انگشت رباتیک جدید تشخیص زودهنگام سرطان را تقویت می‌کند، آزمایشات کمتر ناراحت‌کننده
محققان در چین انگشت رباتیک نرمی با قابلیت‌های لمسی پیشرفته ایجاد کرده‌اند.
تیمی در دانشگاه علوم و فناوری چین ادعا می‌کند که انگشت نرم الهام گرفته از زیست‌شناسی (BSF) آنها می‌تواند معاینات پزشکی روتین مانند اندازه‌گیری نبض و تشخیص توده‌های غیرعادی را انجام دهد.
این فناوری می‌تواند تشخیص زودهنگام بیماری‌هایی مانند سرطان پستان را بهبود ببخشد و درمان را مؤثرتر کند. علاوه بر این، ممکن است تجربه‌ای راحت‌تر و کمتر تهاجمی برای بیماران در طول معاینات فیزیکی فراهم آورد.
هنگبو وانگ، محقق فناوری‌های حسی در دانشگاه و یکی از نویسندگان مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: «با توسعه بیشتر برای بهبود کارایی آن، همچنین باور داریم که یک دست مهارتی ساخته شده از چنین انگشتانی می‌تواند مانند یک پزشک به عنوان یک 'ربودکتر' در بیمارستان آینده عمل کند.
رباتیک حساس به لمس
دست‌های انسان نه تنها برای گرفتن اشیاء بلکه برای احساس و تعامل با جهان نیز استفاده می‌شوند.
دست‌ها در انجام وظایف دقیق از طریق بازخورد حسی بسیار عالی هستند. پزشکان اغلب از لمس با دست برای تشخیص نشانه‌های اولیه بیماری‌هایی مانند سرطان و آنوریسم استفاده می‌کنند.
با این حال، نه همه بیماران با معاینات فیزیکی راحت هستند، به ویژه از سوی پزشکان جنس مخالف.
اگرچه پیشرفت‌هایی صورت گرفته، دست‌های رباتیک کمتر از دست‌های انسانی مهارت و حساسیت دارند. انگشتان رباتیک نرم که در لمس رباتیکی استفاده می‌شوند، بخاطر توانایی در ایمن شناسایی ناهنجاری‌ها مورد توجه قرار می‌گیرند.
به گفته تیم، این سیستم‌های قابل تطبیق و مقرون به صرفه پتانسیل دارند اما همچنان با چالش‌هایی در تکثیر کامل قابلیت‌های دست انسانی روبرو هستند. تحقیقات کنونی بر ارتقای حس لمسی و حسی‌های داخلی برای قابل اطمینان‌تر ساختن این ابزار رباتیک برای استفاده پزشکی متمرکز است.
نویسندگان مطالعه گفتند: «علیرغم پیشرفت‌های چشمگیری که در دهه گذشته انجام شده، اکثر انگشتان نرم که در ادبیات معرفی شده‌اند همچنان در مقایسه با دست‌های انسانی کمبودهای قابل توجهی دارند.»
محققان با ایجاد یک گجت ساده با دو مؤلفه کویل الیاف رسانا این مشکل را برطرف کردند: یک الیاف فلزی مایع پیچیده در نوک انگشت و یک کویل پیچیده در هر محفظه هوای محرک‌های خمشی دستگاه که به آن اجازه حرکت می‌دهد.
مهارت مبتنی بر حسگرها
دانشمندان دریافتند که می‌توانند در زمان واقعی نیروی وارد شده در نوک انگشت و میزان خمیدگی انگشت را هنگام تماس با یک شیء پیگیری کنند و این کار با نظارت بر ویژگی‌هایی که جریان الکتریکی عبوری از دستگاه را تحت تأثیر قرار می‌دهند صورت می‌گیرد.
به گفته تیم، این روش به دستگاه اجازه می‌دهد که خصوصیات یک شیء را به طور کارآمد مانند حس انسان تمییز دهد. محققان ابتدا یک پر را به نوک انگشت دستگاه کشیدند تا آن را آزمایش کنند.
نویسندگان مطالعه گفتند: «نمایش بزرگ عملکردی تغییر مقاومت را به وضوح نشان می‌دهد، که نشان‌دهنده حساسیت بالای آن در حس نیرویی است.»
آنها سپس انگشت را به طور مکرر خم کردند و با یک میله شیشه‌ای بر روی نوک انگشت فشار دادند و مشاهده کردند که حسگرهای دستگاه به درستی نوع و میزان نیرویی که اعمال کرده‌اند را شناسایی کردند.
برای ارزیابی توانایی پزشکی انگشت، آنها آن را بر روی یک بازوی رباتیک قرار دادند و مشاهده کردند که چگونه سه توده کاشت شده در یک ورقه بزرگ سیلیکون را تشخیص داد و مانند یک پزشک بر روی آنها فشار وارد کرد. انگشت روی بازوی رباتیک توانست نبض یک شرکت‌کننده را بگیرد و به درستی یک رگ را روی مچ او شناسایی کند.
نویسندگان اظهار داشتند: «انسان‌ها می‌توانند به سادگی با فشار دادن یک شیء با انگشت خود، سختی آن را به راحتی تشخیص دهند. به همین ترتیب، از آنجایی که [دستگاه] توانایی حس تغییر شکل خمشی و نیروی وارد افته در نوک انگشت را دارد، می‌تواند سختی را مشابه دست انسانی با فشار دادن یک شیء شناسایی کند.»
محققان دریافتند که انگشت رباتیک می‌تواند حرکات دست انسانی را تقلید کند، از جمله تایپ کلمه "سلام". با ادغام حسگرهای اضافی برای افزایش انعطاف پذیری مفاصل انگشت، قابلیت حرکت در چندین جهت مشابه انگشت انسانی را فراهم آورد، نتیجه‌گیری کردند که دستگاه ممکن است به زودی آماده برای معاینات پزشکی مؤثر و کارآمد باشد.
وانگ در بیانیه‌ای گفت: «ما امیدواریم که یک دست هوشمند و مهارتی به همراه یک بازوی رباتیک محرک مصنوعی حسگر دار ایجاد کنیم تا عملکردهای بی‌نظیر و مهارت‌های دقیق دست‌های انسانی را تقلید کند.»
جزئیات تحقیق تیم در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شد.
