Робот-оригами для микрохирургии

Современные хирургические роботы могут быть довольно сложными внутри, поэтому они, как правило, довольно большие и часто занимают большую часть пространства операционной. Более того, они все еще слишком громоздки, чтобы оперировать на особо хрупких тканях и небольших анатомических структурах.

Теперь ученые из Гарвардского института Вайсса (США) и корпорации Sony придумали миниатюрного робота-хирурга, который легче монеты, но при этом может использоваться для выполнения очень точных хирургических задач. Информация о разработке была опубликована в Nature Machine Intelligence.

Устройство сделано с применением метода, называемого Pop-Up MEMS, который включает в себя соединение слоев устройства так, что они могут открываться из их плоской начальной формы в более сложные структуры, и использованием пьезоэлектрических материалов. Этот миниатюрный манипулятор может двигаться с впечатляющей точностью. Так как технология производства довольно проста и не требует объединения крошечных деталей, мини-робот может массово производиться по цене гораздо меньшей, чем цена обычных микромеханических устройств. Этот маленький прибор размером с теннисный мячик легко устанавливается и снимается.

Ученые протестировали новый роботизированный хирургический манипулятор, подключив его к тактильному контроллеру Phantom Omni компании Sensable Technologies, и попросили людей выполнять задачи по отслеживанию с его помощью и без нее. При использовании манипулятора у добровольцев было на 68% меньше ошибок при трассировке крошечного квадрата на бумаге. Впоследствии исследователи также использовали свое устройство для выполнения установки канюлей в синтетических сосудах сетчатки, толщина которых примерно в два раза превышает толщину человеческого волоса. Им удалось точно проколоть эти сосуды, не причиняя вреда за пределами области воздействия - то, что глазные хирурги найдут весьма впечатляющим достижением.

Точность достигается благодаря оптическим датчикам, которые постоянно следят за движениями робота и регулируют их для поддержания постоянства, компенсируя при этом случайное дрожание рук.