Библиографическое описание:

Поезжаева Е. В., Закиров Е. А., Малёв М. В. Роботы трансформируют медицинскую практику без вмешательства врачей // Молодой ученый. — 2016. — №2. — С. 199-201.

 

Currently, medical robotics is developing with phenomenal speed, just over a decade, doctors do not have to incise the patient's body, the replacement of this will come to a robot imitating a worm.

Keywords:Robot, surgery, robotic surgery.

 

Для проведения сложных операций на внутренних органах врачам-хирургам придет на помощь робот, имитирующий ползучего насекомого — червяка. Данный робот будут перемещаться в теле пациента и пока только исполнять менее ответственные операции, например, фотографировать труднодоступные места человеческого организма. Робот червяк будет состоять из нескольких модулей, проглоченных пациентом, которые будут состыковываться внутри организма, а после проведения всех необходимых операций распадаться и выводиться через естественные отверстия.

52Ares_mr2.jpg

Рис. 1. Робот-червяк

 

Каждый модуль, из которых состоит «червяк» будет иметь свою специализацию: один вести съемку, другой обеспечивать питание, третий сбор анализов и т. д. Гибкость соединений позволит всей системе безболезненно двигаться сквозь кишечник, действуя в том месте, которое заинтересует врачей. Для организации гибкой и управляемой связи между капсулами «сегментного» робота можно использовать модули, которые также проходят через специальную модель желудка.

Таким образом для точного перемещения в организме человека, рассматривается манипулятор с перемещением в цилиндрической системе координат (Рис. 2). Поскольку перемещения по вертикальной оси мало влияют на динамику степени подвижности, в дальнейшем рассматриваются движения только в двух степенях свободы. Упругие элементы модулей передачи каждой степени подвижности представлены в виде линейной и вращательной пар с жесткостями соответственно К1 и К2. Объект манипулирования представлен точечной массой ML. Степени подвижности приводятся в движение с помощью электродвигателей, передающих силу и вращающий момент звеньям манипулятора через упругий модуль передачи.

Безымянный.png

Рис. 2

 

На всех степенях подвижности необходимо установить электроприводы от высокомоментных электрических двигателей DD-типа с непосредственной безредукторной передачей. Таким образом, полная модель рассматриваемой плоской механической системы имеет четыре степени свободы и может быть представлена в виде

,(1)

,(2)

, (3)

, (4)

где

,

.

- положения валов двигателей;  — положения степеней подвижности на выходе модулей передачи;  — передаточные отношения модулей передачи;  — развиваемые двигателем моменты; - константы вязкого трения двигателей;  — моменты инерции роторов двигателей;  — масса звена;  — расстояние от центра тяжести звена до объекта манипулирования. Вводя в рассмотрение вектор можно уравнения (1–4) представить в комплексной форме

, (5)

где включает в себя нелинейные взаимосвязанные члены, представляющие кориолисовы и центробежные силы, а также силы тяжести и вязкого трения; член представляет упругие силы в сочленениях.

Действуя внутри тела при помощи робота-червяка, хирурги могут избежать наружных надрезов, что позволяет снизить боль до минимума и сократить период восстановления пациента.

 

Литература:

 

  1.      Поезжаева Е. В. Промышленные роботы: учебное пособие в 3 ч. — М.; УМО АМ МВТУ им. Баумана; изд-во ПГТУ, 2009.
  2.      http://trendclub.ru/883

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle