Universitatea Politehnica Bucuresti Facultatea de Inginerie Electrica
ROBOTI INDUSTRIALI TEMA DE CASA
roboti industriali in medicina Conferentiar dr. ing.:
Sanda V. PATURCA
1
roboti industriali in medicina (1)
Breviar Teoretic:
Cuvantul „robot‟ sugerează de obicei o mașină autonomă sau un braț robotic care efectuează activități industriale. Cuvântul este adesea asociat cu o întruchipare antropomorfică care este capabilă sa asiste sau chiar sa inlocuiască omul în activitatile zilnice. Un robot inteligent este o masina capabila sa extraga informatii din mediul sau si sa foloseasca cunostintele despre lumea din jurul său pentru a se misca în conditii de siguranta intr-un mod autonom si cu un anumit scop (conform [11]). Din timpuri stravechi omenirea și-a imaginat diferite mașini care imită organisme sau care depasesc oamenii în abilitatile lor. In timp au existat numeroase încercari de construire a unor astfel de mașini. Roboții de azi sunt cele mai recente rezultate ale unei evoluții tehnice aflată în curs de desfășurare, care a progresat pe parcursul a câteva secole. Mai mult, interacțiunea om - robot, definită ca studiul interacțiunilor in timp real dintre oameni și roboți, este un domeniu interdisciplinar modern (știința calculatoarelor, inginerie, științe sociale și psihologie), în care abordările comportamentale și psihologice față de înțelegerea naturii interacțiunii om - robot completează preocupările din domeniul roboticii și al ingineriei.
(2)
Evolutia sistemelor robotice primare:
Domeniul de stiinta „Robotica” si fenomenul (termenul) “robot”, au aparut in cea de a doua jumatate a secolului XX, dezvoltarea lor incadrandu-se in linia de evolutie a vietii si a omenirii. Factorul principal de progres a fost nevoia cresterii productivitatii muncii. La inceputurile omenirii, interactiunile cu mediului se faceau folosind exclusiv si direct energia biologica a indivizilor (conform [15]):
Ulterior, omul a inceput sa foloseasca uneltele pentru a schimba mediul inconjurator, unelte pe care le manevra utilizand tot propria sa energie biologica ([15]):
O data cu evolutia omenirii si prin cresterea constanta a productivitatii, uneltele s-au perfectionat si a aparut necesitatea utilizarii unor energii suplimentare, care au fost preluate de la animalele domestice [15]): 2
„Mecanizarea” a condus la o crestere accelerata a productivitatii, la dezvoltarea societatii umane si la cresterea bunastarii acesteia, ceea ce a permis la randul ei alocarea de resurse suplimentare pentru dezvoltarea cercetarii tehnologice (conform [14]). Etapa „automatizarii” s-a atins ca urmare al unui aport crescut al cercetarii stiintifice, realizandu-se practic o a doua revolutie stiintifico – tehnica: a presupus dezvoltarea domeniilor de varf ale tehnicii prin patrunderea masiva a utilizarii calculatoarelor, in paralel continuand si etapa “mecanizarii” activitatilor umane, mai ales a acelora care nu au fost initial suficient sprijinite de acest proces al automatizarii ([15]):
Trebuie retinut ca etapa “automatizarii” prezinta doua faze distincte, diferentiate prin natura proceselor asupra carora s-a aplicat. Acestea pot fi: procese naturale; procese artificiale: “procesele automate” sunt procese artificiale. (cauzate de interventia omului) La randul lor, procesele artificiale pot fi (conform [18]): o Continue - acele procese care o data declansate se desfasoara in mod continuu, pana cand sunt atinse conditiile de mediu necesare; (continuitatea este asigurata de operatorul uman, in solutiile clasice, sau prin diferite mecanisme, termostate, regulatoare, presostate, etc., la cele automatizate) o Discontinue - sunt acele procese care prin compunerea lor din mai multe secvente cu „inceput” si „sfarsit”, a caror derulare se interconditioneaza reciproc si al caror continut este de complexitate mult mai mare decat in cazul proceselor continue. Obs.: Secventa este o parte distincta din proces, avand actiuni si caracteristici proprii. Discontinuitatea este asigurata de operatorul uman, cand intervine in secventele procesului cu mana sa. 3
Pentru a asigura automatizarea proceselor discontinue este necesar sa se dezvolte sisteme tehnologice care sa poata realiza automat operatii inteligente de manipulare, similare cu performantele umane. Asemenea sisteme sunt robotii (operatori mecanici sau virtuali, cu caracter artificial).
(3) Roboti si robotica – scurt istoric: O definiţie generala aplicata a roboticii (conform [14]) ar suna astfel: "ştiinţa care se ocupă cu tehnologia, proiectarea şi fabricarea roboţilor", însă trebuie avut in vedere ca această ramură a tehnicii este foarte complexă, necesitând cunoştinţe de electronică, mecanică şi programare. Astazi, „robotica” s-a transformat intr-un concept mai larg, care nu se limiteaza la o masina concreta, ci se refera la un anumit mod de a efectua diferite activitati fizice sau intelectuale. Asa au aparut conceptele de program-robot, masina-robot sau sistem-robot.
