Niedługo będzie nas leczył „robolekarz”? Naukowcy opracowali elektroniczny „palec”, który potrafi mierzyć puls. Może też wykryć raka piersi

Zespół z Chińskiego Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego wyjaśnił, że taka technologia mogłaby ułatwić lekarzom wczesne wykrywanie chorób, takich jak rak piersi, w fazie, gdy są one łatwiejsze do leczenia. Może też pomóc pacjentom poczuć się swobodniej podczas niektórych badań, które mogą wydawać się niekomfortowe lub inwazyjne.

– Wierzymy również, że dzięki dalszemu rozwojowi i poprawie jego sprawności, ręka złożona z takich palców będzie mogła w przyszłości działać jako „robolekarz”. W połączeniu z techniką uczenia maszynowego, może pozwolić na automatyczną, zrobotyzowaną diagnostykę i badania. Byłoby to szczególnie przydatne w słabo rozwiniętych obszarach, na których brakuje personelu medycznego – mówi Hongbo Wang, autor badania przedstawionego na łamach pisma „Cell Reports Physical Science”.

Badacze wyjaśniają, że sztywne elektroniczne palce już istnieją, ale urządzenia takie mogą nie podołać delikatnym zadaniom wymaganym w gabinecie lekarskim. Ponadto mogłyby one np. uszkodzić delikatne guzki podczas badań.

Ostatnio powstały także lekkie, bardziej bezpieczne i niedrogie roboty miękkie, które potrafią nawet odtworzyć ruchy ludzkich rąk, jednak urządzenia te nie były jeszcze w stanie precyzyjnie wyczuwać cech dotykanych obiektów tak, jak robią to prawdziwe palce.

– Pomimo niezwykłego postępu, jaki dokonał się w ostatniej dekadzie, większość miękkich palców opisywanych w literaturze nadal ma znaczące braki w porównaniu do ludzkich rąk – piszą autorzy urządzenia, zauważając, że palce robotów nie są jeszcze gotowe do radzenia sobie z realnymi sytuacjami.

Nowy palec ma w zasadzie prostą konstrukcję. Poruszają nim siłowniki z komorami powietrznymi. Na każdej komorze nawinięta jest cewka z przewodnika, a na opuszce znajduje się inna cewka – zwinięte włókno zawierające ciekły metal. Pomiary prądu płynącego przez cewki pozwalają dokładnie mierzyć zgięcie palca oraz siłę nacisku na opuszku. Dzięki temu uzyskano zmysł dotyku dorównujący ludzkiemu.

Aby przetestować swój wynalazek, naukowcy zaczęli od przesuwania piórkiem po jego opuszce. Zauważyli wyraźną zmianę w przepływie prądu w reakcji na tak delikatny nacisk. Następnie stukali i naciskali na palec końcówką szklanej rurki i wielokrotnie go zginali. Czujniki urządzenia dokładnie mierzyły przyłożoną siłę.

Aby przetestować możliwości zastosowań medycznych palca, badacze zamontowali go na ramieniu robota i obserwowali, jak pozwolił na rozpoznanie trzech guzków wbudowanych w silikonową matę. Zamontowany na ramieniu robota palec poprawnie zlokalizował także tętnicę na nadgarstku ochotnika i zmierzył jego puls.

– Ludzie mogą z łatwością rozpoznać sztywność różnych przedmiotów, po prostu naciskając na nie palcem. Ponieważ nasze urządzenie ma zdolność do wykrywania zarówno swojego zgięcia, jak i siły na końcu palca, może wykrywać sztywność przedmiotów podobnie, jak ludzka ręka, po prostu naciskając na te przedmioty – tłumaczą naukowcy.

Twórcy palca przekonali się także, że potrafi on naciskać na klawisze klawiatury, podobnie jak człowiek. Wynalazek można jeszcze udoskonalić.

– Mamy nadzieję na zbudowanie inteligentnej, bardzo sprawnej ręki wyposażonej w liczne sensory i połączyć ją z wyposażonym w sztuczne mięśnie ramieniem robota. Pozwoli to na uzyskanie niezrównanej funkcjonalności i zdolności do odtworzenia naturalnych ruchów ludzkiej ręki – mówi prof. Wang.

Źródło: Toward human-like touch sense via a bioinspired soft finger with self-decoupled bending and force sensing Cell Reports Physical Science