MIT 用水凝膠制作軟體機器人:可活抓魚,但協(xié)助醫(yī)療才是正經(jīng)事
【合輯】這些令人毛骨悚然的機器人,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域卻能大展拳腳
小身體笋轨,大功用。
在本月初的新加坡 ICRA 2017大會上损同,展出了許多外形奇怪的醫(yī)學(xué)機器人翩腐。它們有的像藥丸,有的則能像蠕蟲一樣挪動膏燃,既讓人感到恐懼又令人著迷茂卦。不過,盡管我們本能上可能會拒絕這些機器人组哩,但它們卻能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大顯身手等龙,下面深圳灣(公眾號 ID:shenzhenware)挑選了其中五個有創(chuàng)意的產(chǎn)品技術(shù)進行介紹处渣。
1. 可以吞進肚子里的膠囊機器人
這只膠囊機器人可以通過食道進入人類的胃中,并一直運動到疑癥部位蛛砰。然后罐栈,就像用腎上腺素筆向人體注射類固醇激素一樣,柔軟的機器人會在快速的抽吸運動中甩出一根針頭泥畅,快速的刺入疑癥部位荠诬,吸取醫(yī)生可以進行分析癌癥或其它疾病所需的組織樣本。然后位仁,它又會移動到其他可疑部位柑贞,繼續(xù)取樣。
而這款膠囊機器人聂抢,是由而來自德國斯圖加特市馬克斯·普朗克(Max Planck)研究所的研究人員設(shè)計的钧嘶。此前通過細針抽吸來取樣的技術(shù)(needle aspiration),通常是在體外進行的琳疏。但是它們的工作方式只是是在胃部表面刮擦有决,而馬克斯·普朗克的研究人員認為醫(yī)生需要真正能進入組織內(nèi)部取樣的工具。他們用放有新鮮豬肉脂肪的人體胃部模型成功進行了試驗空盼,膠囊機器人內(nèi)部配有磁鐵书幕,以方便研究人員在胃內(nèi)引導(dǎo)機器人的運動方向及刺激動作。
至于機器人取完樣本之后該怎么弄出人體揽趾,發(fā)明者的建議是用繩子將其拉出喉嚨按咒,粗暴又恐怖的處理方式。
2. 用錘子砸不壞的假手指
也許你能制作一個可由人的神經(jīng)系統(tǒng)控制的電子手腕但骨,但是你能制造出一個用錘子砸不碎的手嗎?
來自伊利諾伊大學(xué)香檳分校的蒂莫西·布雷特(Timothy Bretl)認為不易損壞是假肢手指的一項必要特性智袭。布雷特領(lǐng)導(dǎo)的布雷特研究小組(Bretl Research Group)奔缠,制造了一個靈活的模型手,內(nèi)部裝有靈敏的傳感器吼野。研究人員使用各種折磨工具校哎,從各個方向?qū)ζ溥M行破壞,但無論怎么破壞瞳步,模型手都只是變形而已闷哆。
布雷特認為這項研究的重點,是為了消除目前市場上商業(yè)假肢常見的易斷裂問題单起,尤其是在手指彎曲關(guān)節(jié)處抱怔,在受力過大時很容易造成不可逆損壞。因此布雷特研究小組消除了薄弱環(huán)節(jié)嘀倒,用柔性材料來取代它屈留。
對于模型手的手指局冰,他們用柔性聚氨酯材料來打印出 3D「骨頭」,將壓力傳感器導(dǎo)線壓制成為硅膠包裹「骨頭」灌危,又插入三層預(yù)應(yīng)力彈簧鋼康二,其中拇指的制作還配有電機。在被錘子砸過以后勇蝙,模型手依然可以拿起那把錘子沫勿、酒杯、或者一把剪刀味混,就像什么事情也沒發(fā)生一樣产雹。
3. 蠕蟲般運動的結(jié)腸鏡機器人
這個機器人能像蠕蟲一樣,在你的直腸與結(jié)腸里散步般地挪動惜傲。這聽起來可能會覺得有點惡心洽故,但是作為傳統(tǒng)結(jié)腸鏡檢查的替代方法,人們有可能會慢慢接受它盗誊。