Cuvântul robot (din cehă robot) este de origine slavă și se poate traduce prin: muncă, clacă sau muncă silnică. Terminologia a fost introdusa de Josef Čapek și Karel Čapek în lucrările lor de science fiction, la începutul secolului al XX-lea. Termenul robotica a fost folosit pentru prima dată în 1942 de Isaac Asimov în cartea sa, “Runaround” (conform [12]). Visul de a crea fiinţe artificiale şi oameni artificiali este vechi, la fel ca si umanitatea. Conform [6], primele modele de mașini pot fi mai degrabă numite automate (provenind din grecescul automatos - care se mișcă singur). Acestea nu puteau executa decât câte un singur obiectiv, fiind limitate dpdv constructiv. Astfel, se spune despre Arhitas din Tarent (sec. V-VI î.e.n.) că ar fi construit un porumbel capabil să zboare. La randul lui, Phaleron (sec. IV-III î.e.n.) ar fi realizat un melc, iar Ptolemeu Filadelful (sec. III î.e.n.) ar fi construit un android (automat cu înfăţişare omenească). În secolul I î.e.n., Heron din Alexandria şi-ar fi pus automatele să joace într-o piesa de teatru despre întoarcerea în patrie a eroilor din războiul Troiei. Împăratul bizantin Leon Filosoful (sec. IX) ar fi construit pe laturile tronului său figuri de grifoni şi lei care răgeau.
Din sec. al XIII-lea asistam la o evolutie tehnologica si automatele incep sa se perfectioneze. Astfel, Roger Bacon şi Albert cel Mare au realizat un umanoid, care putea sa deschida uşa şi saluta prin înclinarea capului. In secolul al XV-lea, J.Müller a construit mai multe automate, printre care un vultur aşezat deasupra porţii cetăţii Nüremberg, care l-a salutat prin bătăi de aripi şi înclinarea capului pe Imparatul Maximilian, sosit în oraş. In sec. al XV-lea, Leonardo da Vinci a proiectat un automat în chip de leu care l-a întâmpinat pe Ludovic al XIII-lea la Milano, umblând prin sala tronului, oprindu-se la picioarele suveranului, după care şi-a desfăcut pieptul cu labele, lăsând să cadă de acolo crini albi, emblema Regilor Franţei ([12]).
Cu descoperirea ceasului mecanic din secolul XIV s-a deschis calea unor posibilitati noi și complexe. Nu mult după aceea au apărut primele mașini pre-industriale, care semănau îndepărtat cu roboții de azi. Dezvoltarea electrotehnicii si electronicii in secolul XX a produs și o dezvoltare a roboticii. Printre primii roboți mobili se numără sistemele “Elmer și Elsie” construite de William Grey Walter în anii 1948 - 1949. Acestia cautau sursele de lumina si evitau obstacolele. In 1951, 4
Edmund Berkeley inventează un robot mic, pe care l-a denumit “veveriţa”, capabil să adune nuci sau mingi de golf. Era primul robot cu un braţ aflat sub control automat si mai ales, era primul robot automat care putea efectua o sarcina concreta foarte specifica, alta decat a se indrepta spre lumina (conform [13]). Anul 1956 este considerat ca anul nașterii pentru robotul industrial, atunci cand George Devol a inregistrat in SUA primul patent pentru "transferul programat de articole". Cativa ani dupa aceea, impreuna cu Joseph Engelberger, el a construit UNIMATE. Acest robot de aprox. doua tone a fost mai intai introdus în liniile de montaj pentru televizoare, gasindu-și apoi utilizari si in industria auto, fiind preluat de catre General Motors in 1961. Programele pentru UNIMATE au fost salvate pe cilindrii magnetici, sub forma unor comenzi direcționate. Din acest moment s-au introdus roboți industriali tip UNIMATE în multe domenii ale producției manufacturiere, progresul tehnologic fiind extrem de rapid. Roboții industriali au fost folosiți prima dată în Germania la lucrări de sudură începând din 1970 ([13]).
