ربات‌ها امروزه برای فعالیت در مراکز بهداشتی و درمانی هرچه بیشتر آماده می‌گردند. بحران‌های دوران همه‌گیری کرونا علاقمندی برای استفاده از این مدل فناوری‌ها را به اوج خود رسانده است. توان رسان به عنوان یکی از تامین کنندگان اصلی قطعات با دقت و کیفیت بالا و مطابق با استانداردهای مورد نیاز برای صنایع پزشکی و ابزار دقیق به بررسی این تحولات پرداخته است. می‌توان گفت استفاده از ربات‌ها تقریبا در تمامی بخش‌های بیمارستان‌ها پیشبینی شده است. از مراقب از بیماران و سالمندان تا اموری مانند پخش دارو و پاسخگویی به مخاطبان و حتی انجام عمل‌های جراجی پیشرفته طیف وسیعی از فعالیت‌ها است که نشان می‌دهد بازار بزرگی در آینده‌ای نه چندان دور در انتظار این بخش است و باعث ایجاد تحولات بسیاری در این شاخه خواهد گردید. اگر به مقاله‌های دانشگاهی و تحقیقاتی در این بخش هم نگاهی داشته باشیم متوجه رشد بالای تحقیقات و بودجه‌های تحقیقاتی در این بخش خواهیم شد که خود نشانه دیگری از علاقمندی فناوران به استفاده ربات در پزشکی و امور مرتبط با بهداشت و درمان است.
تحولی بزرگ در دنیای فناوری‌های بهداشتی و درمانی
از عوامل دیگر رشد این بخش می‌توان به بروز خستگی در انسان‌ها در طی عمل‌های جراحی گسترده اشاره نمود. با توجه به نوآوری و اهمیت زیاد آن در جامعه، تعداد ربات‌های پزشکی تأیید شده در حال استفاده در سطح جهان رو به فزونی می‌باشد و رشته مهندسی پزشکی، رباتیک و هوش مصنوعی را برای ورود در زمینه‌های کاربردی نوین متحول نموده است.
اجزاء و عملکرد ربات‌های پزشکی
به لطف گستردگی دامنه رباتیک، ربات‌های پزشکی می‌توانند به طیف گسترده و بسیار متنوعی از قطعات تولید شده، مجهز شوند و همچنین از نظر اندازه، شکل و ساختار متفاوت باشند. ماژول‌های اصلی آنها اغلب متشکل از یک واحد کنترل کننده و یک بازو است. مورد آخر معمولاً به شکل بازوی رباتیک می‌باشد، که برای انجام اقدامات مختلف طراحی شده است و از بخش‌هایی مانند: مفصل، سنسورها، سیستم محرکه و یک مجری نهایی تشکیل شده است.
بسته به منطقه کاری که ربات پزشکی در آن به کار گرفته شده است، مجری نهایی بازوی ربات و همچنین لینک‌ها و اجزای آن را مجهز به فناوری‌های مختلفی کرده و هر بخش با توجه به محیط و میزان ارتباط با انسان باید دارای استانداردهای خاص و بسیار سختگیرانه مورد نیاز برای محیط‌های بهداشتی و درمانی باشد.
حسگر‌ها در این گونه ربات‌ها نه تنها مسئولیت تعیین موقعیت بازو را بر عهده دارند، بلکه انواع مختلفی از داده‌ها مانند فواصل و... را نیز جمع آوری کرده و به واحد کنترلر ربات می‌رسانند. نحوه چگونگی کنترل یک ربات پزشکی در درجه اول به زمینه‌ای که در آن استفاده می‌شود بستگی دارد. در عمل های جراحی، جراح، ربات را هدایت می‌کند.
حرکات هدایت شده توسط اپراتور با کنسول (میز فرمان) و دسته (joystick)، یا سایر المان کنترلی مشابه توسط بازوی رباتیک (کنترل بازو از راه دور) به طور همزمان (real-time) انجام می شود. اگر ربات باید حرکات خاصی را به صورت مستقل انجام دهد، باید از پیش به صورت دستی برنامه ریزی شده یا از طریق برنامه نویسی آفلاین آموزش دیده باشد.
توسعه ربات‌های پزشکی در طول زمان
سابقه ربات‌های پزشکی به حدود 32 سال قبل برمی‌گردد که آنها را به یک دستاورد نسبتاً جدید در مهندسی پزشکی تبدیل می‌کند. به هر روی، از زمان پیدایش آنها، رشته رباتیک در پزشکی به سرعت خود را تثبیت کرد و اکنون در بسیاری از کاربردها استفاده از ربات مورد پذیرش می باشد.
تحولات سریع و رضایت واقعی پیرامون استفاده از پروسه ها و ربات‌های کنترل‌شده با کامپیوتر در زمینه پزشکی، پیش از هر چیز نتیجه‌ی تجربه مثبت حاصل از فناوری‌های تصویربرداری مانند تشخیص اشعه ایکس، پرتونگاری و آندوسکوپی است. افزون بر این، نوآوری‌ها در زمینه پردازنده‌ها و ذخیره‌سازی داده‌ها عامل مهم موثر در پیشرفت ربات‌های پزشکی بوده است، زیرا استفاده از واحدهای منطقی حسابگر امکان پردازش همزمان یا استفاده از مقادیر زیادی از داده‌ها را فراهم کرده است.
