機器人已經(jīng)是制造業(yè)和其它重復勞動中的標準配置。并且機器人市場的需求正在轉向,從過去的工業(yè)領域轉向民生領域。特別是醫(yī)療、養(yǎng)老和教育行業(yè),對于智能服務機器人的需求非常迫切,服務機器人在這些行業(yè)的應用將會很有市場前景。 隨著我國進入老齡化,醫(yī)療、護理和康復的需求不斷增加,同時由于人們對生活品質追求的提高,使得醫(yī)療不管在質上還是量上都要滿足更高水準的要求。另一方面,醫(yī)護人力相對缺乏,醫(yī)療及健康服務機器人具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。而在醫(yī)療應用環(huán)境中,機器人的出色表現(xiàn)是需要過硬的技術來支撐的。
那么醫(yī)療機器人的最新強大的技術支持有哪些呢?
一、機器人構型優(yōu)化設計技術
醫(yī)用機器人既然叫機器人,那就離不開機器人的基礎理論和關鍵技術,包括機構、控制、傳感、人機交互、遙操作和材料等等,這方面和傳統(tǒng)機器人沒有太大差別。設計時要擺脫傳統(tǒng)工業(yè)機器人的“影子”,實現(xiàn)輕量化、精密、靈巧機器人機構構型創(chuàng)新設計。
機器人結構優(yōu)化方面主要技術手段主要有以下三類:
(1) 尺寸優(yōu)化. 尺寸優(yōu)化不是對結構形式、材料屬性等做改變,而是以結構的長度、截面積等作為優(yōu)化變量;
(2) 形狀優(yōu)化. 形狀優(yōu)化主要是對結構的內部、外部形狀進行優(yōu)化設計,改變整體結構形式;
(3) 拓撲優(yōu)化. 拓撲優(yōu)化作為一種迅速發(fā)展的新型結構優(yōu)化技術,在結構的概念設計階段就可以將結構所需要的性能作為約束變量,結合數(shù)學中的最優(yōu)化理論,得到最優(yōu)化的結構設計。 前兩種發(fā)展較早,目前已比較成熟。拓撲優(yōu)化是目前連續(xù)體結構優(yōu)化的研究熱點之一,是建立在力學、拓撲學和計算機技術等基礎上的結構優(yōu)化理論。連續(xù)體的結構拓撲優(yōu)化方法包括均勻化方法、密度法、變厚度法、拓撲函數(shù)描述方法等。
無論是哪種機器人都不離開數(shù)控加工,越先進的醫(yī)療機器人對高精尖精密零件加工要求就越高,東莞兆恒機械深耕高端精密加工行業(yè)19年,擁有進口設備群多達240臺,公司擁有ISO9001、ISO13485、ISO14001、IATF16949體系認證,高新技術企業(yè)稱號,并于2022年榮獲專精特新企業(yè)稱號。無論哪種醫(yī)療機器人精密零件加工,兆恒機械都能為您的產品保駕護航,兆恒集團基于年均 20年的多國籍技術管理團隊和高端的進口硬件設備群,及執(zhí)行嚴謹?shù)馁|量管理系統(tǒng)得以保駕護航,受到行業(yè)客戶持續(xù)的信賴好評和同步戰(zhàn)略發(fā)展。兆恒機械歡迎廣大客戶前來洽談業(yè)務,我們將竭誠為您服務!
