Проверять пульс доверят роботизированному пальцу
Исследователи из Китайского университета науки и технологий создали мягкий роботизированный аналог пальца с улучшенным тактильным восприятием. Устройство с искусственным осязанием способно выполнять первичный врачебный осмотр. Например, измерять пульс пациента или выявлять новообразования.
Жёсткие роботизированные пальцы уже существуют, но вызывают у экспертов опасения. Так, чрезмерное воздействие на новообразования может одновременно с диагностикой причинить боль или даже ухудшить состояние опухолей.
В определённом смысле противоположность — также уже существующие примеры безопасной и недорогой, кстати, мягкой робототехники, воспроизводящей движения человеческих рук. Однако у таких устройств есть свои недостатки с точки зрения медицинского применения: подобные устройства не смогли распознать сложные характеристики объектов, к которым прикасались, не дотягивая до возможностей настоящих пальцев.
Авторы новинки отметили значительный прогресс за последнее десятилетие в этой сфере, однако большинство мягких пальцев, представленных в специальной литературе, по-прежнему имеют существенные недостатки по сравнению с человеческими руками. Иными словами, многие роботизированные пальцы оказались не готовы приносить пользу в «реальном мире».
Чтобы преодолеть проблему, исследователи разработали относительно простое устройство, которое содержит катушки из проводящего волокна двух назначений. Катушки первого типа — это обмотка пустотелых сегментов гибкого устройства, чтобы приводить их в движение. Вторая катушка — это скрученное жидкометаллическое волокно в кончике искусственного пальца.
Измеряя перепады электрического тока в устройстве, изобретатели обнаружили, что могут мгновенно отслеживать, насколько сгибается палец во время прикосновения, и силу, действующую на кончик. Таким образом, устройство могло воспринимать механические свойства объекта почти что с человеческой эффективностью.
Чтобы протестировать устройство, исследователи сначала провели пером по кончику искусственного пальца. И отчётливо зафиксировали изменение сопротивления, что указывало на высокую чувствительность к воздействию даже минимальной силы.
Затем они постучали по кончику пальца стеклянным стержнем и несколько раз согнули палец, наблюдая, что датчики устройства точно определяют тип и величину приложенной силы.
Чтобы проверить медицинскую пригодность, изобретение прикрепили к роботизированной руке и наблюдали, как новинка распознает три уплотнения в большом пласте силикона. При этом изобретатели анализировали, будет ли сенсорное приспособление правильно пальпировать, как говорят медики, то есть нажимать осторожно, как это сделал бы врач. А затем прикреплённый к роботизированному подобию руки сенсорный палец также правильно находил артерию на запястье человека и измерял пульс.
Авторы исследования написали в научной статье, что людям дано с лёгкостью определять жёсткость различных объектов, просто касаясь их. Аналогичным образом изобретённое устройство способно определять простым нажатием на предмет его жёсткость.
В дополнение к измерению пульса и исследованию «опухолей» в силиконе, исследователи произносили слово «привет» и убедились, что роботизированный палец может набирать текст, «как человеческая рука».
В заключение авторы добавили, что с дополнительными датчиками для управления гибкостью в суставах устройства, чтобы оно ещё больше уподобилось человеческому пальцу, новинка станет пригодной для эффективных медицинских обследований уже в ближайшем будущем.
Создатели надеются, что их изобретение поможет врачам на ранней стадии выявлять такие заболевания, как рак молочной железы, когда опухоли лучше поддаются лечению. Чувствительный искусственный палец также помог бы пациентам ощущать себя спокойнее во время медосмотров, которые могут казаться неприятными или слишком инвазивными.
Исследователь сенсорных технологий Хонбо Ван сказал, что в дальнейшем они с соавторами надеются создать интеллектуальную, ловкую кисть на роботизированном манипуляторе, с датчиками и искусственными мышцами. Цель — получить в совокупности инструмент столь же умелый, как и рука человека, от плеча до кончиков пальцев.
— Ван.
Жёсткие роботизированные пальцы уже существуют, но вызывают у экспертов опасения. Так, чрезмерное воздействие на новообразования может одновременно с диагностикой причинить боль или даже ухудшить состояние опухолей.
В определённом смысле противоположность — также уже существующие примеры безопасной и недорогой, кстати, мягкой робототехники, воспроизводящей движения человеческих рук. Однако у таких устройств есть свои недостатки с точки зрения медицинского применения: подобные устройства не смогли распознать сложные характеристики объектов, к которым прикасались, не дотягивая до возможностей настоящих пальцев.
Авторы новинки отметили значительный прогресс за последнее десятилетие в этой сфере, однако большинство мягких пальцев, представленных в специальной литературе, по-прежнему имеют существенные недостатки по сравнению с человеческими руками. Иными словами, многие роботизированные пальцы оказались не готовы приносить пользу в «реальном мире».
Чтобы преодолеть проблему, исследователи разработали относительно простое устройство, которое содержит катушки из проводящего волокна двух назначений. Катушки первого типа — это обмотка пустотелых сегментов гибкого устройства, чтобы приводить их в движение. Вторая катушка — это скрученное жидкометаллическое волокно в кончике искусственного пальца.