In 1974 firma suedeza ASEA produce primul robot industrial actionat electric sub denumirea Irb6, urmat in 1975 de robotul Irb60. Din 1977, robotii ASEA sunt comandati de microcomputere. In 1990, concernul Brown-Bovery Robotics cumpara divizia de robotica a lui Cincinnati Milacron, iar toti robotii fabricati in continuare au primit denumirea ABB (conform [19]). In 1978, firma UNIMATE construieste cu ajutorul comparatiei GENERAL MOTORS, robotul PUMA (“Programable Universal Machine for Assembly” - ”masina universala programabila pentru operatii de asamblare”), versiunea industriala a lui VICARM ([14]). Odată cu amplificarea războiul rece, cercetarea si progresul tehnologic au atins limite tot mai inalte. Transpuse în lumea roboticii, noile descoperiri aveau să dea lumii roboţi ce foloseau ultrasunete pentru detecţia obiectelor (1980), roboţi cu mişcări mult mai precise (Zero-2, produs in 1984) sau chiar roboti cu 6 picioare, capabili sa sustina un om si avand suspensii reglabile (Adaptive Suspension Vehicle, 1986). În 1988 apare Shadow Walker, un robot humanoid bazat pe mersul cu ajutorul unor motoare pneumatice, iar in 1996 este prezentat P2 de la Honda, primul robot cu autocontrol, de tip humanoid: putea merge biped, având 1,80 m şi 210 kg, folosea tehnologie wireless, fiind capabil sa urce / coboare scările, putând opera absolut independent. In 2011, cercetatorii de la Honda il re-produc intr-o varianta superioara pe ASIMO, un robot dotat cu inteligenţa artificiala medie, care putea reţine si recunoaste feţe şi care era capabil sa poarte inclusiv o conversatie independent ([12]). Astazi roboții sunt rezultatul unui proces multidisciplinar si presupun combinarea unor cunostinte variate din mecanic a, electronica și informatic a (mecatronica). Pentru realizarea de sisteme autonome este necesara legatura a cat mai multor discipline de robotic a, accentul punandu-se pe interconectarea conceptelor de inteligenta artificial a neuroinformatica (parte a informaticii) - biocibernetica (parte a biologiei). Din legătura între biologie și tehnică s-a dezvoltat, ca o stiinta cu aplicatii independente, bionica.
(4) Robotica medicala – Istoric: Robotica medicala este un lucru foarte nou in domeniul medicinii. Robotii pot fi folositi sa trimita anumite medicamente sau arhive intr-un loc dedicat din spital. De asemenea, ei pot fi utilizati in diagnosticarea pacientilor si in tratarea lor. Folosirea robotilor conduce la limitarea erorilor umane si la accesul mai larg al persoanelor la tehnici moderne de ingrijire medicala. 5
Robotica medicala a fost prima oara experimentata in urologie, prin anii 1980 (conform [17]). Robotii erau folositi initial la operatii de prostata. Tot in 1980, NASA a facut cercetari in ceea ce priveste medicina la distanta. Acest lucru implica folosirea unui robot pentru operatii si tratamente in zonele izolate sau indepartate, fara ca medicul sa fie nevoit sa se deplaseze. NASA a vazut un potential ridicat al acestor cercetari, mai ales pentru asistenta medicala pe campul de lupta, in teatrele de razboi. Din 1985 si pana in prezent s-au facut multe cercetari in acest domeniu si robotica a patruns pe o scara tot mai extinsa in medicina. Astazi (conform [9]), robotica medicala cuprinde printre altii: roboţii de diagnostic, roboţii folosiţi la diverse terapii, inclusiv pentru operaţii chirurgicale (teleoperare) şi roboţii pentru asistarea pacienţilor suferinzi. Sistemele robotice introduse in domeniul interventiilor chirurgicale, mai ales in microchirurgie, au evoluat spectaculos si au generat o revolutie in practica medicala, prin extinderea abilitatilor umane:
Trebuie precizat (conform [4]) ca in domeniul medical, chirurgia a profitat relativ târziu de avantajele roboticii. Utilizarea roboţilor în chirurgie a început la sfârşitul anilor ’90, când un robot industrial a fost utilizat pentru a susţine instrumentele pentru biopsie stereotactică în neurochirurgie. Tot in acea perioada, IBM a construit primul robot utilizat în practica clinică, numit „Robo-doc”. Cea dintai utilizare a unui robot în chirurgia umană a fost pentru o rezecţie transuretrală a prostatei. În 1993, Computer Motion, Inc. a introdus un braţ controlat prin voce, numit AESOPTM (“Automated Endoscopic System for Optimal Positioning”), folosit in chirurgia laparoscopica. Varianta sa imbunatatita, AESOPTM 2000, a fost cel dintai robot controlat prin voce umană aprobat de catre Food and Drug Administration (FDA) din Statele Unite. În 1998, Reichenspurner a introdus în practica curenta a spitalelor din Germania, Sistemul Robotic Microchirurgical ZEUS, perfectionat ulterior in numeroase variante. Astazi, cel mai complex robot chirurgical aflat in uz este “Da Vinci” (vezi figura anterioara).