這種小型可控的機器人還配備有攝像頭时甚,并攜帶有收集組織樣本的工具,在進入體內(nèi)尋找結(jié)腸癌及其它疾病的征兆時哈踱,比起結(jié)腸鏡來說荒适,還是要方便與舒適很多。
這種機器人屬于「蠕蟲」類機器人开镣,由科羅拉多大學(xué)博爾德分校的 Rentschler 研究小組開發(fā)刀诬,目前已經(jīng)建立起了結(jié)腸鏡機器人的原型。根據(jù)需要每個機器人都可以含有特殊的因素邪财,例如有的可能帶腿陕壹,有的會攜帶特殊的采樣工具。
機器人的主體部分包含三個形狀記憶合金彈簧树埠,來控制機體的壓縮與膨脹糠馆,使其沿著腸壁蠕動,它可以在 6 分鐘內(nèi)移動 15 厘米怎憋。相較于結(jié)腸鏡檢查又碌,這款蠕蟲機器人能減輕人很多痛苦,卻可能很難銷售出去绊袋,除非給它取一個更容易被接受的名字毕匀。
4. 能幫助病人取物品的激光輔助機械臂
這是一個能幫你去取東西的機械臂,盡管目前它的動作既緩慢又尷尬癌别。它能自動檢索并尋找你接觸不到的物件皂岔,你需要做的只是用激光束瞄準那個物件。
這只機械臂是由美國馬薩諸塞州洛厄爾大學(xué)(University of Massachusetts Lowell)和東北大學(xué)(Northeastern University)合作的機器人實驗室開發(fā)的规个。他們將機械臂裝在一個移動式滑板車上凤薛,并分別在滑板車與機械臂上綁定了深度攝像機姓建,類似于微軟在 Xbox上使用的 Kinect 那樣。當(dāng)用戶將激光束瞄準了所需的物體時缤苫,攝像機會捕捉到亮點速兔,并引導(dǎo)滑板車載著機械臂移動到那里,然后在抓握檢測算法的指導(dǎo)下完成拾取工作活玲,并返回到指導(dǎo)者的身邊涣狗。
在 ICRA 現(xiàn)場,這只機械臂能達到 90% 的準確率舒憾。但在實際復(fù)雜很多的家居環(huán)境里镀钓,這套裝置則很容易與其它物體相撞。研究團隊說镀迂,后續(xù)可以通過添加更多傳感器來解決這個問題丁溅。
5.可穿戴視覺系統(tǒng)讓盲人扔掉拐杖
當(dāng)一個盲人走進一個擁擠的房間,會遇到一個很棘手的問題:他需要找到一個空的椅子坐下來探遵,但是在他試探哪個椅子沒有被占用時窟赏,他的拐杖可能會碰到別人的腳踝,這是一件很令人尷尬的事情箱季。
為了幫助這類人群涯穷,麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)與人工智能實驗室(Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory)的研究人員研發(fā)了一種基于振動反饋原理的引導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了深度視覺相機藏雏、嵌入式計算機拷况、振動帶和盲文系統(tǒng)。使用者需要將相機和微型電腦戴在他的脖子上掘殴,將振動帶圍在身上赚瘦。基于振動反饋原理奏寨,他們可以在用手杖去探測前蚤告,辨別一個區(qū)域里的障礙物位置,甚至可以辨別哪個椅子是空的服爷。
為了測試這套系統(tǒng),工程師派出了盲人志愿者获诈,讓他們戴著這套系統(tǒng)穿過建筑物的大廳與模型空間仍源。穿上反饋系統(tǒng)的盲人志愿者會比平時顯得更加猶豫與緩慢,但是在脫離了拐杖的情形下舔涎,他們成功的找到了空椅子笼踩。