Esnek Tıbbi Robotlar için Geliştirilmiş Düşük Maliyetli, Yüksek Hassasiyetli GPS Benzeri Sistem

14
Esnek Tıbbi Robotlar

Araştırmacılar daha sonra robotun yerini tahmin eden bir bilgisayar modeli geliştirmek için GPS gibi çok çalışan mevcut mıknatıs yerelleştirme yöntemlerini kullandılar. GPS, akıllı telefonlara ping gönderir ve sinyalin gelmesi için ne kadar sürdüğüne bağlı olarak, akıllı telefondaki GPS alıcısı cep telefonunun nerede olduğunu belirleyebilir. Benzer şekilde, araştırmacılar manyetik alanın robotun içine yerleştirilmiş mıknatıs etrafında ne kadar güçlü olması gerektiğini biliyorlar. Manyetik alan gücünü ölçmek için robotun çalıştığı alanın etrafına dikkatlice yerleştirilmiş dört sensöre güveniyorlar. Alanın ne kadar güçlü olduğuna bağlı olarak, robotun ucunun nerede olduğunu belirleyebilirler. Kredi bilgileri: David Baillot / California San Diego Üniversitesi.

California San Diego Üniversitesi’ndeki robotistler, insan vücudundaki esnek cerrahi robotların yerini izlemek için uygun fiyatlı, kullanımı kolay bir sistem geliştirdiler. Sistem, mevcut yöntemlerin yanı sıra mevcut durumu da yerine getirir, ancak çok daha ucuzdur. Birçok mevcut yöntem de radyasyona maruz kalmayı gerektirir, ancak bu sistem gerektirmez.

Sistem, UC San Diego’daki Jacobs Mühendislik Fakültesi’nde makine mühendisliği profesörü Tania Morimoto ve makine mühendisliği Ph.D. Öğrenci Connor Watson. Bulguları IEEE Robotik ve Otomasyon Mektuplarının Nisan 2020 sayısında yayınlandı.

Morimoto, “Sürekli tıbbi robotlar, vücut içindeki son derece kısıtlı ortamlarda gerçekten iyi çalışıyor,” dedi. “Sert araçlardan doğal olarak daha güvenli ve daha uyumlular. Ancak vücuttaki yerlerini ve şekillerini izlemek çok daha zorlaşır. Ve böylece onları daha kolay izleyebiliyorsak, bu hem hastalar hem de cerrahlar için büyük fayda sağlayacaktır. ”

Araştırmacılar, beyindeki arteriyel pasajlar gibi vücuttaki hassas yerlerde kullanılabilen esnek bir robotun ucuna bir mıknatıs yerleştirdiler. Watson, “Neredeyse bir çorap gibi ters çevirdiğimiz çok ince bir naylondan yapılmış bir robot olan ve robotun büyümesine neden olan bir sıvı ile basınç uygulayan büyüyen bir robotla çalıştık” dedi. Robot yumuşak olduğundan ve büyüyerek hareket ettiğinden, çevresi üzerinde çok az etkisi vardır ve bu da tıbbi ortamlarda kullanım için idealdir.

Araştırmacılar daha sonra robotun yerini tahmin eden bir bilgisayar modeli geliştirmek için GPS gibi çok çalışan mevcut mıknatıs yerelleştirme yöntemlerini kullandılar. GPS, akıllı telefonlara ping gönderir ve sinyalin gelmesi için ne kadar sürdüğüne bağlı olarak, akıllı telefondaki GPS alıcısı cep telefonunun nerede olduğunu belirleyebilir. Benzer şekilde, araştırmacılar manyetik alanın robotun içine yerleştirilmiş mıknatıs etrafında ne kadar güçlü olması gerektiğini biliyorlar. Manyetik alan gücünü ölçmek için robotun çalıştığı alanın etrafına dikkatlice yerleştirilmiş dört sensöre güveniyorlar. Alanın ne kadar güçlü olduğuna bağlı olarak, robotun ucunun nerede olduğunu belirleyebilirler.

Robot, mıknatıslar ve mıknatıs yerelleştirme kurulumu dahil tüm sistemin maliyeti yaklaşık 100 dolar.

Morimoto ve Watson bir adım daha ilerlediler. Daha sonra, sensörlerin ne okuduğu ile modelin sensörlerin okuması gerektiğini söyledikleri arasındaki farkı öğrenmek için bir sinir ağı eğittiler. Sonuç olarak, robotun ucunu izlemek için yerelleştirme doğruluğunu geliştirdiler.

“İdeal olarak, yerelleştirme araçlarımızın bu tür büyüyen robot teknolojilerini geliştirmeye yardımcı olabileceğini umuyoruz. Sistemimizi klinik bir ortamda test edebilmemiz ve sonuçta klinik kullanıma çevirebilmemiz için bu araştırmayı ileriye taşımak istiyoruz ”dedi.


Kaynak: “Tıbbi Uygulamalarda Büyüyen Robotlar için Kalıcı Mıknatıs Tabanlı Yerelleştirme”, Connor Watson ve Tania Morimoto, 10 Şubat 2020, IEEE Robotik ve Otomasyon Mektupları.

Esnek Tıbbi Robotlar için Geliştirilmiş Düşük Maliyetli, Yüksek Hassasiyetli GPS Benzeri Sistem 1

YORUM YAP

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz