医疗辅助机器人发展趋势

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医疗机器人技术的现状和未来发展趋势

医疗机器人技术的现状和未来发展趋势

医疗机器人技术的现状和未来发展趋势医疗机器人是一种智能化的机器人,它可以在医疗领域进行多种任务,包括手术操作、康复治疗、病房监测等等。

医疗机器人技术可以提高医疗效率,减少医疗事故,改善医疗病人体验,因此备受人们关注。

本文将从现状和未来发展趋势两个方面来讨论医疗机器人技术。

一、医疗机器人技术的现状1.手术机器人手术机器人是医疗机器人技术中最成熟的一种。

它是由医生穿戴控制器,通过手柄和脚踏板控制机器人手术操作,可以提高手术的精度和安全性。

目前市场上的手术机器人主要是Intuitive Surgical公司的Da Vinci手术机器人,它已经在全球范围内被广泛使用。

但是,手术机器人的高昂价格和操作技能的要求,一定程度上限制了它的使用范围。

2.康复机器人康复机器人是另外一种医疗机器人技术。

它可以通过电力、气压、机械等方式,帮助病人完成训练和康复治疗。

康复机器人的应用非常广泛,从脑卒中、多发性硬化症到脊髓损伤,它都有很好的效果。

因为它可以根据病人的不同情况制定不同的训练计划和设备参数,所以康复机器人的效率和安全性都非常高。

3.护理机器人护理机器人是可以帮助病人完成基础护理的机器人,如洗澡、擦拭、烧水等。

护理机器人可以减轻护士的工作量,提高护理效率。

目前护理机器人的性能尚未完全发挥,但是它在未来有很大的潜力,可以逐渐替代一些重复性强的护理工作。

二、医疗机器人技术的未来发展趋势1.智能化和自主化未来的医疗机器人技术将越来越智能化和自主化。

智能化可以使机器人更好地理解和执行医生的指令,服从病人的需求。

自主化则可以使机器人更加独立地完成某些任务,如自动巡视病房、自动服药等。

2.多样化和灵活性未来的医疗机器人技术将越来越多样化和灵活性。

不同的病人和不同的医疗任务需要不同的机器人来完成。

医疗机器人制造商需要根据医院的需求,设计出不同种类和型号的机器人,以满足医院的需要。

3.互联网和信息化未来的医疗机器人技术将与互联网和信息化更加结合。

医疗机器人的发展趋势与挑战

医疗机器人的发展趋势与挑战

医疗机器人的发展趋势与挑战随着科技的进步和人口老龄化的加剧,医疗机器人在医疗领域的应用变得越来越广泛。

医疗机器人的发展为医疗工作带来了巨大的变革,然而,它们也面临着一些挑战。

本文将探讨医疗机器人的发展趋势和所面临的挑战。

一、医疗机器人的发展趋势1. 机器人在手术中的应用随着机器人技术的不断改进,机器人在手术中的应用正变得越来越普遍。

机器人手术可以减少手术创伤、提高手术精度,并且能够利用机器人的灵活性和精确度完成一些人类难以实现的手术任务。

目前,机器人手术已经成功应用于肺癌手术、心脏手术等领域。

2. 机器人在康复治疗中的应用医疗机器人在康复治疗中的应用也呈现出增长的趋势。

例如,康复机器人可以用于帮助中风患者进行肢体功能的康复训练,提供精确的力度和姿势控制,对康复的效果有很大的帮助。

3. 机器人在护理中的应用随着护理工作的压力增加和人力资源的短缺,机器人在护理中的应用变得尤为重要。

例如,机器人护理员可以协助病人进行如上下床、转移等日常护理工作,减轻了护士的工作负担,并且可以降低因人为原因导致的护理差错。

二、医疗机器人面临的挑战1. 安全性与隐私问题医疗机器人在使用过程中可能会面临一些安全性与隐私问题。

例如,在机器人手术中,由于机器人是由操作人员远程控制的,网络安全可能会成为一个风险因素。

此外,对于机器人采集的患者数据,隐私保护也是一个重要的问题。

2. 技术难题尽管医疗机器人的发展取得了重要的突破,但仍然存在一些技术挑战需要解决。

例如,机器人在手术中的精确度和操作的自动化程度仍然有待提高,同时机器人的智能性也需要进一步发展。

3. 成本与可行性医疗机器人的成本较高,这限制了其在医疗机构中的普及和应用。

并且,对于一些发展中国家来说,由于医疗资源匮乏,设备维护和培训人员的成本也会成为一个挑战。

三、未来展望尽管医疗机器人面临一些挑战,但它们在医疗领域的应用潜力巨大。

随着技术的进一步改进和成本的降低,医疗机器人将在未来得到更广泛的应用。

医疗机器人技术的发展现状与趋势

医疗机器人技术的发展现状与趋势

医疗机器人技术的发展现状与趋势在当今科技飞速发展的时代,医疗领域也迎来了重大的变革,医疗机器人技术作为其中的一项前沿创新,正逐渐改变着医疗行业的面貌。

医疗机器人技术的发展现状可谓是成果丰硕。

首先,手术机器人已经在众多复杂手术中展现出了卓越的性能。

例如,达芬奇手术机器人凭借其高精度和高灵活性,能够协助医生完成微创手术,减少手术创伤和患者的恢复时间。

它通过多个机械臂和高清摄像头,为医生提供清晰的手术视野和精准的操作控制,使得一些过去难以实现的精细手术变得更加可行和安全。

康复机器人也在帮助患者恢复身体功能方面发挥着重要作用。

对于中风、脊髓损伤等患者,康复机器人可以提供有针对性的训练和辅助,帮助他们重新获得运动能力。

这些机器人能够根据患者的具体情况制定个性化的康复方案,并实时监测和调整训练强度,提高康复效果。

此外,医疗物流机器人在医院内部的物资运输和管理中发挥了重要作用。

它们能够按照预设的路线自动运输药品、医疗器械和样本等,不仅提高了工作效率,还减少了人为错误和交叉感染的风险。

同时,医疗机器人在诊断领域也取得了一定的进展。

一些机器人可以通过图像识别和数据分析技术,辅助医生进行疾病的早期诊断,提高诊断的准确性和及时性。

然而,医疗机器人技术在发展过程中也面临着一些挑战。

首先是成本问题。

目前,许多先进的医疗机器人设备价格昂贵,这使得它们在一些医疗机构中的普及受到限制。

高昂的采购成本、维护费用以及培训费用,对于一些资源相对不足的地区和医院来说是一个巨大的负担。

其次,技术的复杂性也给医疗机器人的推广带来了困难。

医生和医护人员需要经过专门的培训才能熟练操作这些机器人,而培训的过程往往需要耗费大量的时间和精力。

再者,医疗机器人的安全性和可靠性至关重要。

任何技术故障或失误都可能对患者的生命健康造成严重影响,因此在技术研发和应用过程中,必须确保机器人的性能稳定和安全可靠。

另外,相关法律法规和伦理问题也需要引起重视。

随着医疗机器人在医疗实践中的应用越来越广泛,如何制定合理的法规来规范其使用,如何解决可能涉及的伦理争议,都是亟待解决的问题。

医疗机器人的现状与未来发展趋势