(5) Roboti industriali structura:
–
clasificare,
sisteme
si
Robotica, în calitate de ştiinţă teoretică şi aplicativă, complexă şi interdisciplinară, din perspectiva aplicaţiilor se împarte ([14]) în robotica industriala (care are ca element reprezentativ robotul industrial) şi in robotica serviciilor (pe langă robotul de serviciu propriu-zis, cuprinde toate dispozitivele, echipamentele şi tehnologiile robotice care nu au aplicaţii industriale). Pe cale de consecinta, o clasificare generala a robotilor este conform schemei de mai jos:
6
Organizația Internațională de Standardizare (ISO) definește un robot industrial ca "un manipulator reprogramabil, controlat automat, multifuncțional, cu trei sau mai multe axe". Institutul de Robotica din America desemnează un robot ca "un manipulator reprogramabil, multifuncțional proiectat pentru a muta materiale, piese, instrumente sau dispozitive specializate prin diverse miscari programate pentru a executa o varietate de sarcini" ([16]). Conform definitiilor actuale ([15]), putem identifica si o alta categorie de clasificare a robotilor, functie de complexitatea lor:
manipulatorul sistemul mecanic automat cu o structura mai simpla (cu mai putine grade de libertate), a carui comanda se bazeaza pe sisteme rigide si repetitive si care presupun o interventie in structura fizica a sistemului de programare pentru modificarea ciclului de functionare; robotul industrial mecanism mult mai complex, care presupune un sistem flexibil de comanda la care programul de control si urmarire se poate modifica fara interventie asupra structurii sistemelor fizice.
Orice robot cuprinde un ansamblu de sisteme care schematic pot fi astfel reprezentate intro schema bloc simplificata:
Constructia robotilor moderni este modulara si se caracterizeaza prin (conform [6]): Structura sistemica care este compusa dintr-un grup de sisteme si dispozitive care formeaza cuple cinematice conducatoare. Structura sistemica prezinta avantajul ca furnizeaza informatiile necesare pentru analiza cinematica si dinamica a sistemelor de actionare si mecanic ale robotului. Ea prezinta dezavantajul, ca nu reflecta decat partial functiile sistemelor de rang inferior robotului si particularitatile constructive ale acestora. 7
Structura functional-constructiva (sau structura modulara) este cu dispozitive de ghidare cu topologie seriala pentru a evidentia proprietatile functionale si constructive ale robotilor (modul de robot). Modul al unui robot este un subansamblu care este corelat cu una sau mai multe cuple cinematice ale dispozitivului de ghidare, precum si cu efectorul final.
(6) Functiile unui robot: Functiile robotilor in medicina sunt tot mai complexe, avand in vedere aplicatiile extrem de specializate la care sunt folositi ([14]):
Generic ne referim la doua categorii majore: funcţiile cinematice de manipulare / locomotie, respectiv funcţiile complementare de comandă şi control (asigura îndeplinirea automata a funcţiilor cinematice si corespund unor complexe de funcţii în care reglarea, învăţarea, măsurarea şi recunoaşterea sunt corelate permanent). Obs.: Pentru roboţii evoluaţi, între funcţiile complementare sunt integrate şi funcţiile de percepţie a mediului exterior (mediate de sistemul senzorial), de comunicare (cu operatorul uman sau cu alţi roboţi) si de decizie (asociata „inteligentei artificiale”). 8
(7) Robotica medicala – consideratii generale: In domeniul medical „robotica” este o notiune de larga aplicabilitate, care nu se limiteaza la o masina concreta, ci se refera la un anumit mod de a efectua diferite activitati extrem de specializate (programe-robot, masini-robot sau sisteme-robot). Caracteristicile uzuale ale robotilor medicali (conform [17]): sunt realizati pentru a executa in principal operatii precise de manipulare, deplasare si transport, care necesita viteza si exactitate dar pentru forte limitate; sunt dotati cu mai multe grade de libertate (intre 2 - 6), astfel incat sa poata executa operatii complexe, fiecare fiind controlata de unitatea de conducere; sunt autonomi, putand functiona si fara interventia sistematica a omului; sunt dotati cu o memorie reprogramabila, capabila sa coreleze si sa conduca aparatura necesara pentru executarea unor operatii specifice si seriale; sunt dotati cu capacitate logica, cu ajutorul careia pot executa incercari si alege intre doua alternative, precum si de a schimba permanent semnale de control si aliniere cu alte aparate sau sisteme. Caracteristicile tehnice ale robotilor medicali includ: dimensiuni, valorile deplasarilor realizabile, precizia, repetabilitatea, numarul de grade de libertate, tipul de actionare, greutatea robotului, volumul spatiului de lucru, capacitate sistemului de comanda si control, viteza in executie, sarcina transportabila, conditii de lucru (inclusiv clasa de puritate), posibilitatea de a dispune de mai multe brate de lucru, etc..
(8) Optiuni si beneficii: Principial, un robot medical este o masinarie controlata de un medic printr-o consola, care nu trebuie neaparat sa fie plasata in aceeasi camera cu pacientul. Consola ajuta la controlarea bratelor robotului pentru a realiza diferite operatiuni. Pentru ca robotul sa functioneze corespunzator, medicul trebuie sa incarce anumite informatii inaintea oricarei activitati.
