211service.com
En Robomedic för slagfältet
De första 30 minuterna efter en slagfältskada är svåra: det är då nästan 86 procent av dödsfallen på slagfältet inträffar. Innan de tar hand om de sårade måste frontlinjens läkare snabbt lokalisera den skadade och dra ut honom från slagfältet, ofta under kraftig eld. Detta kan ta kostsamma minuter, liksom att utsätta läkare själva som möjliga mål.
Roboinspector: En ormrobot inspekterar huvudet på ett skelett som ligger på en högteknologisk bår designad av militären, kallad Life Support for Trauma and Transport-systemet.
Nu utvecklar forskare vid Carnegie Mellon University (CMU) teknik för att ge sjukvårdare på slagfältet en hjälpande hand - bokstavligen. Howie Choset , en docent i robotik vid CMU, har konstruerat en ormliknande robotarm utrustad med olika sensorer som kan övervaka en soldats tillstånd. Roboten kan styras trådlöst via en joystick, så att en läkare på en avlägsen klinik kan flytta roboten till vilken punkt som helst på en soldats kropp för att bedöma hans skador när han bärs till en säker plats. Robotens serpentinflexibilitet gör att den kan manövrera inom snäva ramar, så att, om en skadad inte kan hämtas från slagfältet omedelbart, kan roboten utföra en första medicinsk bedömning på fältet.
Choset och hans kollegor har byggt snakebots i över 10 år, förbättrat rörelseomfång och flexibilitet, samt minimerat den totala storleken i flera prototyper. Tidigare har gruppen designat robotar för urbana sök- och räddningsuppdrag och har arbetat med Ford Motor Company för att bygga ormrobotar för exakt målning av bilkroppar. Teamet bildade nyligen ett startup-företag för att kommersialisera en av sina senaste teknologier, en robot som potentiellt kan utföra hjärtkirurgi.
För närvarande samarbetar teamet med den amerikanska armén Forskningscentrum för telemedicin och avancerad teknologi (TATRC) för att integrera robotarmen i militärens högteknologiska bår, kallad Life Support for Trauma and Transport System (LSTAT). Denna bår är i huvudsak en bärbar intensivvårdsavdelning, med en ventilator, defibrillator och andra fysiologiska monitorer, och den används för närvarande i områden i Irak och Afghanistan. Sjukvårdare kan snabbt lasta en skadad på båren och ta hand om skador med utrustningen ombord.
Den har alla dessa sensorer ombord så att vi kan utföra preliminär diagnostik och kanske terapi för att rädda killens liv, säger Choset. Problemet är att dessa sensorer är anslutna till LSTAT, och du måste flytta dem för hand, och om någon skjuter och du går över och hjälper dem, är du ett enkelt mål. Så vi vill automatisera hela det här systemet och robotiskt flytta sensorerna till patienten medan han släpas bort från slagfältet.
Choset och hans elever har konstruerat en mycket ledad robotarm som består av flera manövrerade leder, vilket ger roboten en ormliknande flexibilitet. Varje led har två frihetsgrader som, genom att arbeta tillsammans, tillåter roboten att böja, dra in och vrida sig till olika konfigurationer, ungefär som en levande orm.
Eftersom det är omöjligt för en person att samtidigt kontrollera alla lederna på ormen, utvecklade teamet mjukvara för att möjliggöra exakt kontroll av robotens rörelser via en joystick. I labbtester kunde forskare framgångsrikt styra armen, monterad med en kamera, upp och ner för ett skeletts kropp med hjälp av joysticken och titta på de resulterande bilderna på en bärbar dator.
Choset har fäst olika fysiologiska sensorer på robotarmen, inklusive en detektor för koldioxid och syre för att testa om en person andas. Han säger att roboten också kan ha en syrgasmask och, om den är ansluten till bårens inbyggda ventilator, kan den potentiellt manövrera över en soldats mun och leverera syrgas utan hjälp av en läkare.
I framtiden hoppas Choset kunna lägga till en ultraljudskomponent till roboten, så att den snabbt kan skanna en soldat efter tecken på inre blödning. Hans team samarbetar med forskare vid Georgetown University för att utveckla en ultraljudssond för robotarmen. För att utföra ultraljud säger Choset att roboten skulle kräva en viss styrka och känslighet så att den kan avgöra hur mycket kraft som ska appliceras för att försiktigt trycka en sond mot huden. Han och hans elever planerar att utforska denna robotutmaning i framtiden, tillsammans med andra tillämpningar för ormroboten.
Sylvain Cardin, en senior medicinsk robotforskare vid TATRC, föreslår att det kan finnas andra militära tillämpningar för robotarmen. Det kan vara på ett litet fordon som du kan skicka in på fältet, och läkaren kan ta hand om patienten på en avlägsen plats, säger Cardin. Så du kan vara under beskjutning, och kan skicka ut det här lilla fordonet med ormarmen och kunna närvara vid olyckan utan att visa alla att vi kommer till olyckan.