医疗机器人的现状与未来发展趋势

医疗机器人的现状与未来发展趋势近年来,随着科技的快速发展,医疗机器人在医疗行业中扮演着越来越重要的角色。

医疗机器人拥有独特的优势,能够帮助医生进行手术、进行精准的诊断和治疗,有效提高医疗效率,减少患者的痛苦和风险。

本文将从医疗机器人的现状与应用、技术挑战以及未来发展趋势等方面进行探讨。

医疗机器人的现状与应用医疗机器人的应用范围非常广泛,涉及到手术机器人、辅助机器人、康复机器人等多个领域。

目前,手术机器人已经在世界范围内得到广泛使用。

手术机器人能够通过图像处理和操纵机械手臂实现精确操作,提高手术的成功率和准确性。

辅助机器人可以帮助医生进行诊断和治疗,比如智能导航系统可以为医生提供实时的导航和手术过程的监控,提高手术质量和安全性。

康复机器人则可以帮助患者进行康复训练,提高康复效果。

这些机器人在手术过程中和日常医疗中发挥着重要的作用。

技术挑战尽管医疗机器人的应用已经取得一定的成果,但是仍然存在一些技术挑战。

首先,医疗机器人需要高精度的定位和操作,这对机器人的精确度和感知能力提出了更高的要求。

其次,医疗机器人需要处理复杂的图像和信号,对图像处理和模式识别等技术提出了挑战。

此外,医疗机器人的机械结构和控制系统也需要不断创新和改进,以适应不同的医疗需求和场景。

未来发展趋势随着人工智能和机器学习等技术的不断发展,医疗机器人将有更广阔的应用前景。

首先,机器学习算法的应用将使医疗机器人能够更好地理解患者病情,并根据病情自主调整治疗策略。

其次,虚拟现实和增强现实技术的发展将使医疗机器人的操作更加直观和精确。

患者可以通过戴上虚拟现实设备与机器人进行交互,感受到真实的手术场景,提高手术效果和患者体验。

此外, 3D 打印技术的进步将使医疗机器人更加灵活和多功能,为医生提供更多的解决方案。

综上所述,医疗机器人在医疗行业中的地位和作用越来越重要。

医疗机器人的应用范围广泛,包括手术机器人、辅助机器人、康复机器人等多个领域。

然而,仍然存在很多技术挑战需要克服。

2024年全球医疗机器人市场将迅速发展

2024年全球医疗机器人市场将迅速发展
的精准度,减少手术误差。
减轻医生负担
手术机器人能够辅助医生完成复杂 的手术操作,减轻医生的工作负担 ,提高手术效率。
减少并发症
由于手术机器人的精准度高,能够 减少手术过程中对周围组织的损伤 ,从而降低术后并发症的发生率。
康复机器人
01
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03
个性化治疗
康复机器人能够根据患者 的具体情况,制定个性化 的治疗方案,提高康复效 果。
国际政策法规
目前,全球范围内对医疗机器人的监管政策尚不统一,但各国政府普遍重视其发展,并制定相应的法规和标准以 确保其安全性和有效性。未来,随着医疗机器人技术的不断发展和应用领域的拓展,国际政策法规将趋向于更加 严格和完善。
中国政策法规
中国政府近年来加大了对医疗机器人产业的扶持力度,出台了一系列相关政策法规,包括鼓励创新、优化审批流 程、加强监管等方面的措施。未来,中国将继续推动医疗机器人产业的发展,并加强与国际社会的合作与交流。
减轻医护人员负担
康复机器人能够辅助患者 进行康复训练,减轻医护 人员的工作负担。
提高患者生活质量
通过康复机器人的训练, 患者能够逐渐恢复肌肉力 量和关节活动度,提高生 活质量。
护理机器人
24小时无间断护理
01
护理机器人能够实现24小时无间断的护理服务,确保患者随时
得到照顾。
减轻护士工作负担
02
护理机器人能够辅助护士完成一些日常护理工作,如测量生命
市场规模
根据最新研究数据,2024年全球 医疗机器人市场规模预计将达到 数十亿美元,相较于2019年实现 显著增长。
增长速度
近年来,全球医疗机器人市场保 持高速增长,年均增长率超过 10%,预计未来几年这一趋势将 持续。

医疗机器人辅助手术技术的发展趋势与挑战分析

医疗机器人辅助手术技术的发展趋势与挑战分析

医疗机器人辅助手术技术的发展趋势与挑战分析概述医疗机器人辅助手术技术是一种结合了机器人技术和医疗手术的创新技术。

随着科技的不断进步和医疗需求的增加,人们对于手术的精确性和安全性的要求也越来越高,医疗机器人辅助手术技术正应运而生。

本文将通过分析发展趋势和面临的挑战,探讨医疗机器人辅助手术技术的未来发展前景。

一、发展趋势1. 机器人进一步智能化随着人工智能技术的快速发展,医疗机器人辅助手术技术也将朝着智能化的方向发展。

智能机器人可以通过学习和分析大量的手术数据,提高手术的精确性和效率,减少术后并发症的发生率。

未来,机器人辅助手术技术将能够根据患者的病情自动调整手术方案,帮助医生更好地进行手术操作。

2. 机器人辅助手术技术在范围和专业领域上的扩大目前,机器人辅助手术技术主要应用于泌尿外科、心脏外科和神经外科等领域。

随着技术的进步和经验的积累,医疗机器人辅助手术技术将逐渐在更多的手术领域得到应用,如胸外科、肝脏外科和骨科等。

同时,也将在术中治疗、术后康复和术后护理等方面发挥更大的作用,为患者提供全方位的医疗服务。

3. 可穿戴式设备与机器人技术的结合随着可穿戴技术的不断发展,将可穿戴设备与机器人技术结合,将成为医疗机器人辅助手术技术的重要发展方向。

通过将传感器和控制系统集成到可穿戴设备中,医疗人员可以实时监测患者的生理参数,并远程控制机器人进行手术操作。

这种技术可以降低手术过程中的风险,并提供更好的患者体验。

二、面临的挑战1. 技术挑战医疗机器人辅助手术技术的发展面临着技术挑战。

首先,机器人的稳定性和精确性需要进一步提高,以确保手术操作的准确性和安全性。

其次,对于机器人的智能化程度要求更高,需要更加先进的人工智能算法和大数据分析。

另外,机器人辅助手术技术需要与其他医疗设备和信息系统实现无缝连接和协同工作,这也对技术的整合能力提出了更高的要求。

2. 法律和伦理问题医疗机器人辅助手术技术的发展也带来了一些法律和伦理问题。

机器人在医疗领域的应用与未来发展趋势

机器人在医疗领域的应用与未来发展趋势

机器人在医疗领域的应用与未来发展趋势近年来,随着科技的迅猛发展,机器人逐渐成为医疗行业的新亮点。

机器人不仅可以提高手术效率和精确度,还可以担当护理助手和医疗咨询师的角色。

本文将探讨机器人在医疗领域的应用现状以及未来的发展趋势。

一、机器人在手术领域的应用传统手术依赖于医生的技术和经验,然而,即使是最优秀的医生也无法控制手术期间的微小震动或疲劳等因素,这可能对手术过程和患者的康复造成一定影响。

