sobota, 10 czerwca, 2023
Godzinnik.pl Polska Rewolucja w chirurgii: Odkryto pierwszą elektroniczną skórę

Rewolucja w chirurgii: Odkryto pierwszą elektroniczną skórę

Roboty zyskają jeszcze większe możliwości dzięki zastosowaniu elastycznej e-skóry. Technologia może przynieść rewolucję w chirurgii małoinwazyjnej

Zespół naukowców z Uniwersytetu w Edynburgu opracował elektroniczną skórę. Odkrycie przyczyni się do rozwoju miękkich robotów, które osiągną dużo wyższy niż obecnie poziom biomimetyzmu – urządzenia zyskają fizyczną samoświadomość podobną do tej, jaką wykazują ludzie i zwierzęta. To kluczowe na przykład dla usprawnienia przebiegu zabiegów chirurgicznych, wykonywanych w sposób małoinwazyjny lub przez dostęp endoskopowy. Możliwości e-skóry nie ograniczają się jednak tylko do sal operacyjnych – ich właściwości będzie można wykorzystać między innymi w urządzeniach ubieralnych, mierzących parametry organizmu.

Kobiety coraz częściej zasiadają na kierowniczych stanowiskach w korporacjach. Spełniają się w branżach kiedyś zarezerwowanych wyłącznie dla mężczyzn

– Elastyczna e-skóra ma wielowarstwową strukturę i zawiera układ pikseli skóry do odbierania lokalnych i globalnych sekwencji robota miękkiego. Skóra ma strukturę modułową i przy jej wytwarzaniu zastosowano wypalanie laserowe i druk 3D. Jest wykonana z materiałów miękkich, takich jak silikon, ciekłe metale i sadza techniczna oraz ma grubość 1 mm. Zaprojektowaliśmy układ elektroniczny z czujnikami, który przesyła zmienne napięcie o określonej częstotliwości do układu pikseli skóry, i zarejestrowaliśmy reakcję skóry – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje dr Yunjie Yang z Instytutu Komunikacji Cyfrowej Uniwersytetu w Edynburgu.

Opracowana przez naukowców struktura ma ogromne znaczenie dla zwiększenia funkcjonalności miękkich robotów. Daje im poziom fizycznej samoświadomości podobny do tego, jaki mają ludzie i zwierzęta. Technologia ta jest w stanie wykryć szereg złożonych ruchów związanych ze zginaniem, rozciąganiem i skręcaniem, jakie zachodzą w każdej części urządzenia.

– Ruch i zmiana kształtu robotów miękkich wpływają na zmianę sygnału odbieranego ze skóry. Następnie sygnały te są przekazywane do procesora cyfrowego, który można porównać do mózgu robota. Opracowaliśmy metodę uczenia maszynowego, która ma służyć przełożeniu sygnałów ze skóry na trójwymiarowe kształty robota miękkiego – wskazuje dr Yunjie Yang.

E-skóra może znaleźć zastosowanie zwłaszcza w manipulatorach wykorzystywanych przy operacjach chirurgicznych, zwłaszcza w zabiegach małoinwazyjnych lub wykonywanych endoskopowo. W takich zastosowaniach niezwykle istotny jest kształt manipulatora, a przy tym nie można uzyskać o nim wizualnej informacji zwrotnej.

Kobiety coraz częściej zasiadają na kierowniczych stanowiskach w korporacjach. Spełniają się w branżach kiedyś zarezerwowanych wyłącznie dla mężczyzn

– Jeśli wyobrazimy sobie wykorzystanie manipulatora, żeby zajrzeć do wnętrza organizmu ludzkiego, w takiej sytuacji możliwości uzyskania informacji o bieżącej konfiguracji manipulatora są bardzo ograniczone, ale jednocześnie niezbędna jest bardzo ścisła kontrola nad manipulatorem. Można znaleźć alternatywne sposoby na ustalenie kształtu manipulatora lub wyposażyć manipulator w technologię propriocepcji, umożliwiającą świadomość ruchu. E-skóra jest prawdopodobnie bardziej odpowiednia do tego rodzaju zastosowań. Można zaprojektować e-skórę, która wygląda jak rękawiczka lub rękaw, który można nałożyć na manipulator i po przeprowadzeniu uczenia robota będzie można dokładnie ustalić konfigurację manipulatora bez żadnej wizualnej informacji zwrotnej – podkreśla dr Francesco Giorgio-Serchi, wykładowca w dziedzinie robotyki przemysłowej na Uniwersytecie w Edynburgu.

Jak mówią twórcy, główną zaletą e-skóry jest możliwość rekonstrukcji kształtu przedmiotu miękkiego w czasie rzeczywistym. Po nałożeniu tej struktury na manipulator lub na całą powierzchnię robota miękkiego można błyskawicznie uzyskać informacje na temat kształtu i ruchu przedmiotu.

