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機器人「手指」未來可替代人類醫生完成私密指檢

2024-10-11科技

研究人員開發出了一種超靈敏、類似人類的機器人"手指",能夠像醫生一樣安全地進行常規身體檢查,這種"機器人醫生"很快就會出現在醫療診所裏。醫生的手指是診斷工具,用來了解你和你健康的各種情況。 例如,醫務人員用手指來測量脈搏、觸摸皮下組織中的異常腫塊,還將手指插入人體器官進行指檢觸診。

現在,中國科學技術大學精密機械與精密儀器系的研究人員創造了一種受人類啟發、可彎曲的機器人'手指',用於執行上述常規醫療檢查。

研究人員說:"體格檢查是檢測乳癌早期腫塊和其他征兆的最廣泛、最有效、最安全的方法之一。在傳統中醫中,醫生可以透過測量病人的手腕脈搏......來了解其心臟狀況。"

"一方面,由於缺乏訓練有素、經驗豐富的醫生,一些疾病或潛在風險可能無法被及時發現,以防止病情加重。 另一方面,很大一部份人不願意接受身體檢查,尤其是那些接受異性醫生檢查的人。 因此,機器人觸診引起了研究界的強烈關註。"

考慮到人手的復雜性,即使是最先進的機器人手在與人手的能力相匹配方面仍有很大差距。 因此,中國科學技術大學的團隊能夠在柔軟的機器人手指上實作與人類相當的觸覺傳感,即觸診(感覺身體有無異常)和本體感覺(感知身體部位的運動和位置),是一件非常了不起的事情。

壓力驅動導致不同角度的 BSF 彎曲

他們的 BSF 是生物啟發軟手指的簡稱,由彎曲執行體和整合多模態傳感組成。 它的形狀類似手指,呈半圓形,具有 PneuNet(氣動網絡)結構,這是一種由彈性體內部的一系列通道和腔室組成的軟致動器。 當加壓時,這些氣室膨脹,BSF 就會向內彎曲。 它的總長度為 129 毫米(5.08 英寸)。

研究人員解釋說:"擬議的 BSF 設計簡單,只需測量兩個終端的電阻和電感,就能實作類似人類的觸摸感知。就像我們人類的手指一樣,BSF 可以透過主動觸摸感知物體物理特性的豐富資訊。"

研究人員測試了他們的 BSF 如何像醫生一樣進行醫學觸診。 它可以在大面積的模型組織中搜尋並辨識模型腫塊。 此外,"機器人手指"還成功地找到了人類參與者手腕上的動脈,並測量了他們的脈搏。 研究中沒有提到是否使用該手指進行了任何類別的侵入性預報。

研究人員說:"我們證明,BSF 可以按壓和'感覺'物體的硬度,並進行安全、準確的機器人觸診,與醫生進行的觸診類似。 "研究人員說:"此外,安裝在[六自由度]機械臂上的 BSD 可以定位參與者手腕處的動脈,並采集[脈沖]進行實時分析。 這些發現凸顯了'機器人醫生'在未來進行身體檢查的潛力"。

這項研究發表在Cell Reports Physical Science雜誌上