
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

Пес войны из вечной мерзлоты: российские ученые «воскресили» самого древнего спецназовца Сибири
Уникальная реконструкция Северо-Восточного федерального университета действительно потрясает!...

Сканирование «Титаника» раскрыло героические поступки на тонущем корабле
Появились сенсационные подробности последних часов гибнущего судна....

Аргентинские ученые предложили неожиданную разгадку тайны Антикитерского механизма
Возможно, он постоянно «зависал», как старый компьютер. Или был вообще… игрушкой....

Почему западные эксперты боятся российских спутников-призраков?
Собрали для вас информацию по новой секретной российской миссии....

В мозгах спецназовцев обнаружились скрытые аномалии
Новейшее исследование показало, что обычный МРТ вообще не видит некоторые травмы головы....

60 косаток разом напали на редкого кита у берегов Западной Австралии
Жестокость 40-минутной охоты ужаснула даже бывалых ученых....

Пока мир тонет в песках, эта пустыня стремительно зеленеет!
Ученые рассказали, почему Великая индийская пустыня стала на 38% зеленее всего за 20 лет....

В Австралии «поправили» гены ядовитых жаб и создали ненасытных каннибалов
Генетически модифицированная ага никогда не взрослеет....

В Индии растёт спрос на ноутбуки типа «Франкенштейн»
Индийская культура ремонта даёт новую жизнь «убитым» компьютерам....

Если бы не астероид, динозавры до сих пор жили бы на планете
Новое исследование показало, что древние ящеры не были обречены до глобальной катастрофы....

Общий наркоз стирает уникальность головного мозга
Открытие поможет выводить пациентов из комы....

Чужой бог в сердце Тикаля: Тайна алтаря, который хотели забыть
Археологи рассказали, почему майя стирали следы чужой цивилизации....

Археологи обнаружили в Египте 3400-летний затерянный город
Самое поразительное: он скрывался… под руинами древнегреческого некрополя....

В 30 раз экономнее, в 50 раз быстрее — вычислительная электроника переходит… на свет
Фотонные чипы отправляют кремний на пенсию?...

Живые громоотводы: раскрыта тайна деревьев, которые заставили молнию работать на себя
Ученые говорят, что Dipteryx oleifera переиграли саму природу....

Причина необъяснимых нападений морских львов на людей наконец-то раскрыта
Все дело в редком токсине, который заполонил прибрежные воды Калифорнии....