– Kolejną zaletą technologii e-skóry jest to, że obecnie jest ona zaprojektowana w sposób modularny, czyli polega na budowie segmentów, które następnie można połączyć, aby pokryć nią dowolnego rodzaju powierzchnię. Opisujemy to w ten sposób, że technologia jest niezależna od kształtu przedmiotu – można jej użyć na manipulatorze miękkim, na dłoni, kuli, dosłownie na wszystkim, o ile da się pokryć daną powierzchnię e-skórą, można ją dowolnie kształtować. W naszym przypadku pierwszym zastosowaniem były manipulatory miękkie, ale nie ma przeszkód, aby stosować ją w branży tekstylnej, czyli na przykład w urządzeniach noszonych na ciele. Załóżmy, że chcemy monitorować parametry kinematyczne sportowca, aby zoptymalizować jego wyniki lub wprowadzić program rehabilitacji. W tym celu podstawą są informacje na temat kinematyki ruchu danej osoby. Do wszystkich tych zastosowań e-skóra będzie idealnym rozwiązaniem – przekonuje dr Francesco Giorgio-Serchi.

Obecnie twórcy pracują nad rozszerzeniem możliwości sensorycznych e-skóry, zarówno w przypadku ruchu ciała, jak i bodźców z otoczenia, dotyczących na przykład struktury, temperatury i ciśnienia. Rozwijana jest także technologia wytwarzania e-skóry. Naukowcy dążą do uproszczenia procesu i podniesienia jakości. Trwają prace nad prototypem robota miękkiego zintegrowanego z e-skórą.

Kobiety coraz częściej zasiadają na kierowniczych stanowiskach w korporacjach. Spełniają się w branżach kiedyś zarezerwowanych wyłącznie dla mężczyzn

– Jednocześnie aktywnie wspieramy ścieżki komercjalizacji technologii e-skóry w szpitalach. Mamy nadzieję, że w najbliższej przyszłości ta technologia może znaleźć szerokie zastosowania nie tylko w sektorze robotyki, ale także w wielu innych sektorach z korzyścią dla całego społeczeństwa – zaznacza dr Yunjie Yang.

Analitycy Emergen Research szacują, że światowy rynek technologii biomimetycznych, który był w 2019 roku wyceniany na 8,2 mld dol., do 2027 roku wypracuje roczny przychód sięgający 17,7 mld dol.

Źródło: Newseria

NEWSLETTER

NAJNOWSZE INFORMACJE

Kobiety coraz częściej zasiadają na kierowniczych stanowiskach w korporacjach. Spełniają się w branżach kiedyś zarezerwowanych wyłącznie dla mężczyzn

Dzięki pasji, wizji i determinacji Beata Drzazga, prezes BetaMedu, osiągnęła sukces zawodowy i teraz chętnie dzieli się swoimi doświadczeniami biznesowymi, aby promować przedsiębiorczość kobiet. I...

Katarzyna Butowtt: Od ponad 10 lat jestem wolontariuszem Fundacji Dr Clown. Terapia śmiechem ma dla pacjentów kolosalne znaczenie

O byłej modelce znów ostatnio było głośno. A wszystko dzięki nowej produkcji zatytułowanej „Jezioro Słone”, w której wcieliła się w rolę Heleny – kobiety po...

Polacy gotowi na przebranżowienie. 40 proc. pracowników rozważa taki krok

Mimo trudnej sytuacji gospodarczej polskie firmy wciąż zgłaszają zapotrzebowanie na nowych pracowników. Na rynku jest jednak niedobór kadr o wymaganych kompetencjach. Dlatego w tej sytuacji...

Kredyt bez zaświadczeń o dochodach – jak go otrzymać?

W dzisiejszych czasach, gdy potrzeby finansowe często przewyższają nasze możliwości, wiele osób zastanawia się, jak zdobyć dodatkowe...

Paulina Przybysz: Jestem bardzo groźnym policjantem domowym w kwestii segregacji śmieci. Nie jem też mięsa i kiedy tylko mogę, to zamiast samochodu wybieram pociąg

Wokalistka zapewnia, że ona sama na co dzień podejmuje różne działania proekologiczne, a także angażuje się w akcje edukacyjne, które mają zachęcać do ochrony...

UNICEF Polska: Spada liczba przyjmowanych dawek szczepień obowiązkowych. Polskie społeczeństwo straciło już odporność populacyjną na odrę

Ze względu na spadek liczby szczepień po latach zapomnienia wracają do Polski choroby zakaźne takie jak odra, nazywana kiedyś „zabójcą dzieci”. Eksperci alarmują,...

Polacy pracują nad soczewkami, które rozwiążą problem starczowzroczności. Ich rozwiązanie ma zapewnić ostre widzenie z każdej odległości

Naukowcy z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej pracują nad soczewkami kontaktowymi, które mają zapewnić ostrość widzenia osobom dotkniętym problemem starczowzroczności. To powszechna przypadłość związana ze...

Halina Mlynkova: Bez wahania przyjęłam propozycję dołączenia do zespołu Tulia. Bardzo cenię dziewczyny, są absolutnie wyjątkowe i mamy podobną wrażliwość muzyczną

Wokalistka jest pod wrażeniem umiejętności wokalnych dziewczyn z zespołu Tulia. Tym bardziej ucieszyła ją propozycja współpracy z ich strony, że od kilku lat z dużym zaciekawieniem...