Ca obiectiv general (conform [4]), robotica medicala urmareste sprijinirea pacientilor cu proteze, orteze, proteze auditive si vizuale, in ideea ca acestea nu introduc modificari asupra mediului, in sustinerea pacientilor cu handicap (alimentatie, igiena, comunicare, activitatie didactice, etc.), precum si ajutorarea medicilor practicanti (in chirurgie - in microchirurgie, endochirurgie si telechirurgie). Avand in vedere ca un robot poate îndeplini activitati cu o precizie superioara omului, initial folosirea robotilor in medicina a fost gandita ca un avantaj pentru diagnosticare si pentru interventiile mai delicate, de mare precizie. Astfel, desi primele operatii robotizate s-au realizat in domeniul prostatei, astazi, robotii chirurgicali sunt folositi extensiv, inclusiv pentru operatii pe cord deschis sau pentru operatii complicate la rinichi. De asemenea, operatiile nu mai necesita prezenta fizica a medicului: el poate controla robotul de la distanta (prin functia: ”remote control”) pentru a performa diferite operatiuni, ceea ce este un mare avantaj atat pentru pacient cat si pentru cadrele medicale (unele operatii pot dura mai multe ore, ceea ce ii oboseste si pe cei mai experimentati doctori). Trebuie avut in vedere ca acţiunile medicale desemnate pentru robotizare sunt alese pe baza informaţiilor culese de la diverse surse, incluzand datele specifice ale pacientului (de ex.: semne vitale şi imagini ale ţesuturilor şi organelor corpului uman), cunoştinţe medicale generale (ex.: atlase ale anatomiei umane) şi / sau experienţe medicale anterioare. 9
Robotii medicali cer inovatii importante si obiectivul cercetarilor este sa reproduca aproape integral omul si activitatile lui. Ei trebuie sa asigure avantaje semnificative, dar situatia este complicata, deoarece imbunatatirile sunt greu de cuantificat efectiv si au o mare rata de variatie si subiectivism. Tabelul de mai jos ([17]) sumarizeaza o serie de factori importanti pe care cercetatorii ii evalueaza atunci cand urmaresc dezvoltarea unui sistem robotic nou (in chirurgie):
Factor de evaluare Optiuni de noi tratamente
Grupul tinta al aplicatiei Cercetatorii clinicii, pacienti
Metoda de evaluare Medical si studii premedicale
Rezumatul actiunilor previzionate ptr. sistemul-robot urmarit Depaseste semnificativ limitele simturilor motoare ale omului (ex: microchirurgie). Aplica metode mai putin radicale cu feedback si cu imagini furnizate in timp real (ex: fluoroscopie, sau ptr. RMN ghidat pe ficat, sau ptr. terapia prostatei).
C reliminar ) al it at Sigurant e a
Feedback Ti in m p timp si real C o st ur i Acuratete sau precizie E Document atie v a imbunatat ita l u a r e i n v a z i v a ( p
Chirurgi, pacienti
Chirurgi, spitale, asiguratori, pacienti
Chirurgi, pacienti
Chirurgi, pacienti Chirurgi
Chirurgi Chirurgi, cercetatorii in parteneriat cu clinica / spitalul
In cazul robotilor medicali, redundanta (repetabilitatea) informatiei senzoriale este necesara pentru a confirma acuratetea unei informatii, dar si pentru a imbunatati fiabilitatea generala a sistemului (de ex., in situatia unei avarii la o anumita categorie de senzori, actiunile robotului vor continua pe baza datelor transferate de la alte categorii de senzori). Elementul calitativ esential care marcheaza tranzitia de la robotii medicali simpli la robotii inteligenti este trecerea de la domeniul stabilirii miscarilor robotului, la domeniul programarii obiectivelor activitatii robotului, adica la definirea tintelor de atins (conform [8]). O caracteristica importanta a sistemelor-robot inteligente (ex.: masini-robot sau programerobot) este faptul ca ele interactioneaza, schimba informatii, cu un univers real sau cu unul simulat (incomplet determinat). Rezolvarea unei probleme de catre un asemnea sistemrobot comporta actiuni desfasurate pe doua directii esentiale (conform [6]): predeterminarea operatiilor concrete ce trebuiesc indeplinite pentru realizarea obiectivului propus (planificare coerenta); comanda actiunii robotului in universul respectiv, deci executarea actiunilor definite in planul de lucru.
