Консалтинговая группа "Текарт" - центр компетенции "Робототехника".

Подробнее...
Основное меню
Категории новостей
Логотип

Мягкое роботизированное щупальце, управляемое с помощью активного охлаждения

За последние десятилетия роботизированные системы становятся все более совершенными, улучшаясь как в плане точности, так и в плане возможностей. Это постепенно способствует частичной автоматизации некоторых хирургических и медицинских процедур.

Исследователи из Университета Цинхуа разработали мягкое роботизированное щупальце, которое потенциально может быть использовано для повышения эффективности некоторых стандартных медицинских процедур. Это устройство, представленное в журнале IEEE Transactions on Robotics, управляется с помощью их нового алгоритма управления вместе с так называемым активным охлаждением сплава с памятью формы.

"Однажды врач-нейрохирург пришел в нашу лабораторию и спросил о возможности разработки для него мягкого, управляемого катетера, который поможет ему при проведении нейрохирургических операций, - рассказывает Хуэйчан Чжао, один из исследователей. - Он хотел бы, чтобы этот мягкий катетер был чрезвычайно безопасен для окружающих и мог изгибаться в разные стороны с помощью пульта дистанционного управления. Исходя из этих требований, мы разработали мягкое роботизированное щупальце".

Первоначальный прототип, созданный Чжао и его коллегами, имел два ключевых ограничения. Первое - он двигался слишком медленно, а второе - его движения было трудно контролировать, особенно при наличии внешних возмущений.

Чтобы преодолеть эти ограничения, исследователи создали контроллер, основанный на двух стратегиях управления для изгибающего и поворотного движения соответственно, а также на стратегии активного охлаждения материалов с памятью формы, что позволит им лучше контролировать движения своих роботов. Основная цель этого контроллера - ускорить скорость приведения в действие роботизированного щупальца и улучшить его управляемость, так как это, в свою очередь, может облегчить его применение в реальном мире.

"Наше щупальце приводится в действие путем нагрева/охлаждения трех пружин из сплава с памятью формы, - рассказывает Синь Ань, другой исследователь. - Эти пружины сжимаются/удлиняются при нагревании/охлаждении соответственно, что заставляет щупальце изгибаться в разных направлениях под разными углами. Мы использовали несколько камер и маркеров, закрепленных на роботизированном щупальце, для определения состояния изгиба щупальца в реальном времени, а также контроллер обратной связи для подачи команд и управления деформацией щупальца в нужном направлении и под нужным углом".

Пружины, управляющие роботизированным щупальцем команды, имеют высокую плотность энергии. В результате, щупальце может быть адаптировано для того, чтобы быть легким и компактным, что может лучше подойти для некоторых медицинских применений.

Исследователи протестировали свою систему в серии экспериментов, где они дистанционно управляли ею для сканирования изображений комнаты с помощью встроенной камеры. Они обнаружили, что система достигла многообещающих результатов, поскольку она могла выполнять различные сгибательные движения эффективно и быстро.

"Роботизированное щупальце было успешно приведено в действие умными материалами и сформировало довольно мягкий, ловкий и управляемый манипулятор, - пояснил Чжао. - Это означает, что в будущем мы сможем создать роботизированную руку, катетер или эндоскоп из мягких материалов с характеристиками, аналогичными тем, которые достигаются при использовании жестких аналогов".

Хотя исследователи до сих пор испытывали роботизированное щупальце только в лаборатории, со временем они надеются испытать его в клинических условиях, используя для проведения реальных операций. Для этого они сейчас работают над улучшением возможностей приведения в действие, восприятия и управления своей системы.

Комментарии

(0) Добавить комментарий

Ищите команду разработчиков? Не можете найти робота для своих нужд? Пишите нам!

Для обратной связи укажите ваш E-mail, он будет доступен только администратору. Так вы сможете оперативно узнать, когда ответ на ваш вопрос будет опубликован



Новые комментарии

Магнитные гусеничные роботы для очистки корпуса судна от продуктов биообрастания
Гость Николай Николаевич
29.12.2023
10:23:08
Очень нравится. Как возможно задействовать в наших водах Азов и Черное море