二、系統(tǒng)集成技術
醫(yī)用機器人有“醫(yī)用”的特殊內涵,要求安全有效。系統(tǒng)集成時一定要面向具體的手術流程需求,考慮手術室如何應用,注意人機功效學的研究。如果醫(yī)生不接受你的系統(tǒng),你理論工作做得再好、技術再先進也不可能得到推廣應用,所以醫(yī)用機器人更強調“醫(yī)生-機器人-患者”三者的共融。
三、遠程手術技術
目前成功的手術機器人大多是主從操作式機器人,未來的趨勢是遠程手術,因此遙控操作和遠程手術技術也是大家看重的。
四、手術導航技術
基于機器人系統(tǒng)的3D手術規(guī)劃,利用醫(yī)學影像實時重建及融合處理和手術機器人高精度3D跟蹤定位及可視化技術,實現(xiàn)術中實時標定及配準。
五、軟體機器人技術
軟體機器人技術是現(xiàn)在比較流行的一項技術,未來在醫(yī)療領域的前景也是非常好的,如輸尿管鏡機器人在泌尿外科是非常有前景的。
六、輔助介入治療技術
20世紀90年代以來,介入治療迅速發(fā)展,該技術是在醫(yī)學影像如CT、MRI、US、X射線等的引導下,將特制的導管、導絲等精密器械,引入人體,對體內病態(tài)進行診斷和局部治療。該技術為許多以往臨床上認為不治或難治之癥,開辟了新的有效治療途徑。介入治療的醫(yī)生把導管或其它器械置入到人體幾乎所有的血管分支和其它管腔結構消化道、膽道、氣管、鼻腔等以及某些特定部位,對許多疾病實施局限性治療,該技術還特別適用于那些失去手術機會或不宜手術的肝、肺、胃、腎、盆腔、骨與軟組織惡性腫瘤。
介入治療具有不開刀、創(chuàng)傷小、恢復快、療效好、費用低等特點。有的學者甚至將介入與內科、外科并列稱為三大診療技術。
目前介入治療方法也存在一定的問題,例如大部分介入治療是在傳統(tǒng)的二維影像中完成的,這就造成對病灶靶點的定位不夠準確,影響介入治療的效果;醫(yī)生長時間暴露在X射線、CT等放射性的輻射下,對醫(yī)生健康造成了傷害;由于沒有對手術器械的定位,醫(yī)生往往不能一次性將手術器械準確置入病灶靶點,需要在影像的指導下逐步置入目標靶點,降低了手術的效率;由于手部運動的局限性以及長時間準確把握手術工具都會使醫(yī)生感到非常疲勞,而由于疲勞和人手操作不穩(wěn)定等因素會影響手術質量;同時介入治療的技巧性高,只有經(jīng)驗豐富的醫(yī)生才能進行,不易被一般醫(yī)生所掌握,限制了這項技術的廣泛應用。
介入治療的關鍵是將精密的手術器械準確地置入到病灶靶點以達到治療的目的,這就需要解決治療前的科學設計、治療中的準確定位、穩(wěn)定穿刺和器械扶持等難題。機器人輔助系統(tǒng)是解決上述傳統(tǒng)的介入治療問題的重要途徑。機器人輔助系統(tǒng)是利用計算機技術分析醫(yī)學影像信息,在構建三維空間坐標的基礎上應用醫(yī)用機器人實現(xiàn)精確定位和輔助操作。從而使介入技術與機器人定位準確、狀態(tài)穩(wěn)定、靈巧性強、工作范圍大及操作流程規(guī)范化等優(yōu)勢相結合,減少治療中的人為因素,使介入治療更為精確、靈巧與安全,克服完全依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗。
七、醫(yī)療與互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)
由于新技術的出現(xiàn),醫(yī)用機器人也需要與時俱進,包括數(shù)字醫(yī)療、移動醫(yī)療、穿戴式醫(yī)療和遠程醫(yī)療。這種趨勢也越來越明顯了,日本的Pepper機器人把云計算和大數(shù)據(jù)利用起來以后可以很好地在情感陪護方面介入進去,這也是未來的一個發(fā)展趨勢。
在機器人基礎技術領域方面醫(yī)療機器人和傳統(tǒng)機器人沒有太大差別。但醫(yī)療機器人最大的特點是其工作過程中需要與人(醫(yī)生、患者)進行大量的協(xié)同交互,因此需要依據(jù)其自身使用特性對其進行設計上的優(yōu)化,如手術機器人需要考慮非結構化的手術室環(huán)境對機器人工作空間的約束,假肢外骨骼機器人需要足夠靈敏度和盡量小的重量,輸尿管鏡機器人產生對新型軟體機器人技術發(fā)展的需要,腔鏡手術機器人需要盡量減小其工作范圍以降低其對手術者的傷害,因此設計時要擺脫傳統(tǒng)工業(yè)機器人的“影子”,實現(xiàn)輕量化、新型、精密、靈巧機器人機構構型創(chuàng)新設計。
東莞市兆恒機械有限公司成立于2004年,注冊資本 6800萬元,位于世界制造中心創(chuàng)新城市—東莞市石排鎮(zhèn),現(xiàn)有廠房面積10萬㎡, 員工900+人,研發(fā)人員占比30%以上,是一家專注高端智能裝備一體化服務的國家高新技術企業(yè)。 自2004年起于精密機加工工業(yè)配套領域已深耕19年,并多元化跨區(qū)域集團化發(fā)展各工業(yè)配套生產基地于東莞和蘇州,供應精密部件加工和組裝,影像測量設備和服務,標準鋰電池檢測設備,非標自動化。并成立日本技術研發(fā)及銷售中心,德國銷售中心,布局國際化多語種工業(yè)服務網(wǎng)絡,致力打造成研產銷的高科技工業(yè)一體化配套服務型企業(yè),覆蓋以中,歐,美,日等中高端市場和行業(yè)頭部客戶。持續(xù)為生物醫(yī)療、半導體、 機器人、光學,新能源,核電,船舶,海洋工程、航空航天等領域客戶提供優(yōu)質服務。