(9) Aplicatii ale roboticii in medicina moderna – robotii chirurgicali: Robotii medicali au potentialul de a schimba fundamental chirurgia si interventiile medicinale. La modul general, robotii medicali pot fi considerati conducatori de informatie pentru instrumentele chirurgicale care le permit chirurgilor sa trateze pacientii atat cu o siguranta mai mare cat si cu eficienta imbunatatita. Sistemele robotice (conform [7]) au fost introduse intr-o interventie chirurgicala cu scopul de a extinde abilitatile umane, iar unele dintre cele mai de succes aplicatii au fost dezvoltate in domeniul micro-chirurgiei, acolo unde precizia este un factor foarte important. Totusi, in opozitie cu roboţii industriali, roboţii chirurgicali sunt rareori desemnaţi să înlocuiască efectiv un membru al echipei chirurgicale sau de intervenţie. Rolul lor este de a sprijini eficient echipa medicală prin masuratori si intervenţii speciale de mare precizie, pe care factorul uman ar avea probleme sa le indeplineasca efectiv. Controlul si decizia medicului chirurg nu sunt niciodata inlocuite de un sistem / program - robot. Sistemele robotice chirurgicale sunt utilizate astazi (conform [5]) ptr. aplicarea procedurilor non-invazive in tratamentul chirurgical al bolilor in domenii ca: neurochirurgie, cardiologie, afectiuni toracice, ortopedie, urologie, ginecologie, chirurgie generala. In timp ce chirurgia cardiaca si cea urologica au luat avant, chirurgia generala este inca la inceput. Doar cateva operatii sunt facute in zilele noastre utilizand roboti in domeniul chirurgiei generale. Proiectarea mecanica a robotului chirurgical depinde in special de aplicatia pentru care se doreste a fi utilizat. De ex., robotii cu precizie inalta si dexteritate limitata sunt deseori potriviti in ortopedie. Pe de alta parte, robotii utilizati in operatii complexe, pe tesuturi moi, necesita dexteritate, viteza mare, putere redusa si mecanisme cu manevrare inversa (conform [20]).
Chirurgia robotica a demonstrat o serie de avantaje: siguranta si fiabilitate, ofera o mai buna vizualizare a organelor interne, distrugerea tesuturilor sanatoase este minima, durata de spitalizare, in majoritatea cazurilor, este sub 24 de ore, creste dexteritatea si nivelul de precizie (precizia interventiei este sub o sutime de milimetru), impactul psihologic asupra 11
pacientului este semnificativ redus, riscul unor taieturi gresite (sectionarea de vase, atingerea unor nervi) este minim, posibilitatea aparitiei infectiilor este scazuta si se pot realiza interventii foarte complicate. Ca dezavantaje putem enumera: ergonomia sistemelor robotizate este scazuta si impune un numar mare de ore de pregatire si antrenament, chirurgul nu simte direct tesuturile (nu are feedback tactil), spatiul ocupat de un astfel de sistem in sala de operatie este relativ mare, iar pretul unui sistem este foarte ridicat. Rolul specific jucat de un robot chirurgical depinde si de aplicatiile computerizate CAD/CAM utilizate, dar sistemele curente tind sa exploateze acuratetea geometrica a robotului si/sau abilitatea sa de a functiona concurand cu mecanismele cu raze X sau cu alte dispozitive imagistice. Exemplele clasice (vezi [9]) includ roboti ce emit radiatii terapeutice, precum Accuray’s CyberKnife, pentru modelarea oaselor in reconstructia ortopedica a articulatiilor.
(a) Studiu de Caz (I): pentru
Metoda
computerizata CAD / CAM
realizarea lucrarilor dentare din zirconiu Principiul de la baza tehnologiei computerizate CAD / CAM (“Computer Aided Design” / ”Computer Aided Manufacturing”) este de a folosi un calculator pentru a modela corpul uman, creand o “fotocopie”, un model digital precis al acestuia. Corpul va fi “fabricat” medical, transferand fotocopia (modelul digital) intr-o realitate fizica (intr-un virtual acceptat), inlaturand astfel pe cat posibil erorile manuale. In domeniul medical, generarea modelului reprezinta partea CAD, iar interventia chirurgicala reprezinta partea CAM. Pentru a face o analogie, aprecierea postoperatorie corespunde cu Managementul Calitatii Totale (“Total Quality Management”) a unui produs manufacturat (conform [21]). Schematic, o interventie chirurgicala in metoda CAD / CAM poate fi reprezentata ca un proces in bucla inchisa (proces integrat), conform figurii (conform [9] / [19]):
Arhitectura sistemului chirurgical CAD/CAM, unde faza preoperetorie este cea CAD, faza intraoperatorie este CAM şi cea postoperatorie este TQM 12
Practic (conform [4]), un proces chirurgical integrat CAD / CAM incepe prin colectarea si analiza datelor disponibile despre pacient, informatii complexe care pot include imagini si radiografii (cum ar fi de ex.: tomografii, RMN-uri, etc.), rezultatele diferitelor teste de laborator si orice alte date medicale relevante. Aceste informatii specifice fiecarui pacient sunt combinate cu statistici despre anatomia persoanei investigate, psihologia si boala urmarita, totul pentru a dezvolta o reprezentare (o imagine) computerizata completa a pacientului. Daca anatomia bolnavului se modifica, se re-actualizeaza atunci toate informatiile si evaluarile aferente, iar procedura planificata este executata cu asistenta computerizata a robotului. Dupa ce procedura chirurgicala este finalizata, se reintegreaza analitic toate datele individuale pentru pregatirea unor eventuale interventii ulterioare de control (daca sunt necesare). In final, informatiile, grupate pe categorii, pot fi analizate statistic pentru a imbunatati regulile si metodele folosite, precum si pentru a defini / planifica proceduri viitoare.
