przez DARPA, a jego głównym zadaniem ma być przenoszenie ciężkich ładunków dla małych grup żołnierzy operujących na obcym trudnym terenie uniemożliwiającym korzystanie z pojazdów kołowych. Robot dysponuje laserowym żyroskopem oraz systemem widzenia stereoskopowego. Stworzono trzy wersje robota, ostatnią jest AlphaDog.

    Planowanie akcji to zagadnienie związane ze sztuczną inteligencją, a tym samym z robotami. Celem planowania jest osiągnięcie przez robota jednego z docelowych stanów poprzez wykonanie elementarnych akcji (takich jak ruch do przodu, obrót, cofnięcie, itp). Najczęściej polega to na przeszukaniu określonego zestawu stanów (punktów) pośrednich i wybraniu takiej ścieżki, która poprowadzi robota od punktu początkowego do punktu końcowego. Upuaut – nazwa robota skonstruowanego przez niemieckiego inżyniera Rudolfa Gantenbrinka, który został użyty do badania korytarza w piramidzie Cheopsa.

    R. Daneel Olivaw – android występujący w powieściach Isaaca Asimova z serii Roboty oraz Fundacja. "R." w jego imieniu oznacza robota. Dynamika - to pojęcie, które w robotyce związane jest z modelem matematycznym danego robota i oznacza ono zależność pomiędzy przyspieszeniem, prędkością, położeniem, a strukturą robota.

    HRP-4C – humanoidalny robot stworzony przez Advanced Industrial Science and Technology, publicznie zademonstrowany 16 marca 2009 roku. Mierzący 158 cm o wadze 43 kg (włączając w to baterie). Kształt i kończyny robota bazują na Japanese body dimension database z roku 1997-1998. Robot potrafi syntezować mowę oraz rozpoznawać głos. Robot – mechaniczne urządzenie wykonujące automatycznie pewne zadania. Działanie robota może być sterowane przez człowieka, przez wprowadzony wcześniej program, bądź przez zbiór ogólnych reguł, które zostają przełożone na działanie robota przy pomocy technik sztucznej inteligencji. Roboty często zastępują człowieka przy monotonnych, złożonych z powtarzających się kroków czynnościach, które mogą wykonywać znacznie szybciej od ludzi. Domeną ich zastosowań są też te zadania, które są niebezpieczne dla człowieka, na przykład związane z manipulacją szkodliwymi dla zdrowia substancjami lub przebywaniem w nieprzyjaznym środowisku.

    Oprzyrządowanie technologiczne robota, manipulatora jest to urządzenie przymocowane do kiści umożliwiające wykonanie pracy maszynie manipulacyjnej.

    Robonaut – humanoidalny robot zaprojektowany i zbudowany przez Centrum Lotów Kosmicznych imienia Lyndona B. Johnsona. Prace nad nim rozpoczęły się w 1997 roku, gdy przed inżynierami z Centrum postawiono zadanie stworzenia robota, który pomoże ludziom w przestrzeni kosmicznej, będzie z nimi współpracował i wyręczy ich w najbardziej ryzykownych zadaniach. W roku 2006 powstał Robonaut 1, testowany następnie przez kilka lat na Ziemi. Ulepszona wersja robota – Robonaut 2 – od lutego 2011 roku znajduje się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

    Interpolacja (automatyka): Rzeczywisty tor przemieszczania się końcówki robota często nie pokrywa się z torem określonym w programie. Tor, wzdłuż którego przemieszcza się końcówka robota, jest konsekwencją przemieszczania się każdego z napędów łańcucha kinematycznego, które jest zgodne z wektorem przemieszczenia, który z kolei jest wynikiem realizacji algorytmu sterującego według określonych wartości sterowniczych związanych z ruchem robota. Algorytm jakobianowy (inaczej Algorytm Newtona) został zaproponowany jako metoda pozwalająca odczytać zmienne wewnętrzne na podstawie położenia oraz orientacji chwytaka w przypadku, gdy wyznaczenie wzorów z odwrotnego zadania kinematyki jest praktycznie niemożliwe. Metoda ta stosowana jest w przypadku znacznej komplikacji budowy robota i polega ona na iteracyjnej modyfikacji wartości zmiennych wewnętrznych.

    Craig G. Rogers (ur. 26 maja 1971) – amerykański urolog zatrudniony w Instytucie Urologicznym Vattikuti w Detroit, gdzie zajmuje stanowisko kierownika zakładu chirurgii nerek. Rogers zajmuje się badaniem i leczeniem raka nerki przy użyciu robota Da Vinci. Znany jest z wdrażania nowych technologii do zabiegów z użyciem robota. Jako pierwszy zastosował robotowa sondę ultrasonograficzną w robotowej operacji nerki, jako jeden z pierwszych zastosował technologię nanoknife w urologii oraz technikę robotowej operacji nerki z pojedynczego nacięcia. W 2009 roku zdawał relację na żywo z przebiegu wykonywanej operacji przy użyciu Twittera. Roboty medyczne – stanowią grupę robotów wspomagających procedury medyczne. Grupę tę stanowią w większości telemanipulatory, które wykorzystują działanie lekarza po jednej stronie i efektora po drugiej stronie. Zadaniem lekarza jest sterowanie ruchami robota oraz decydowanie o zadaniach do wykonania. Efektor z kolei, jak wynika z nazwy, ma za zadanie wykonywanie zadanych mu poleceń z nieosiągalną dla człowieka precyzją. Natomiast manipulatory rehabilitacyjne mogą być sterowane m.in. ruchami głowy, brody, gałki ocznej. Roboty medyczne stosowane są także do obsługi pacjentów oraz osób niepełnosprawnych pomagając w takich zadaniach jak np. przemieszczanie się, czy spożywanie posiłków.

    Robocode – to opensourcowa gra programistyczna stworzona przez Mathewa Nelsona. Obecnie rozwijana jest głównie przez Flemminga N. Larsena oraz Pavla Šavarę. Została zaprojektowana jako aplikacja pomagająca w nauce programowania w Javie. Zadaniem gracza jest napisanie przy użyciu tego właśnie języka wirtualnego robota, który następnie bierze udział w walce ze stworzonymi przez innych pojazdami. Początkujący użytkownicy mogą skorzystać z dostępnych, między innymi na stronie projektu, gotowych robotów, a bardziej zaawansowani programiści mają wręcz nieograniczone możliwości jeśli chodzi o wzbogacanie ich o nowe funkcje.

    Dodano: 16.01.2012. 17:26  


    Najnowsze