Измеряя перепады электрического тока в устройстве, изобретатели обнаружили, что могут мгновенно отслеживать, насколько сгибается палец во время прикосновения, и силу, действующую на кончик. Таким образом, устройство могло воспринимать механические свойства объекта почти что с человеческой эффективностью.
Чтобы протестировать устройство, исследователи сначала провели пером по кончику искусственного пальца. И отчётливо зафиксировали изменение сопротивления, что указывало на высокую чувствительность к воздействию даже минимальной силы.
Затем они постучали по кончику пальца стеклянным стержнем и несколько раз согнули палец, наблюдая, что датчики устройства точно определяют тип и величину приложенной силы.
Чтобы проверить медицинскую пригодность, изобретение прикрепили к роботизированной руке и наблюдали, как новинка распознает три уплотнения в большом пласте силикона. При этом изобретатели анализировали, будет ли сенсорное приспособление правильно пальпировать, как говорят медики, то есть нажимать осторожно, как это сделал бы врач. А затем прикреплённый к роботизированному подобию руки сенсорный палец также правильно находил артерию на запястье человека и измерял пульс.
Авторы исследования написали в научной статье, что людям дано с лёгкостью определять жёсткость различных объектов, просто касаясь их. Аналогичным образом изобретённое устройство способно определять простым нажатием на предмет его жёсткость.
В дополнение к измерению пульса и исследованию «опухолей» в силиконе, исследователи произносили слово «привет» и убедились, что роботизированный палец может набирать текст, «как человеческая рука».
В заключение авторы добавили, что с дополнительными датчиками для управления гибкостью в суставах устройства, чтобы оно ещё больше уподобилось человеческому пальцу, новинка станет пригодной для эффективных медицинских обследований уже в ближайшем будущем.
Создатели надеются, что их изобретение поможет врачам на ранней стадии выявлять такие заболевания, как рак молочной железы, когда опухоли лучше поддаются лечению. Чувствительный искусственный палец также помог бы пациентам ощущать себя спокойнее во время медосмотров, которые могут казаться неприятными или слишком инвазивными.
Исследователь сенсорных технологий Хонбо Ван сказал, что в дальнейшем они с соавторами надеются создать интеллектуальную, ловкую кисть на роботизированном манипуляторе, с датчиками и искусственными мышцами. Цель — получить в совокупности инструмент столь же умелый, как и рука человека, от плеча до кончиков пальцев.
В сочетании с машинным обучением с таким врачебным средством стали бы вполне возможными автоматическое обследование и диагностика. Достижение принесло бы особую пользу в регионах, где не хватает медработников
— Ван.
- Дмитрий Ладыгин
- youtu.be/kbp2SpeD_bM
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Река длиной 60 километров: зачем она протекает по дну Черного моря?
Ученые говорят: от этого потока зависит абсолютно все живое в море. Почему так происходит?...
Деревянной конструкции... 500 тысяч лет: его построили не Homo Sapiens. Но тогда кто?
Археологи говорят, что, кроме каменного, бронзового и железного, был еще один век, сейчас почти потерянный...
Умели ли древние египтяне летать: в истории 2200-летнего артефакта поставлена точка?
Эта находка более столетия вызывала ожесточенные споры у ученых, и даже сейчас, когда все вроде ясно, история Саккарской птицы явно не закончена...
Жуткое существо заставляет муравьев жить в 10 раз дольше и делает их царями в муравейнике
Биологи сумели раскрыть потрясающий ДНК-детектив, замешанный на молекулярном обмане и генетическом перепрограммировании...
NASA скрывало следы НЛО: ученый рассказал об аномалиях лунных миссий
Странные шары сопровождали астронавтов на Луне, и этот феномен до сих пор не разгадан...
Загадочный древнерусский город: в одном районе приносили людей жертву и в другом — верили в Христа
Изломанный человеческий череп в основании печи поразил российских археологов...
Эта гроза с молниями никогда не заканчивается. Ученые, наконец, выяснили почему
Маракайбо: 28 вспышек в минуту, 140-160 дней в году, риск попадания молнии выше всех на планете...
Почему кашалоты спят вверх головой: ученые все-таки разгадали секрет хищных китов
Тайна оказалась связанной с «чудесными» пузырьками воздуха...
NASA показало невероятные кристаллы, растущие на МКС: что там вообще происходит?
По словам ученых, когда отключается гравитация, начинаются настоящие чудеса...
Неправильные радиоволны: SETI признал, что пришельцев все время слушали не там
Отказ от старой человеческой логики в поисках уже помог найти шесть миллионов новых звезд...
Две звезды со сферами Дайсона: что открыл космический телескоп «Джеймс Уэбб»
Астрофизики признаются, что Вселенная подложила землянам свинью галактических масштабов...
Американская Камчатка: как Ленин едва не отдал российский полуостров США
Почему не состоялась главная сделка XX века, о которой предпочитают не вспоминать ни в Москве, ни в Вашингтоне...