而机器人辅助手术系统的出现改变了这一局面。

目前,机器人手术系统通常由一个主机、一个操作台和几只可操纵的机器臂组成。

医生可以通过操作台上的控制器远程操纵机器臂进行手术。

这种系统具有高精度和可重复性的优势,有助于减小手术风险,并减少患者的痛苦。

除了手术过程中的辅助操作外,机器人还可以借助人工智能的技术帮助医生进行病情分析、判断治疗方案等。

例如,利用机器学习算法,机器人可以从大量的医学文献中提取和总结有用的信息,为医生提供参考和决策支持。

二、机器人在护理领域的应用除了手术辅助外,机器人还能够在护理工作中发挥重要作用。

例如,某些机器人可以被编程为协助康复训练,帮助患者进行日常活动补偿训练。

机器人的机械臂可以帮助患者进行物理治疗,例如,进行关节运动或肌肉强化运动。

此外,还有一些机器人被设计成为陪护机器人,可以陪伴老年人或患病者。

这些机器人可以进行简单的对话,并提供一些日常生活方面的帮助,比如提醒用药时间、帮助购物等。

虽然这些机器人不能完全替代人陪护的作用,但可以减轻护理人员的工作负担。

未来的发展趋势随着科技的不断进步,机器人在医疗领域的应用将进一步扩展。

以下是未来机器人发展的几个可能趋势:1. 极小型机器人:随着微纳技术的进步,机器人越来越小,未来可能出现更小型的机器人,可以在人体内进行微创手术或药物传送。

2. 自主机器人:目前的机器人需要由医生操作,但是未来的机器人可能拥有更高级的自主能力,能够根据环境和任务自行决策和执行。

机器人技术在医疗领域的发展现状与未来趋势分析

机器人技术在医疗领域的发展现状与未来趋势分析

机器人技术在医疗领域的发展现状与未来趋势分析引言:近年来,机器人技术在医疗领域的应用越来越广泛,为医疗行业带来了一系列革命性的变化。

机器人在手术、护理、康复以及疾病预防等方面发挥着重要作用,极大提高了医疗效率、减少了医疗事故发生的几率。

本文将对机器人技术在医疗领域的发展现状进行分析,并展望未来机器人技术在医疗领域的发展趋势。

一、机器人技术在医疗领域的现状:1. 机器人辅助手术:机器人在手术过程中的应用已经取得了显著的进展。

通过机器手臂的精确控制,医生可以进行更为精细的手术操作,减少了手术创伤和出血量,提高了手术的成功率。

此外,机器人辅助手术还可以减少医生的劳动强度,降低了操作误差。

2. 机器人护理:机器人在护理领域的应用主要体现在日常生活的辅助功能上。

例如,机器人可以帮助病患完成床边搬运、给药、监测生命体征等工作,减轻了护士的负担,提高了护理的效率。

此外,机器人还可以通过语音、视频等方式与病患进行沟通交流,为病患提供情感支持。

3. 机器人康复:机器人在康复领域的应用对于患有运动障碍的患者来说具有重要意义。

机器人可以模拟人体肌肉和关节的运动,帮助患者进行康复训练。

通过不断重复的训练,机器人可以帮助患者恢复肌肉的功能,提高运动能力,加速康复过程。

4. 机器人辅助疾病预防:机器人在疾病预防方面的应用主要包括智能医疗设备和远程监测系统。

智能医疗设备可以通过传感器和算法分析患者的健康数据,提前预测疾病的发生,并及时作出干预。

远程监测系统可以实时监测患者的健康状况,减少患者到医院就诊的频率,减轻了医疗资源的压力。

二、机器人技术在医疗领域的未来趋势:1. 机器人智能化:未来的机器人将会具备更高的智能化水平,能够更好地理解和适应医疗环境。

机器人将具备自主学习和决策的能力,能够根据医生和患者的需求进行智能化的操作和辅助。

2. 机器人个性化:未来的机器人将会更注重个性化服务,能够根据患者的特殊需求,提供定制化的医疗护理。

医疗机器人技术的现状与发展趋势

医疗机器人技术的现状与发展趋势

医疗机器人技术的现状与发展趋势随着人口老龄化和医疗技术的不断发展,全球对医疗机器人技术的需求不断增加。

受到COVID-19疫情的影响,自动化和远程医疗也日益成为医疗行业的发展趋势。

本文将从医疗机器人技术的应用领域、市场规模、发展瓶颈及未来发展趋势等方面进行深入探讨。

一、应用领域医疗机器人技术的应用领域广泛,主要分为手术机器人、辅助机器人、康复机器人和药物输送机器人。

手术机器人已经成为一种常见的手术工具,其中著名的代表是美国Intuitive Surgical公司的“达芬奇”机器人。

它结合了3D成像、微型操作装置、一体化手术台和人机交互接口等先进技术,使得手术医生可以实现更精确的手术操作,缩短术后康复时间。

辅助机器人则主要是为医生提供辅助诊断和治疗的工具。

比如,智能超声机器人可以扫描患者身体内的器官并对其进行3D建模,从而更好地预测疾病并减轻医生的工作负担。

康复机器人主要用于帮助瘫痪或残疾患者恢复肌肉和骨骼的功能。

这些机器人能够通过动力学分析和机器人学的算法控制肌肉、骨骼和关节的运动,从而帮助患者进行康复锻炼。

药物输送机器人则是一种自动化的药物管理系统,能够自动调配、配制和分配药物。

这种机器人可以显著减少医护人员的工作量,同时减少药物链中出错的风险。

二、市场规模根据市场研究公司的数据,医疗机器人市场规模正以惊人的速度增长。

2020年,医疗机器人市场规模预计达到144亿美元,并有望年复合增长13%以上,到2025年将达到247亿美元。

其中,手术机器人是最大市场,占据了40%的市场份额,而药物输送机器人则是增长最快的领域。

此外,随着自动化和智能化技术的不断发展,辅助机器人市场也将逐渐占据更大的份额。

三、发展瓶颈尽管医疗机器人技术的发展势头迅猛,但是仍存在一些发展瓶颈。

其中,成本是医疗机器人技术最大的挑战之一。

目前,大多数医疗机器人的售价都在数百万美元以上,这使得许多医院难以承受。

另外,医疗机器人技术的安全性和可靠性也需要进一步加强。

机器人技术在医疗领域中的应用和发展趋势

机器人技术在医疗领域中的应用和发展趋势

机器人技术在医疗领域中的应用和发展趋势近年来,随着人工智能和机器人技术的持续发展,机器人技术在医疗领域中的应用越来越受到关注。

机器人技术可以应用于医疗诊断、手术、护理等方面,为患者提供更加精准、高效、安全的医疗服务。

一、机器人技术在医疗领域中的应用1、医疗诊断机器人技术可以应用于医疗诊断中,可以通过人工智能和模式识别技术,对医学图像、病历数据等进行分析和解读,辅助医生进行疾病的诊断和判断。

