Octopus-Geïnspireerde Robotarmen Kunnen Multitasken Tijdens Chirurgie

{h1}

Een robotarm geïnspireerd op octopus tentakels zou het voor chirurgen makkelijker kunnen maken om moeilijk bereikbare delen van het lichaam te bereiken.

Een robotarm geïnspireerd op octopus tentakels zou het voor chirurgen makkelijker kunnen maken om moeilijk bereikbare delen van het lichaam te bereiken.

Een nieuw robotapparaat gebruikt een reeks opblaasbare kamers om na te bootsen hoe een octopus kan draaien, langwerpig zijn en de ledematen in elke richting kan buigen. De mechanische arm imiteert ook de manier waarop een octopus de stijfheid van verschillende secties van zijn tentakels kan veranderen, zodat de koppotigen met voorwerpen in wisselwerking kunnen treden.

Het apparaat kan het voor chirurgen gemakkelijker maken om delen van het lichaam te bereiken die meestal moeilijk toegankelijk zijn. Een deel van de robotarm kan dan zachte organen hanteren zonder deze te beschadigen, terwijl een andere sectie op de patiënt inwerkt. [Foto's: Amazing Tech geïnspireerd door de Octopus]

Deze techniek kan het aantal instrumenten dat nodig is voor chirurgische ingrepen verminderen, aldus onderzoekers in een nieuw onderzoek waarin de technologie wordt beschreven. Dit betekent dat artsen waarschijnlijk minder incisies bij patiënten moeten maken, waardoor de kans op postoperatieve complicaties afneemt, voegde ze eraan toe.

"Het potentieel is om de prestaties van de huidige minimaal invasieve procedures op een eenvoudigere manier voor de chirurg mogelijk te maken, en om hen in staat te stellen procedures uit te voeren die momenteel niet mogelijk zijn op een minimaal invasieve manier met de instrumenten die chirurgen tegenwoordig hebben," zei Tommaso Ranzani, een onderzoeker aan de Sant'Anna School of Advanced Studies in Italië en hoofdauteur van de nieuwe studie, publiceerde gisteren (14 mei) in het tijdschrift Bioinspiration & Biomimetics.

In de studie beschreven de onderzoekers een apparaat dat bestaat uit twee identieke onderling verbonden modules, elk met een flexibele centrale buis gevuld met gemalen koffie, omringd door drie cilindrische, met lucht gevulde kamers op gelijke afstanden.

Deze opstelling was ingebed in flexibel silicium en omgeven door een plastic omhulsel dat lijkt op geribbelde drainageslangen. Door verschillende combinaties van kamers in verschillende mate op te pompen, kon de arm in elke richting bewegen.

Lucht kan ook uit de centrale kern van elke module worden gezogen, waardoor deze stijf wordt dankzij een proces dat granulaire blokkering wordt genoemd, waardoor vloeibare materialen, zoals gemalen koffie, stijf worden naarmate hun dichtheid toeneemt.

Dit zijn niet dezelfde mechanismen die worden gebruikt door een octopus, maar het was de combinatie van vaardigheden die de onderzoekers inspireerde, zei Ranzani.

"Het octopuslichaam heeft geen stijve structuren en kan zo de vorm van zijn lichaam aanpassen aan zijn omgeving," zei hij. "De octopus kan de stijfheid van zijn armen en lichaam variëren, en dit geeft de armen het unieke vermogen om 'skeletachtige' structuren te vormen die zowel dienen voor het genereren van bewegingen als voor het dynamisch opnieuw configureren van de vorm van de armen.

In hun onderzoek toonden de onderzoekers aan dat de arm tot een hoek van 255 graden kan buigen en zich tot 62 procent van zijn beginlengte kan uitstrekken terwijl de stijfheid met maximaal 200 procent toeneemt.

De onderzoekers simuleerden ook chirurgische ingrepen en toonden met succes het vermogen van de arm om met water gevulde ballonnen te manipuleren die werden gebruikt om orgels voor te stellen.

Hoewel flexibele chirurgische robotica tegenwoordig relatief vaak voorkomt, zei Ranzani dat de nieuwe robotarm opvalt vanwege de zachte materialen en vanwege het vermogen om tijdens een operatie meerdere taken uit te voeren.

"Het zal in staat zijn om meerdere taken uit te voeren met hetzelfde instrument, zoals het opheffen van een orgaan om het doelwit bloot te stellen met een deel van de arm en vervolgens een operatie uit te voeren op het nu toegankelijke chirurgische doel", zei hij.

De technologie achter het apparaat is niet nieuw, maar de potentiële toepassing voor minimaal invasieve chirurgie is zowel nieuw als veelbelovend, zei Kai Xu, een expert op het gebied van medische robotica en universitair docent aan het UM-SJTU Joint Institute van de Shanghai Jiao Tong University.

Maar het apparaat zal waarschijnlijk moeten worden verfijnd voordat het op grote schaal kan worden gebruikt voor dagelijkse operaties, zei Xu.

"Het werkende prototype dat in dit document wordt gepresenteerd, is nog steeds relatief groot," zei Xu. "Het zal zeer uitdagend zijn om het ontwerp te miniaturiseren terwijl de nuttige lading en bewegingsmogelijkheden op het gewenste niveau worden gehouden, zonder de steriliseerbaarheid en andere aspecten met betrekking tot de feitelijke medische praktijken tijdens het gebruik van dit apparaat te vermelden."

Om ervoor te zorgen dat het apparaat nuttig is voor artsen, werken Ranzani en zijn collega's samen met chirurgische experts van de universiteit van Turijn in Italië, en hij zei dat het toekomstige werk zal zijn gericht op het bepalen van het optimale aantal modules voor de arm en het bieden van een betrouwbare en intuïtieve bediening systeem.

"Wij geloven dat dit systeem de start zal zijn voor nieuwe en verbeterde versies met geavanceerdere functies," zei Ranzani. "Suckers zullen iets zijn waar we graag in willen kijken!"

Volg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com