Centiroboti

Centiroboti

(Slika 6: OdoCapsula s kotačima za mjerenje dužine prijeđenog puta i zaustavljanje [4])

Najinteresantnije područje primjene centirobota jest medicina. Centiroboti za medicinu izrađeni su kao endoskopske kapsule s velikim mogućnostima. Nakon gutanja tijekom svog kretanja do izlaska iz tijela snimaju cijeli probavni trakt, a mogu napraviti biopsiju ili isporučiti lijek

 prof. dr. Gojko Nikolić

Gojko Nikolić

Jedan od pravaca konstruiranja robota usmjeren je prema minijaturizaciji. Izrađeni su mnogi roboti veličina desetak ili samo nekoliko centimetara. Nazvani su centirobotima (eng. centibots) zbog veličina nekoliko centimetara (< 10 cm). Ti roboti su već davno u uporabi. Osim robota igračaka i raznih vrsta životinja, izrađuju se leteći minijaturni roboti kao i endoskopske kapsule za medicinu.

Za leteće robote poput malih ptica ili letećih kukaca zainteresirana je prije svega vojska, kao i spasilačke službe. Namjena im je neprimjetno izviđanje, špijuniranje, a po potrebi i vojno djelovanje. S tako malim, daljinski upravljanim, letećim kukcima ili pticama, mogu neopaženo izviđati teren (slika 1 i slika 2). Leteći mali robotski kukci mogu neotkriveno uletjeti u sobe, pune npr. džihadista, i špijunirati ih minijaturnom kamerom (slika 3). Mogu u opasnim područjima otkriti kemijske otrove ili slično kemijsko oružje prije nego što u to područje dođu vojnici. Mogu također djelovati aktiviranjem eksploziva ili s nekim od otrova onesposobiti važne osobe.

Slika 1 a) Robot kolibrić kojeg je razvila DARPA [1], b) Vojnik pušta svog osobnog robota kolibrića za izviđanje

Spasilačke ekipe nakon vojnih ili prirodnih katastrofa tragaju za unesrećenima u zatrpanim objektima. Kod tih pretraga u uske prolaze mogu ulaziti samo mali mehanički leteći kukci i slati slike prostora.

Slika 2. Robot vretenac (Dragonfly TechJect), iz Georgia Techa [1]

Slika 3. Leteći robot kukac DelFly Micoro s kamerom iz Nizozemske (DelFly, Wikipedia 2020.)

Poljoprivrednici imaju želju da u slučaju potrebe, zbog nestanka pčela, pomoću minijaturnih letećih robota pčela (RoboBee) oprašuju cvijeće, slika 4.

Slika 4. Robot pčela (RoboBee) [2]

Rješenja minijaturnih letećih robota ima jako mnogo s dva, kao i s četiriju krila. Predviđeni su za različite namjene. Prikazani su samo ovih nekoliko da se dobije slika realiziranih rješenja i njihovih namjena.

Sigurno je najinteresantnije područje njihove primjene medicina. Centiroboti za medicinu izrađeni su kao endoskopske kapsule dimenzija do 3 cm s velikim mogućnostima. Početkom ovog stoljeća dobili su odobrenje za uporabu u bolnicama. Nakon gutanja tijekom svog kretanja do izlaska iz tijela snimaju cijeli probavni trakt, a po potrebi mogu se zaustaviti, izvršiti biopsiju i/li isporučiti lijek. Imaju kamere, LED diode za osvjetljenje, radiofrekventne uređaje i odašiljača za slanje slika, mikro računala i sl. uređaja (slika 5).

Neke uz to imaju i male hvataljke, nožice, noževe za biopisju, spremnike lijeka za isporuku, peraje i slične mehaničke uređaje za kretanje i obavljanje nekog medicinskog zahvata. Na svom putu mogu se pratiti uređajima izvan tijela i usmjeravati. U mnogim državama koriste ih kao standardni medicinski postupak. Dio liječnika smatra da još nisu dosegli kvalitetu postojećih endoskopskih pretraga i intervencija. Vjerojatno se približava dan kada će postati standardni postupak u svim klinikama, jer se svakim danom dalje razvijaju i postaju sve kvalitetnije i s većim mogućnostima.

Slika 5. Dijelovi robotske endoskopske kapsule WCE M2A [3]

Sada već daju veliki broj snimljenih slika čak do 30 u sekundi. Želja liječnika je da se njihovo kretanje može usmjeravati, a po potrebi i zaustaviti na određenom mjestu. To je bitno zbog uzimanja uzorka tkiva odnosno biopsije i isporuke lijeka na oboljelo mjesto. Ta rješenja su ostvarena na različite načine, djelovanjem vanjskog magneta ili samostalnim kretanjem s propelerima, perajama ili gusjenicama. Zaustavljanje se ostvaruje izdancima ili sidrenim nogama, odnosno kotačima. Izvučeni kotači Odocapsule mjere pređeni put i na potrebnom mjestu se blokiraju i time zaustavljaju cijelu endoskopsku kapsulu (slika 6).

Isporuka lijeka, koji se nalazi unutar kapsule, izbacuje se ili otvaranjem „vrata“ ili ugrađenim klipom (slika 7). Biopsija se najčešće obavlja kružnim nožem ili iglom.

Slika 7. Kapsula Enterion za isporuku lijeka [4]

Ovo su samo neka od postojećih rješenja minijaturnih robota – centirobota koja se već primjenjuju. Stalno se usavršavaju i dobivaju nove mogućnosti i osmišljavaju novi. Iako su minijaturni oni su u području dimenzija čiji dijelovi se mogu izraditi koristeći nove mikroproizvodne tehnike.

Nastavak minijaturizacije robota u području mikro i nanorobota, namijenjenih skoro isključivo medicini, je izuzetno teško izraditi i morale su se primijeniti druge tehnike izrada. Zato se ti medicinski nanoroboti često oslanjaju na rješenja iz mikrosvijeta prirode. O tome u drugom članku.


*Reference:

[1] Falle R.: Robotic Spies: Hummingbirds, Dragonflies & Co., dostupno na http://bsix12.com/robotic-spies/, pristup 25.10.2020.

[2] Flying Insect like robot – RoboBee by Harvard University, dostupno na http://blog.infizeal.com/2016/05/flying-insect-like-robot-robobee-by.html, objavljeno 30.5.2016.

[3] Mapara S.S., Patravale B.V.: Medical capsule robots: A renaissance for diagnostics, drug delivery and surgical treatment, dostupno na https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168365917307034, pristup 30.3.2020.

[4] Koulaouzidis A., Kiakovidis D., Karargyris A., Rondonotti E.: Wireless endoscopy in 2020: Will it still be a capsule?, World Jurnal of Gastroenterology, 2015 May 7; 21(17): 5119–5130, dostupno na https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4419052/

Komentari su zatvoreni