例如,美国的“IBM沃森医疗”系统可以解析文字、影像、实验数据和人类智慧数据,为医生提供更加精准的医疗诊断方案。

2、手术机器人技术可以应用于外科手术中,可以通过机器人手臂实现高精度、大范围的手术操作。

机器人手术可以减小手术创伤、缩短手术时间、降低手术风险和并发症发生率。

如美国的“达芬奇”机器人手术系统,可以通过高清3D图像和机器人手臂进行微创手术操作,此技术已广泛应用于泌尿外科、妇科、胃肠外科等医疗领域。

3、护理机器人技术可以应用于康复护理中,能够通过智能机器人的辅助下,提高患者自理能力,降低康复时间和费用,增加康复效果。

如日本研发的“可爱的机器人小狗Aibo”,可以在康复护理中作为患者的“陪伴者”,提高患者的心情和康复效果。

二、机器人技术在医疗领域的发展趋势1、个性化定制医疗服务随着人们对医疗精细化、个性化诊疗需求的不断增加,机器人技术在医疗领域中的应用将更趋向于个性化定制化。

未来医疗机器人将能够通过人工智能和物联网技术,为患者提供更加精准的健康数据分析和医疗干预方案。

2、全景化医疗服务机器人技术可以应用于远程医疗服务中,能够为医疗系统提供更加高效、便捷的医疗服务。

未来的全景化远程医疗服务将通过机器人辅助实现患者远程诊疗、病历远程管理、健康指导等多样化服务。

3、移动化医疗解决方案随着人们生活方式的不断改变,移动化医疗服务将成为医疗机构和患者之间沟通的主要方式。

未来的移动化医疗解决方案将包括机器人语音识别、远程手术、患者健康管理等方面,全面提升医疗服务效率和质量。

2023年年医用机器人行业发展趋势:人口老龄化促使医用机器人加速发展文档

2023年年医用机器人行业发展趋势:人口老龄化促使医用机器人加速发展文档

Development Trends in the Medical Robot Industry
FROM:luke
2023/7/25
医疗机器人行业发展趋势
CONTENT
目录
01
Innovation and popularization of medical robot technology have become industry hotspots
1.智能化手术辅助系统,助力手术更精准。2.人工智能手术辅助系统:高精度、高稳定性、自学习能力,推动手术领域的发展和应用。
医用机器人在手术领域的应用
医用机器人在康复治疗中的应用
1. 智能康复机器人
2. 机器人辅助手术
03
Human-computer collaboration has become a key trend in the development of medical robots
人机协同成为医用机器人发展关键趋势
1. 智能导航技术的发展
2. 语音交互技术的应用
3. 机器学习和人工智能的应用
人机协同技术发展
智能机器人应用广泛
手术机器人
护理机器人
市场规模
机器人
全球
2023年
Surgical robots
Nursing robots
market size
2023
Global
robot
智能机器人应用广泛,未来社会受益匪浅。
老年人护理需求增加
THANKS
luke
2023/7/25
医用机器人技术创新与普及成为行业热点
1.医疗机器人:应对老龄化社会的需求
2.医疗机器人可提高老年病人护理质量

国内外医疗机器人发展现状及趋势

国内外医疗机器人发展现状及趋势

国内外医疗机器人发展现状及趋势随着科技的不断进步,医疗机器人在世界范围内得到了广泛的应用和发展。

医疗机器人是指能够协助医生或替代医生进行医疗活动的机器人设备。

它们通过结合人工智能、机器视觉和机器学习等技术,为医疗行业带来了革命性的变化。

国内医疗机器人的发展目前处于起步阶段,但取得了一定的进展。

中国的医疗机器人市场规模不断扩大,国内企业也在积极研发医疗机器人产品。

例如,国内一家创新型企业研发的手术机器人已经获得了国内外的认可,并开始在各大医院进行试点应用。

这些机器人可以通过手术示教、手术仿真等方式,提高手术精确度和安全性。

在国外,医疗机器人的发展已经进入了成熟阶段。

美国、日本等国家一直处于医疗机器人技术的领先地位。

美国的达芬奇手术机器人是目前最为成熟的手术机器人系统之一,已经在全球范围内得到广泛应用。

日本的智能护理机器人也已经开始在养老院和医院等场所进行试点应用,为老年人提供更好的护理服务。

医疗机器人的发展趋势也值得关注。

首先,随着人工智能技术的不断发展,医疗机器人将更加智能化。

机器人可以通过学习和分析大量的医疗数据,提供更加准确的诊断和治疗方案。

其次,医疗机器人将更加多样化。

不仅仅局限于手术机器人,还有智能护理机器人、药物分发机器人等等。

这些机器人将为医疗行业带来更多的创新和便利。

另外,医疗机器人还将与互联网和物联网技术相结合,形成医疗机器人网络,实现医疗资源的共享和高效利用。

然而,医疗机器人的发展也面临着一些挑战。

首先是技术挑战。

医疗机器人需要具备高精度、高稳定性和高安全性的特点,这对机器人的硬件和软件技术提出了更高的要求。

其次是法律和伦理挑战。

医疗机器人涉及到患者隐私和安全等问题,需要建立相应的法律法规和伦理规范来规范其应用。

此外,医疗机器人的成本也是一个问题。

目前,医疗机器人的价格较高,限制了其在医疗机构的推广和应用。

国内外医疗机器人的发展现状呈现出不同的特点。

国内医疗机器人市场规模不断扩大,国内企业也在积极研发医疗机器人产品。

医疗机器人的发展现状与未来趋势

医疗机器人的发展现状与未来趋势

医疗机器人的发展现状与未来趋势医疗机器人是一种应用于医疗行业的智能机器人,它主要以增强手术、病房看护、康复训练、精准医疗等形式应用于医疗领域。

随着人口老龄化程度的不断加深和医疗需求不断增长,医疗机器人的应用也越来越广泛,它正在成为医院日常工作的一部分。

本文将探讨医疗机器人的发展现状和未来趋势。

一、医疗机器人的发展现状医疗机器人的应用在全球范围内已经比较广泛,主要体现在手术机器人、辅助机器人、智能床铺、虚拟医生助理等方面。

其中,手术机器人是医疗机器人应用最为广泛的领域之一,它可以完成微创手术、外科手术等高精度操作,极大地提高了手术的精度和安全性,降低了手术风险。

目前,全球范围内应用最广泛的手术机器人是美国Intuitive Surgical公司的达芬奇手术机器人,它具有多关节操纵臂、立体成像系统、手术控制台等先进技术,已经在全球范围内被广泛应用。

在中国市场中,目前可使用的手术机器人主要是Intuitive Surgical公司的达芬奇手术机器人、Xiongwei Surgical Robots的Sword招式手术机器人、泰安投影的重大手术机器人等。

这些机器人在操作效率、病人治疗的安全性、术后恢复等方面都取得了显著的优势,成为医疗机器人发展的代表性产品。

二、医疗机器人的未来趋势目前,虽然医疗机器人在一些领域中应用已较为广泛,但是医疗机器人的应用仍然面临着一些挑战,包括医疗机器人的成本高,应用的风险和要求也比较高等。