In concluzie (conform [5] / [6]), cele patru faze teoretice obligatoriu de parcurs in cadrul metodei CAD / CAM sunt: construcţia modelului specific pacientului si definirea planului de interventie; inregistrarea modelului şi a planului de interventie / tratament al pacientului; utilizarea tehnologiei computerizate pentru adaptarea asistiva si pentru finalizarea planului; evaluarea rezultatelor chirurgiei CAD / CAM prin sublinierea analogiei dintre medicina integrată / fabricarea integrată cu ajutorul calculatorului. Interventiile modelate prin metoda CAD / CAM sunt in general extrem de interactive: majoritatea deciziilor sunt luate de catre chirurg in sala de operatii si executate in timp real, de obicei existand contact vizual direct. Obs.: Scopul robotilor medicali nu este de a inlocui chirurgul, ci de a-i imbunatati abilitatile de a trata pacientul; Operatiile CAD/CAM si asistenta chirurgicala sunt concepte complementare. “Asistentii roboti” asociati tehnologiei CAD / CAM se clasifica in doua mari subcategorii ([21]): robotii care manipuleaza cu precizie microscopica instrumente chirurgicale, dar numai sub controlul direct al chirurgului; robotii chirurgicali auxiliari, care lucreaza in general alaturi de chirurg (indeplinesc comenzi de rutina, precum repozitionarea membrelor sau sustinerea endoscopului).
Cele doua functii complementare CAD / CAM (planificare - operatie chirurgicala, respectiv asistenta chirurgicala) se regasesc in cadrul robotului proiectat de cercetatorii de la John Hopkins Institute (varianta clasica cu “mana fixa” - conform figurii urmatoare / [17]). Acesta imbina doua mari categorii de facilitati: extinde posibilitatile chirurgului de a manipula diferite intrumentele chirurgicale cu o precizie mare, tehnologia computerizata exploatand cu mare acuratete coordonarea mana - ochi; viteza data robotului este scalata proportional cu diferentele intre fortele exercitate de chirurg in manuirea fiecarui insturment.
13
Un exemplu practic de utilizare revolutionara a tehnologiei robotizate CAD / CAM in domeniul medical este in zona implantului dentar, de ex. pentru realizarea lucrarilor complicate si complexe din zirconiu (conform [20]). Tratamentele de estetica dentara si cele protetice au devenit in ultimii ani tot mai solicitate de catre pacientii pentru care dantura nu are doar un rol functional, ci si estetic, completand aspectul intregului chip. Astfel, pentru a le putea oferi solutia optima de tratament, integrata perfect in fizionomia individuala si indeajuns de rezistenta pe parcursul anilor in fata unor forte mari de masticatie, cercetatorii au pus tot mai mult accentul pe restaurarea intregii structuri dentare cu materiale biocompatibile, realizate cu ajutorul tehnologiei computerizate.
Obs.: Zirconiul este un material de calitate superioara, preferat adesea de catre un numar mare de pacienti. Pe langa faptul ca aspectul dintilor ceramici pe suport de zirconiu este identic cu cel al dintilor naturali, zirconiul are o densitate foarte ridicata, porozitate 0%, este absolut bio-inert, are o puritate de 99,9%, nu isi modifica temperatura si are o rezistenta foarte mare. Mai mult, zirconiul nu se coloreaza si nu irita, iar raportul pret/calitate este bun. Cu toate acestea, recomandarea pe care fiecare medic dentist i-o face pacientului care doreste sa opteze pentru o lucrare protetica este sa aleaga tehnica moderna computerizata CAD / CAM de realizare a lucrarii, in detrimentul celei manuale, datorita multiplelor beneficii pe care le ofera aceasta tehnologie avansata. Tehnologia CAD / CAM in domeniul lucrarilor dentare urmareste cateva etape structural (conform [10]): i. ii.
CAD:
amprenta optica; realizarea designului viitoarei restaurari protetice.
informația este transmisă wireless la un aparat care utilizează instrumente diamantate ce vor freza un bloc de ceramică cu o precizie de ordinul micronilor.
CAM:
14
In acest caz, apelarea la metoda robotizata CAD / CAM introduce o serie de avantaje importante ([10]): I.
II.
III.
IV.
Siguranta procedurilor CAD / CAM a revolutionat si a simplificat modul de executie al lucrarilor protetice pe suport clasic de zirconiu. Fiind o tehnica moderna de proiectare computerizata, sistemul CAD-CAM permite realizarea cu mare precizie a lucrarii protetice, reducand semnificativ rata de eroare. Un alt beneficiu al lucrarilor protetice pe suport de zirconiu executate cu ajutorul acestei tehnologii CAD / CAM este timpul redus (aprox. 40 min.) de finalizare a procedurii (in plus, tehnicile computerizate elimina nevoia lucrarilor provizorii, obligatorii in cazul procedurilor restaurarilor manual clasice si care se pot deteriora cu mare usurinta). Procedura CAD / CAM este relativ simpla, iar rezultatele finale sunt superioare ca precizie de executie (in limita a max. 20-25 microni - lucrarea protetica realizata manual in laboratorul dentar se bazeaza doar pe amprenta trimisa de catre medicul dentist, insa in cazul celei realizate cu ajutorul tehnicii computerizate, medicul poate avea un control mult mai mare asupra dimensiunilor si finisajelor speciale). Un motiv pentru care pacientii opteaza pentru acest tip de lucrari este calitatea materialelor utilizate: sistemul computerizat CAD / CAM foloseste blocuri solide de ceramica colorata pentru a putea reproduce exact naturaletea, frumusetea, rezistenta si functionalitatea dintelui (nu este suficient ca lucrarea sa aiba un aspect similar celorlalti dinti de pe arcada - trebuie sa fie identica). Datorita blocurilor de ceramice care se potrivesc perfect cu compozitia si structura dintelui natural, pacientii au posibilitatea de a consuma cu usurinta alimente si bauturi reci sau fierbinti, fara a pune in pericol rezistenta lucrarii din cauza diferentelor de temperatura.
