Godzinnik.pl Polska Rewolucja w chirurgii: Odkryto pierwszą elektroniczną skórę

Rewolucja w chirurgii: Odkryto pierwszą elektroniczną skórę

Data publikacji:

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.

[irp]

– 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.

[irp]

– 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.

- Reklama -

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.

[irp]

– 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

NAJNOWSZE INFORMACJE

Uchodźcy z Ukrainy pomogli wygenerować 2,7 proc. PKB Polski w 2024 roku. Napływ nowych pracowników znacznie zmienił polski rynek pracy

Uchodźcy z Ukrainy coraz lepiej radzą sobie na polskim rynku pracy – pracuje 69 proc. z nich – wynika z najnowszego badania przeprowadzonego przez Deloitte dla UNHCR. Jednocześnie...

Dorota Gardias: Przykre jest to, że wybory prezydenckie budzą tak negatywne emocje. Jest dużo złości, żalu i różnych zagrywek, które kompletnie nie są moje

Prezenterka pogody uważa, że trzeba się już wyciszyć po ostatnich wyborach prezydenckich i próbować jakoś zaakceptować obecną sytuację, bo wszelkie emocje niczego już nie zmienią....

W UE wciąż więcej kontroli działań firm w ramach ESG niż zachęt. Konieczne jest złagodzenie podejścia

Instytucje unijne powinny bardziej koncentrować się na celach i możliwościach rozwoju, jakie daje ESG, a nie kontroli działań firm w tym obszarze i obowiązków sprawozdawczych – twierdzą...

Wakacje wyzwaniem dla operatorów komórkowych. W najpopularniejszych kurortach ruch w sieci rośnie nawet pięciokrotnie

Długie weekendy i wakacje to wymagający czas dla operatorów komórkowych. W najbardziej obleganych kurortach udział abonentów tylko sieci Play w stosunku do liczby mieszkańców przekracza 500...

Nowe technologie mogą wspierać samoleczenie. Szczególnie pomocne są dane zbierane przez aplikacje i urządzenia mobilne

Analitycy rynkowi przewidują, że do 2035 roku rynek medycznych urządzeń noszonych na ciele zwiększy swoją wartość dwuipółkrotnie. Dane zbierane przez takie sensory zasilają algorytmy...

Wiceprzewodniczący PE: Polska prezydencja zapewniła UE stabilność w niepewnych czasach. Wiele inicjatyw dotyczyło obronności

Polska prezydencja zapewniła Unii Europejskiej stabilną pozycję polityczną i ekonomiczną – podkreśla wiceprzewodniczący Parlamentu Europejskiego, który przyjechał do Warszawy na Konferencję Komisji do Spraw...

Gwiazdy: Scena polityczna stała się ringiem, a politycy nie szanują siebie nawzajem. Każdy ma prawo widzieć świat inaczej

Nie milkną echa wyborów prezydenckich, a wynik starcia o fotel głowy państwa wciąż jest szeroko komentowany, tym bardziej że wciąż pojawiają się kolejne informacje...

ZUS zatwierdził standardy dofinansowania posiłków dla pracowników. To nowy rozdział w firmowych benefitach

W odpowiedzi na postulaty organizacji pracodawców i związków zawodowych ZUS oficjalnie zatwierdził katalog standardów dotyczących dofinansowania posiłków pracowniczych. Po stronie pracodawcy ogranicza to formalności...

Bolt rozpoczyna szkolenia z bezpieczeństwa w ruchu drogowym. Będzie wprowadzać także nowe funkcje bezpieczeństwa

W I kwartale br. na polskich drogach było bezpieczniej niż rok wcześniej, ale wciąż jest jeszcze wiele do poprawy – wynika z danych Policji. W...

TEDx w stolicy przyciąga coraz więcej mówców i słuchaczy. Wśród tematów przeważają nowe technologie

Zanikające kompetencje, znaczenie samotności dla rozwoju, analiza listów samobójców, wykorzystanie algorytmów w prawie czy możliwości cząstek promieniowania kosmicznego – to jedne z tematów, jakie pojawiły się...

Ostateczny kształt rozszerzonej odpowiedzialności producenta wciąż pod znakiem zapytania. Przykładem dla Polski mogą być rozwiązania z Czech czy Belgii

Zgodnie z wytycznymi Unii Europejskiej do końca 2025 roku Polska powinna osiągnąć poziom recyklingu odpadów opakowaniowych na poziomie min. 65 proc. Trudno to osiągnąć...

Piotr Zelt: Pęknięcie w Polsce jest bardzo głębokie. Myślę, że strona zwycięska w tych wyborach zadba o to, żeby te podziały były coraz głębsze

Aktor nie ukrywa swojego rozgoryczenia wynikiem wyborów prezydenckich. Jego zdaniem podziały w naszym kraju są tak głębokie, że Karol Nawrocki nigdy nie będzie prezydentem wszystkich Polaków....

O TYM SIĘ MÓWI

Uchodźcy z Ukrainy pomogli wygenerować 2,7 proc. PKB Polski w 2024 roku. Napływ nowych pracowników znacznie zmienił polski rynek pracy

Uchodźcy z Ukrainy coraz lepiej radzą sobie na polskim rynku pracy – pracuje 69 proc. z nich – wynika z najnowszego badania przeprowadzonego przez Deloitte dla UNHCR. Jednocześnie...

Dorota Gardias: Przykre jest to, że wybory prezydenckie budzą tak negatywne emocje. Jest dużo złości, żalu i różnych zagrywek, które kompletnie nie są moje

Prezenterka pogody uważa, że trzeba się już wyciszyć po ostatnich wyborach prezydenckich i próbować jakoś zaakceptować obecną sytuację, bo wszelkie emocje niczego już nie zmienią....

W UE wciąż więcej kontroli działań firm w ramach ESG niż zachęt. Konieczne jest złagodzenie podejścia

Instytucje unijne powinny bardziej koncentrować się na celach i możliwościach rozwoju, jakie daje ESG, a nie kontroli działań firm w tym obszarze i obowiązków sprawozdawczych – twierdzą...