عامل مهم دیگر این است که استقبال جامعه از ربات‌ها در پزشکی رو به فزونی می‌باشد. تغییر کلی درشیوه تفکر، تأثیر مثبتی بر پیشرفت سیستم‌ها دارد. اولین بار در سال 1991 از یک ربات پزشکی برای کمک در عمل جراحی استفاده شد، زمانی که برداشت یک برش از پروستات از طریق مجرای ادراری (یک تکنیک مداخله‌ای اورولوژی) انجام شد و به سرعت توسط چندین روش عمل دیگر دنبال شد. دیری نگذشت که ربات‌های پزشکی در جراحی استخوان مورد استفاده قرار گرفتند.
دقت در فضا و زمان - اهداف و ویژگی‌های ربات‌های پزشکی
درمقابل برداشتی که گاهی از تصاویر ساختگی ارائه می‌شود، ربات‌ها در محیط‌های فنی پزشکی با هدف اخراج کامل کارکنان انسانی به کار نمی‌روند. ربات‌های پزشکی عمدتا نقش کمکی (نظارتی) را ایفا می‌کنند که در آن به عنوان دست کمکی یا بازوی توسعه یافته در نظر گرفته می‌شوند. آنها را به طور ویژه برای انجام فرآیندهای خاص با دقت و سادگی بسیار می‌توان پیکربندی کرد.
ربات‌های پزشکی، یا به طور خاص‌تر المان بازوی فعال آنها، گاهی اوقات به عنوان بازو(نه بازوی رباتیک) شناخته می‌شوند، زیرا آنها عمدتا مستقل عمل نمی‌کنند، بلکه همیشه تحت کنترل یک اپراتور انسانی هستند. بدین ترتیب، این فناوری موجب هم افزایی مثبت یا به عبارتی بهینه سازی توانایی های انسان می‌گردد.
در حال حاضر ربات‌های پزشکی بیشتر برای روش‌های درمانی کم تهاجمی به کار گرفته می‌شوند. سطح ثابت کارآیی آنها باعث کوتاه شدن مدت زمان عمل و در نتیجه کاهش استرس بر روی بیمار و کاهش بروز خطاهای درمانی ناشی از خستگی می شود.
از مزایای دیگر استفاده از اینگونه فناوری‌ها می‌توان به این نکته اشاره نمود که جراح مجبور نیست مستقیماً در اتاق جراحی حضور یابد، بلکه سیستم را از فاصله دور می تواند کنترل کند. علاوه بر این، ربات‌ها بی گمان از هرگونه برانگیختگی روحی و عاطفی مصون هستند، که به آنها این امکان را می‌دهد تا با دقت زیادی هم از لحاظ مکانی و هم زمانی کار کنند. توانایی ربات‌های پزشکی در کار با دقت بسیار در روش‌های کم تهاجمی که مبتنی بر استفاده از برش‌های بسیار کوچک است، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. برای مثال، حرکت یک سانتی متری روی المان کنترل با استفاده از تجهیزات مکانیکی دقیق و انواع گیریبکس‌ها می‌تواند به حرکت با فاصله یک میلی متری روی بدن بیمار تبدیل شود.
خلاصه ای از مزایای ربات‌ها در پزشکی
- سطح ثابت عملکرد کاری (کارآیی)
- تأثیر نگرفتن از تحریک های ذهنی
- دقت مکانی و زمانی بالا
- کارکرد از فاصله دور در صورت لزوم
- گسترش دامنه درمان‌های ممکن
زمینه‌های کاربرد رباتیک در پزشکی
در حال حاضر طیف کاربردی ربات‌های پزشکی در اتاق جراحی بسیار متنوع می‌باشد. آنها بطور خاص در محیط‌های جراحی و رشته‌های تخصصی مختلف مانند ارتوپدی، جراحی پلاستیک و جراحی قلب در حال فعالیت می‌باشند. با این وجود، ربات‌ها در زمینه‌های پزشکی خارج از اتاق عمل نیز به کار می‌روند. برخی دیگر قادر به ترکیب هدفمند مایعات در لوله های آزمایش هستند. کاربردهای بیشتر ربات های پزشکی را در زمینه های تشخیص، مراقبت و درمان سرپایی می‌توان یافت و برای این امور ربات‌های مختلفی در دست طراحی یا تست و آزمایش هستند.
در شاخه توانبخشی و اقدامات مرتبط با ربات‌هایی که به اسکلت خارجی یا ربات‌های توان افزا معروف هستند، پیشرفت‌های چشگیری اتفاق افتاده است. این ربات که ساختارهای پشتیبانی رباتیکی و مجهز به موتورهای سروو می‌باشند، برای کمک به بیماران در انجام حرکات روزمره استفاده می‌گردند.
چرخ دنده‌های سری HFUS-2UH توسط Harmonic Drive SE در مفاصل این ربات‌ها به منظور اطمینان از ویژگی‌های مورد نیاز مانند آزادی از بازی، فشردگی و عملکرد بی‌صدا استفاده می‌شوند. تنها با استفاده از فناوری با کیفیت بالا و عملکرد دقیق، می‌توان چنین ربات‌های را با ایمنی و قدرت عملکردی بالا طراحی نمود. توان رسان از جمله مجموعه‌های اصلی تامین کننده و آموزش دهنده در مورد قطعات با دقت و کیفیت بالا در این بخش است که نیاز صنایع رباتیک و پزشکی را به طور کامل در تامین موتورها، گیریبکس‌ها و... برطرف می‌نماید.