因此,未来医疗机器人将有哪些发展趋势呢?1、趋向可行、好用未来医疗机器人的发展趋势将更加注重性能、嵌入、操作效率、精确度和安全性等方面,使用户更加满意。

机器人的出现将为医生操作提供更大的便利,减少了不必要的劳动力强度。

2、追求互补、协同未来还将出现许多可以相互连接协同工作的机器人,其中可能存在大量的医疗机器人。

医疗机器人可以协同工作,提高工作效率。

3、独立性增强未来医疗机器人将具有更加强大的独立性和自我诊断能力,预测未来的发展和病情变化,并及时调整治疗方案,提高治疗的效果。

国内外医疗机器人发展现状及趋势

国内外医疗机器人发展现状及趋势

国内外医疗机器人发展现状及趋势引言随着科技的不断进步,医疗机器人在世界范围内得到了广泛的应用和发展。

医疗机器人的出现为医疗行业带来了巨大的变革,不仅提高了手术的精确度和安全性,还为医生和患者提供了更好的医疗体验。

本文将对国内外医疗机器人的发展现状及趋势进行全面详细的介绍。

国内医疗机器人发展现状国内医疗机器人的发展起步较晚,但近年来取得了长足的进步。

目前,国内医疗机器人主要应用于手术辅助、康复护理和诊断等领域。

手术辅助机器人手术辅助机器人是医疗机器人应用领域中的重要一环。

目前,国内医疗机器人市场上最主要的产品是手术机器人。

手术机器人通过高精度的操作和视觉系统,能够帮助医生进行复杂手术,并提高手术的精确度和安全性。

国内一些知名的手术机器人产品包括达芬奇手术机器人和智能手术助手。

这些产品已经在国内多家医院得到了广泛的应用。

康复护理机器人康复护理机器人是另一个重要的医疗机器人应用领域。

随着人口老龄化的加剧,康复护理的需求越来越大。

康复护理机器人可以帮助患者进行康复训练,提高康复效果。

目前,国内一些康复护理机器人产品已经进入市场,如智能助行机器人和智能康复机器人。

这些产品通过智能化的设计和高度灵活的操作,为患者提供了更好的康复护理服务。

诊断机器人诊断机器人是医疗机器人应用领域中的新兴领域。

诊断机器人通过图像识别和人工智能技术,可以对患者进行快速而准确的诊断。

目前,国内一些医疗机器人企业已经开始研发诊断机器人产品,并在临床试验中取得了一定的成果。

诊断机器人的应用将大大提高医疗诊断的效率和准确性。

国外医疗机器人发展现状相比国内,国外医疗机器人的发展更加成熟和广泛。

国外医疗机器人市场主要集中在美国、欧洲和日本等发达国家。

美国美国是医疗机器人领域的领先者之一。

达芬奇手术机器人是美国一家知名公司研发的产品,已经在美国多家医院得到了广泛应用。

此外,美国还在康复护理机器人和诊断机器人等领域取得了重要进展。

欧洲欧洲也是医疗机器人的重要市场之一。

医疗机器人技术的现状和发展趋势

医疗机器人技术的现状和发展趋势

医疗机器人技术的现状和发展趋势近年来,随着科技不断发展和人们对生活质量的追求,医疗机器人技术已经成为医疗行业的热门方向。

医疗机器人技术能够帮助医生和患者更好地完成诊断、治疗等任务,提高医学水平和医疗效率。

本文将介绍医疗机器人技术的现状和发展趋势,并探讨医疗机器人技术发展的前景。

一、医疗机器人技术现状医疗机器人技术从上个世纪开始萌芽,并在21世纪得到了迅速发展。

现在,医疗机器人技术已经广泛应用于手术、治疗、康复、药品管理等多个领域。

具体来说,医疗机器人技术的应用包括以下几个方面:1.手术机器人:手术机器人是医疗机器人技术的代表,该技术已经落地实际应用。

手术机器人能够提供高精度、高稳定性的手术操作,辅助医生完成手术。

像国内知名厂商渐冻人、优智臻等公司已经研发出了各自的手术机器人产品。

2.康复机器人:康复机器人是帮助患者进行康复训练的机器人。

康复机器人能够减轻医护人员的负担,让患者更好地完成康复训练。

3.药品管理机器人:药品管理机器人是一个智能化药品存储、配药和发药管理系统,能够减少人工干扰,提高药品的安全性和易用性。

4.智能化医疗辅助:智能化医疗辅助是指运用人工智能技术,帮助医生诊断疾病、制定医疗方案等任务。

二、医疗机器人技术的发展趋势医疗机器人技术目前已经发展到了一定的阶段,但仍有许多问题需要解决。

未来,医疗机器人技术还将继续迈向更加智能化、更加便携、更加灵活和更加人性化。

以下是未来医疗机器人技术的发展趋势:1.智能化:未来医疗机器人技术将更加智能化,能够根据患者的情况灵活调整治疗方案,帮助医生进行更好的诊断和手术操作。

2.便携化:医疗机器人技术将越来越便携,能够更好地满足移动医疗和远程医疗的需要,帮助医护人员在抢救、治疗等紧急情况下操作更加方便。

3.多模态:未来医疗机器人技术还将朝着多模态方向发展,即能够同时进行多种功能的机器人。

4.人性化:医疗机器人技术还将朝着人性化方向发展,能够帮助患者更好地完成治疗,尽可能地减轻患者的痛苦。

医疗机器人市场需求与发展趋势分析

医疗机器人市场需求与发展趋势分析

医疗机器人市场需求与发展趋势分析医疗机器人是一种结合了医学和机器人技术的创新产物,近年来在世界范围内迅速发展起来。

它们具备高精度、高稳定性和高效性的特点,可以在手术、康复、护理等领域发挥重要作用。

本文将分析医疗机器人市场的需求和发展趋势,并探讨其未来发展的挑战和前景。

一、市场需求:提高手术效果和患者体验随着医疗技术的不断进步和人口老龄化的趋势,手术患者对手术精确性和安全性的要求越来越高。

传统的手术方式存在术者手抖等问题,容易造成手术失败或出现并发症。

而医疗机器人可以通过高精度的运动和即时感知,减少手术误差,提高手术成功率。

同时,医疗机器人在手术过程中不会感到疲劳,可以长时间稳定操作,提高手术效率。

这些优势使得医疗机器人在手术机器人市场中具有巨大需求。

二、市场需求:提升医疗效率和降低成本医疗资源分布不均和医疗人员紧缺一直是全球面临的问题,而医疗机器人的发展可以缓解这一难题。

医疗机器人可以进行精确的诊断和治疗,提高医疗效果,减少患者流失率。

同时,医疗机器人的智能化程度不断提升,可以承担一部分简单的医疗任务,如药物投放、输液等,减轻医护人员的工作负担,提高医疗效率。

医疗机器人的广泛应用将帮助降低医疗费用,提高医疗资源的利用效率。

三、市场发展趋势:机器人技术的革新随着机器人技术的不断革新,医疗机器人的技术水平不断提高。

传感器技术、计算机视觉技术、人工智能等的突破,使得医疗机器人能够像人类医生一样感知环境、做出决策和执行任务。

此外,仿生学技术的应用以及微创手术技术的突破,也为医疗机器人的发展提供了更大的空间。

这些技术革新将加速医疗机器人的研发和应用,推动市场需求的增长。

四、市场发展趋势:产业链的完善医疗机器人涉及设备制造、软件开发、系统集成等多个环节,需要一个完善的产业链来支持其发展。

近年来,全球范围内医疗机器人产业链得到了不断完善,越来越多的企业加入到这一领域,提供各种医疗机器人相关产品和服务。

同时,政府的政策支持和资金投入也推动了医疗机器人产业链的发展。

机器人辅助手术技术的发展现状与趋势

机器人辅助手术技术的发展现状与趋势

机器人辅助手术技术的发展现状与趋势随着科技的不断发展,机器人技术已经开始在医疗行业中得到广泛应用。

尤其是在外科手术中,机器人辅助手术技术已经成为一种趋势,并且在不断进化和改进。

一、机器人辅助手术技术的发展现状在过去的几十年中,手术技术一直在不断进步,但是手术过程中确实存在一定的风险,特别是对外科医生的技术水平和经验要求很高。

为此,机器人辅助手术技术应运而生。

机器人手术系统包括机械臂、摄像头、控制台等组成部分。

在手术中,外科医生将机械臂和摄像头放置在患者周围,然后在控制台上操作。

通过这种方式,外科医生可以更精准和安全地进行手术操作。

目前,机器人辅助手术技术已经在全球范围内广泛应用。

例如,美国的达芬奇机器人辅助手术系统已经在许多医院通过FDA的批准,并已经成功在数万台手术中应用,而且这种趋势还在不断扩展。

二、机器人辅助手术技术的优势机器人辅助手术技术相比传统手术有很多优势。

首先,机器人手术可以消除外科医生的手颤和手部疲劳等因素的影响,从而使手术过程更为精准和准确。

其次,机器人手术可以缩小手术切口,减轻手术过程中对医生和患者的创伤。

此外,机器人手术也可以减少术后恢复时间,对于患者来说,手术后住院时间减少了,术后恢复的速度也明显加快。

三、机器人辅助手术技术对外科医生的要求虽然机器人辅助手术技术对外科医生的技术水平和经验要求相对较低,但是如果想要成为一名优秀的机器人手术医生,也需要具备一定的素质和能力。

首先,外科医生需要具备精细的操作技能和稳定的手部控制能力。

其次,外科医生需要具备很强的空间想象和模拟能力。

最重要的是,外科医生需要具备解决现场突发问题的能力。

只有具备这种综合素质,才能在机器人手术中保持精准和安全。

四、机器人辅助手术技术的未来发展趋势机器人辅助手术技术目前的应用范围仍然比较有限,只能应用于一些比较常见的手术。

但是,随着技术的发展和机器人手术系统的不断完善,其在医疗领域的应用将会得到进一步扩展。

医疗机器人技术的发展趋势与挑战分析

医疗机器人技术的发展趋势与挑战分析

医疗机器人技术的发展趋势与挑战分析引言近年来,随着科技的不断进步,医疗机器人技术得到了飞速发展。

医疗机器人作为一种结合了机械工程、电子工程和医学知识的交叉学科,正逐渐成为医疗领域的新宠。

本文将分析医疗机器人技术的发展趋势和当前所面临的挑战。

发展趋势1.人口老龄化加速了医疗机器人技术的发展随着全球人口普遍老龄化趋势的加速,医疗机器人技术的需求大幅增长。

老年人口中患有心脑血管疾病和慢性疾病的比例不断上升,医疗机器人技术可以帮助医生提高手术效果,减少手术风险,提高老年患者的生存率和生活质量。

2.机器人在手术领域的应用将持续扩大手术机器人是医疗机器人技术的一个重要应用领域,具有高精度、稳定性和准确性的优点。

目前,手术机器人主要用于微创手术领域,如胸腔外科、神经外科和泌尿外科等。

未来,随着技术的进一步发展,手术机器人将逐渐扩大应用范围,涉及更多的手术类型。

3.人工智能将进一步推动医疗机器人技术的发展人工智能(AI)在医疗机器人领域的应用越来越广泛。

AI可以帮助机器人在手术中做出更准确的决策,提高手术成功率。

此外,AI还可以辅助机器人进行医学影像分析和病例研究,为医生提供更准确的诊断结果和治疗方案。

挑战分析1.技术难题仍待突破尽管医疗机器人技术已经取得了显著的进展,但仍然存在很多技术难题需要克服。

例如,机器人在手术过程中需要具备高度的精确性和灵活性,而这就对机器人的感知、控制和运动能力提出了更高的要求。

此外,机器人还需要具备与人类医生进行良好的协同工作能力,以实现最佳的手术效果。

2.安全性和可靠性是医疗机器人技术的关键问题医疗机器人技术的应用直接关系到患者的生命和健康,安全性和可靠性是关键问题。

为了确保患者的安全,医疗机器人需要具备高度的精确性和稳定性,并且需要具备自我监控和自我纠正的能力。

此外,医疗机器人还需要通过各种严格的认证和检测,确保其符合医疗标准。

3.伦理和法律问题亟待解决医疗机器人技术的发展也带来了一系列伦理和法律问题。

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Feature articleRobots in healthcareRobert BogueOkehampton,UKAbstractPurpose–This paper aims to review of the use of robots in two healthcare applications:surgery and prosthetics.Design/methodology/approach–Following a brief introduction,this paperfirst considers robotic surgery and discusses a selection of commercial products,applications and recent technological advances.It then considers recent developments in robotic prosthetics.Findings–It is shown that surgical robots are being employed in an ever-growing range of clinical procedures.Systems employing tactile feedback are under development.Improved robotic prosthetics are the topic of a major research effort and recent developments include hands and grippers,walking aids and novel control techniques,including thought-activated systems which exploit advances in brain-computer interface technology. Originality/value–This paper provides details of recent developments and applications of robotic surgery and prosthetics.Keywords Robotics,Health care,Surgery,Prosthetic devices,User interfacesPaper type Technical paperIntroductionHealthcare is a robotic application which is growing due to demographic changes(an ever-growing elderly population), anticipated shortages of healthcare personnel,expectations for improving the quality of life for the elderly,the injured and the disabled and the need for even higher quality care,such as precision surgery and advanced prosthetics.These factors are stimulating the development and application of healthcare robotics and this article reviews two specific applications: surgery and prosthetics.Surgical robotsRobot-assisted surgery was originally developed to overcome certain limitations of minimally invasive procedures.Instead of directly moving the instruments,the surgeon uses a computer console to manipulate instruments attached to multiple robotic arms.The computer translates the surgeon’s movements into actions which are performed on the patient by the robot. Major advantages of robotic surgery are precision,smaller incisions,decreased blood loss,less pain and quicker recovery time.The world’sfirst surgical robot was the“Arthrobot”, which was developed and used for thefirst time in Vancouver, Canada in1983.Since then,numerous products have been developed and the best known today is the da Vinci Surgical System produced by Intuitive Surgical,Inc.(for example see Bloss,R.,Y our next surgeon could be a robot,38(1)).This comprises three components:a surgeon’s console,a patient-side robotic cart with four arms manipulated by the surgeon (one to control the camera and three to manipulate instruments),and a high definition3-D vision system. Articulated surgical instruments are mounted on the robotic arms which are introduced into the body through cannulas. This system has been used in all manner of clinical procedures and in1998it was employerd to perform thefirst robotic heart by-pass at the Leipzig Heart Centre in Germany.Robot-assisted hysterectomies and cancer staging are now being performed with the da Vinci system.Robotic neurosurgery is now a reality;history was made on12 May2008when the neuroArm robotic system(Figures1and2) operated on a human patient at the Faculty of Medicine, University of Calgary,Canada.This was thefirst time a robot had been used to perform image-guided neurosurgery and removed a brain tumour,an egg-shaped olfactory groove meningioma,from a21-year-old patient.NeuroArm operates in conjunction with real-time magnetic resonance imaging (MRI),providing surgeons with unprecedented levels of detail and control,enabling them to manipulate tools at a microscopic scale.The system comprises two robotic arms,each with six degrees of freedom,and a third arm equipped with two cameras providing3-D stereoscopic views.It allows updated MRI to be obtained during all phases of an operation(pre-,post-and intra-operative)without moving the patient.Working with a specialised set of tools,the robot is designed to perform soft tissue manipulation,needle insertion,suturing,tissue grasping,cauterising and cutting,manipulation of a retractor, suction and irrigation.The neuroArm was the brainchild of Dr Garnette Sutherland from the University of Calgary and was developed in collaboration with MDA,a Canadian robotics specialist.An improved version of the original robot,“neuroArm II”,is presently under development. Neurosurgical procedures are also the main application for the“neuromate”robot produced by Renishaw plc.This is a standard multi-axis robot which is used for electrode implantation procedures for deep brain stimulation,stereo electroencephalography(EEG)and motor cortex stimulation. Other uses include the implantation of catheters for cell grafts, drug delivery and radiotherapy.The current issue and full text archive of this journal is available at /0143-991X.htmIndustrial Robot:An International Journal38/3(2011)218–223q Emerald Group Publishing Limited[ISSN0143-991X][DOI10.1108/01439911111122699]218Surgeons feel the forceA major limitation of existing surgical robots is the lack of tactile feedback which can result in,for example,excessively tight or loose sutures.However,in 2010researchers from EindhovenUniversity of T echnology unveiled Sofie,the “Surgeon’s Operating Force-feedback Interface Eindhoven”robot which features force feedback applied to the operator’s joysticks (Figures 3and 4).The greater the applied presure,the greater Figure 1Dr Garnette Sutherland with the neuroArm roboticsystemSource: Courtesy of the University of CalgaryFigure 2Close-up of theneuroArmSource: Phil Crozier, courtesy of the University of CalgaryFigure 3The prototype Sofie medical robot is the first to feature tactilefeedbackSource: Eindhoven University of TechnologyFigure 4Linda van den Bedem beside the SofierobotSource: Eindhoven University of Technology219the resistance felt on the joysticks.This was developed as part of a PhD project by Linda van den Bedem and is thefirst surgical robot to incorporate this type of feedback,which has been patented.Sofie is also more compact than most surgical robots and is mounted on the operating table instead of thefloor, meaning that when the table is tilted or moved,the robot will move with it,so no readjustments are necessary.At present, van den Bedem and colleagues are exploring Sofie’s commercial potential but while surgeons are very enthusiastic about the prototype,the price must be considerably less than that of existing robots such as the da Vinci,which costs about $1.5million.The researcher expects that it will take aroundfive years before the Sofie can be taken to market.Achieving force feedback is attracting growing interest and recent research led by a team from the Rensselaer Polytechnic Institute involves the development of a touch-sensitive virtual reality simulator that will realistically replicate how performing a gastric band operation feels,making it ideal for developing and teaching fundamental surgical skills and also for assessing physicians wishing to be certified as a laparoscopic surgeon.The system will feature laparoscopic tools that will be connected to equipment similar to that used in actual surgical situations. The monitor will display computer-generated models on the simulation screen and the user will interact with the simulation by vision and touch.The haptics technology will help the user to experience how cutting and stitching real tissue feels. Radiosurgery and robotic guidanceRobotic systems are now being used for radiosurgery. An example is the CyberKnife(Figure5),produced by Accuray,Inc.the world’sfirst and only robotic radiosurgery system designed to treat tumours non-invasively throughout the body.It is a frameless robotic system and was invented by John R.Adler,a Stanford University Professor of neurosurgery and radiation oncology and Peter and Russell Schonberg of Schonberg Research Corporation.The two main elements of the system are the radiation source and a KUKA robotic arm which allows the source’s energy to be directed at any part of the body,from any direction.The source is a compact, 6-mV X-band linac(linear particle accelerator)which is capable of delivering high doses of radiation with sub-mm accuracy.The robotic mobility of the CyberKnife system enables the delivery of a large number of non-isocentric,non-coplanar beams,individually directed at unique points within the intended target.This facilitates frameless treatment and eliminates the need to reposition the patient for each beam. Managing respiratory motion is one of the most significant challenges in radiation treatment delivery.While most other systems employ motion-compensation techniques such as gating or breath-holding,the company’s latest product,the CyberKnife VSI System,intelligently tracks respiratory motion in real-time and automatically adapts to changes in the patient’s breathing pattern.The company’s“Iris”variable aperture collimator,based on two offset banks of six prismatic tungsten segments,allows the rapid manipulation of the beam geometry to deliver up to12beam sizes from each linac position with characteristics virtually identical to that offixed circular collimators.The delivery of multiple non-coplanar beams enhances dose conformality and creates very steep dose gradients,reducing the dose to surrounding structures.A miniature,high-precision hexapod robot with six degrees of freedom is being used to assist guidance in spinal surgery. The bone-mounted system,SpineAssist(Figures6and7),can accurately guide the surgeon to achieve maximum precision when placing implants to stabilise spinal(vertebrae)fusions in both open and minimally invasive surgery.Apart from the miniature hexapod,the system also consists of preoperative planning software with automaticfluoroscopic and CT image processing and a set of rigid bonefixing clamps and platforms.Figure5The CyberKnifesystem Source: Accuray, Inc.Figure6The SpineAssistsystemSource: Mazor Robotics LtdFigure7Close-up of theSpineAssistSource: Mazor Robotics Ltd220The hexapod measures50mm in diameter and80mm in height and weighs250g.The overall system accuracy and repeatability is less than100m m and10m m,respectively,and the motion control accuracy is10m m.Thesefigures are achieved through the use of high precision brushless DC motors,miniature lead screws and seven LVDT position sensors.SpineAssist positions its arm in the trajectory planned by the surgeon,pinpointing the exact location of the implant and the surgeon then drills and places the implant with2.5 times more accuracy than by freehand positioning and with51 times less radiation exposure from the CT scans.The SpineAssist system and the associated surgical procedures were developed by Mazor Surgical T echnologies,now Mazor Robotics Ltd,which was established in2001as a spin-off from the Israel Institute of T echnology.Robotic prostheticsProsthetic limbs have been the topic of a major research effort for many years,reflecting the desire to impart greater mobility to the disabled and the aged and also to assist in the rehabilitation of injured military personnel.Several robotic prosthetic limbs such as hands,arms and feet have been discussed in previous issues of this journal and the majority are complex electromechanical systems featuring a multitude of sensors,mechanical joints and actuators.Now,however,some groups are investigating less complex approaches and an example is research at Y ale and Harvard Universities.A group at Y ale’s Grasping and Manipulation,Rehabilitation Robotics and Biomechanics(GRAB)Lab has built a novel,four-fingered robotic hand which uses only a single actuator for the eight joints yet is able to adapt their weight passively to large variations in object geometry(Figure8).The hand is constructed using polymer-based shape deposition manufacturing(SDM),with joints formed by elastomericflexures and actuators and sensors embedded in tough,rigid polymers.SDM is an emerging manufacturing technique whereby the rigid links and compliant joints of the gripper are created simultaneously.This eliminates metal bearings,seams and fasteners that are often the source of mechanical failure.Experimental work with the prototype hand showed that even with only three positioning degrees of freedom and open-loop control,objects with a large range ofsizes,shapes and mass could be reliably grasped.This work has begun to change the way researchers approach the problem of robot grasping and may ultimately yield prosthetics which are lighter and more reliable than existing devices.Another novel approach to the gripping problem was reported by a group from the universities of Chicago and Cornell,together with iRobot Corp.,an MIT spin-off,in2010.They have created a “universal gripper”that uses the jamming of particulate material inside an elastic bag to hold objects.The gripper uses the same phenomenon that makes a vacuum-packed bag of ground coffee sofirm;in fact,ground coffee worked very well in the device.The researchers placed the elastic bag against a surface and then removed the air from it,solidifying the ground coffee inside which formed a tight grip.When air is returned to the bag,the grip relaxes.Three separate mechanisms contribute to the gripping force:friction,suction and interlocking.This gripping effect requires no sensory feedback and it was found that volume changes of less than0.5per cent are sufficient to grip objects reliably and hold them with forces exceeding their weight by many times.Some companies are now developing robotic systems that aim to overcome the mobility limitations of wheelchairs,by restoring the user’s ability to walk.For example,the Rex(robotic exoskeleton),launched in2010by Rex Bionics of New Zealand,is a pair of robotic legs that enables the user to stand up and walk with their arms free,move sideways,turn around and go up and down steps.It is suitable for wheelchair users who are capable of self-transfer and the use of a joystick.The unit is stabilised by a gyroscopic system,powered by a rechargeable battery which gives around2h of active use and weighs approximately38kg(Figure9).Eight spinal cord injury patients and one with muscular dystrophy have used the Rex experimentally.A somewhat similar system is the ReWalk (Figure10),produced by the Israeli company Argo Medical T echnologies Ltd This is also at the clinical trial stage and again uses battery power but at,15kg it is far lighter than the Rex.Fabricated from composite materials,it consists of a backpack, an upper body harness and leg supports that arefitted with motorised knees and hips.The wearer,who must have the use of their upper body,controls the movement of the leg supports Figure8The Yale/Harvard robotic hand(a)(b)Notes: (a) The complete arm and hand; (b) the gripper in actionSource: Dollar and Howe (2010)221with crutches,while motion sensors connected to a backpack computer let the device know when a step should be taken.The ReWalk is expected to go on the market in 2011.Control by thoughtThese two devices are more correctly termed exoskeletons rather than prosthetics and both use quite rudimentary control mechanisms (a joystick and upper body motion)but in the case of true prosthetics,which replace rather than augment a limb,improved mechanisms are required.This is one of the key objectives of research funded by DARPA,the US Defence Advanced Research Projects Agency,which has been working on control technologies for several years as part of its Revolutionising Prosthetics Programme.The ultimate aim is to achieve control by thought and a team at Johns Hopkins University,who were responsible for much of DARPA’s earlier prosthetic progress,received a $34.5million contract from the agency in 2010to manage the next stages of the project.The researchers will test the Modular Prosthetic Limb,which is an upper and lower arm and hand,on a human.The test subject’s thoughts will control the arm,which offers 22degrees of motion,including independent movement of each finger,and provides feedback that essentially restores a sense of touch.It weighs around nine pounds and will rely on micro-arrays implanted into the subject’s brain that record signals and transmit them to the device.The project partners include the University of Pittsburgh and the California Institute of T echnology,for their experience in brain-computer interface(BCI)technology;the University of Chicago,for its expertise in sensory perception;the University of Utah,for its capabilities in developing implantable devices suitable for interfacing with the human brain;and HDT Engineered T echnologies,for its skill in building prosthetic limbs.Within a year,the JHU-led team will begin testing the system with spinal cord injury patients.However,all existing methods to extract human neural information are inadequate for high performance prostheses,because either the level of extracted information is too low (,500events/s)or the functional lifetime is too short (,2years).Recent technological advances present new opportunities to solve both of these limitations.It is now feasible to develop tissue-response-mitigating implanted cortical microelectrodes which can extend interface lifetime well beyond two years and toward the lifetime of the patient.Other recent advances that are expected to solve these issues include high resolution peripheral neuromuscular interfaces,high-density electrocorticography arrays and tissue-engineered biotic/abiotic interfaces.These technologies are being investigated by a new DARPA programme “Histology for interface stability over time”.Some clues to the possible future direction this technology may take can be gained from the broader field of BCI technology.Reflecting the problems associated with brain implants,several BCI groups are investigating non-invasive means of thought detection,most notably EEG.Some companies have already commercialised rudimentary EEG-based BCI systems which translate thoughts into simple computer commands and the control of roboticFigure 9The Rex lower limbexoskeleton Source: Colleen Tunnicliff/Rex Bionics LtdFigure 10TheReWalkSource: Argo Medical Technologies Ltd222prosthetics is frequently cited as a major,future application of BCI technology.In2009,Honda demonstrated that its humanoid ASIMO robot could be controlled to a limited degree by the operator’s thoughts.The experimental system combines EEG with near-infrared(NIR)spectroscopy and the operator wears a helmet featuring NIR and EEG sensors which monitor and decode electrical brainwaves and cerebral bloodflow.An alternative approach to achieving improved control may result from research into“neurophotonics”.In2010the Southern Methodist University’s Neurophotonics Research Centre announced that it is leading a DARPA-funded project to develop an optical link,compatible with living tissue,that will connect powerful computer technologies to the human nervous system through hundreds or perhaps thousands of sensors embedded in a single opticalfibre.Unlike metal nerve interfaces,opticalfibres would not be rejected or destroyed by the body’s immune system.The brain will be able to both send and receive signals from a prothetic limb,thus giving amputees the ability to function normally.The Centre brings together researchers from Vanderbilt University,Case Western Reserve University,the University of T exas at Dallas and the University of North T exas.The Center’s industrial partners include Lockheed Martin,Plexon,Texas Instruments, National Instruments and MRRA.The research builds on partner Universities’recent advances in light stimulation of individual nerve cells and new,extraordinarily sensitive optical sensors being developed at SMU.Professor Volkan Otugen, SMU Director for the Center has pioneered research intosensors which utilise“whispering gallery mode”(WGM) resonators.The dielectric resonators are high optical quality polymeric spheres and the measurement principle is based on the detection of extremely small sphere deformations by monitoring the corresponding optical WGM shifts.ConclusionsBoth of the applications considered here illustrate well the contribution that robotics is making to improve healthcare.It is inevitable that robotic systems will play a growing role in the future as the fruits of research,which is progressing on a number of fronts,reaches the market.Robot-assisted surgery will expand as new capabilities and procedures are developed and it is likely that,within the forseeable future,ever more capable prosthetics,including thought-controlled devices,will become a reality.ReferenceDollar,A.M.and Howe,R.D.(2010),“The highly adaptiveSDM hand:design and performance evaluation”,International Journal of Robotics Research,Vol.29No.5,pp.585-97.Corresponding authorRobert Bogue can be contacted at:robbogue@223T o purchase reprints of this article please e-mail:reprints@ Or visit our web site for further details:/reprints。

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