Cea mai modernă și precisă metodă CAD / CAM de reconstituire dentară la nivel mondial, procedeul Sirona CEREC 3D (CEramic REConstrucion), a fost dezvoltata initial în Elvetia si Germania, astazi fiind tehnologie dominanta inclusiv in Statele Unite ale Americii.
CEREC - este o tehnologie CAD / CAM ce presupune prepararea restaurarilor ceramice direct in cabinet, in timp ce pacientul se afla pe scaunul stomatologic. Procedura CEREC ([5] / [21]) a fost dezvoltata la Universitatea din Zurich si a fost implementata cu succes in spitalele stomatologice din 1985, iar de atunci peste 8 milioane de pacienti au fost tratati cu 15
ajutorul acestui sistem. Cu o istorie ce depaseste 25 de ani si cu milioane de restaurari create, reprezinta de departe standardul de referinta in protetica CAD/CAM de cabinet. Principial ([21]), acest sistem se utilizeaza de catre medicul dentist si cu ajutorul sau se realizeaza lucrari dentare complexe - coroane totale pe dintii frontali si laterali, coroane partiale, fatete, incrustatii intr-o singura programare, cu o precizie micronica. In prima etapa medicul stomatolog va prepara dintele, apoi va capta imaginile cu ajutorul amprentei optice. Astfel, cu ajutorul unei camere 3D foarte performante, conectate la aparatul CEREC, se realizeaza fotografii tridimensionale ale dintelui preparat. Apoi, computerul caută într-o bază de date ce cuprinde mii de dinți și determină automat cum arata initial dintele sanatos. O imagine 3D a dintelui va apărea pe ecran iar medicul o acceptă sau realizează mici modificări. In continuarea procesului, se vor trasa limitele preparatiei, iar informatia prelucrata va fi trimisa wireless unitatii automate de frezare. Aceasta este un aparat controlat de computer, care utilizează instrumente diamantate ce vor freza un bloc de ceramică cu o precizie de ordinul micronilor. Procesul de frezare este integrat, durează aproximativ 10-15 minute si este complet robotizat. După frezarea blocului de ceramică, reconstrucția realizată este verificată pe dinte (astfel încât această „piesă puzzle” care lipsește să se potrivească exact). Se pot realiza mici ajustări daca este necesar.
In final, reconstructia CEREC este cimentată pe dinte utilizându-se cimenturi dentare activate de lumina emisa de o lampă de fotopolimerizare. (b) Studiu de Caz (II):
Sistemul telechirurgical “Da Vinci”
Robotii chirurgicali ([7]) asista medicii in tratarea pacientilor prin deplasarea instrumentelor chirurgicale, a senzorilor sau a altor dispozitive ce au legatura cu pacientul. In general, controlul acestor miscari de catre chirurg se poate face in trei moduri: I.
II. III.
Miscari preprogramate, semi-autonome: comportarea dorita a instrumentelor robotului este specificata interactiv de chirurg, pe baza imaginilor medicale acumulate / evaluate din baza de date; Controlul teleoperator: chirugul specifica miscarea dorita in mod direct, printr-o interfata separata, in urma careia robotul reactioneaza in timp real (ex.: robotul DaVinci); Controlul conform cu miscarile mainii: chirurgul prinde si controleaza direct unealta chirurgicala tinuta de robot, iar un senzor puternic specializat “pre-simte” directia in care doctorul doreste sa actioneze instrumentul, computerul prelucreaza si pune in aplicare comenzile primite. 16
Robotii cu teleoperare se pot clasifica astfel (conform [1]): I. II. III.
IV.
V.
VI.
Roboti operationali cu control direct (“direct control robots”) - manipulatoare controlate de la distanta; Roboti master - slave ansambluri de manipulatoare similare cinematic, care sunt comandate de la distanta; Roboti semi - automati cinematica acestora urmareste arbitrar miscarile mainii operatorului, care actioneaza o mansa (joy-stick) multifunctionala (semnalele electrice transmise de mansa sunt transformate de un calculator in semnale de comanda ale manipulatorului); Roboti cu control prin supervizare sunt programati anterior pentru activitati de lucru extrem de specifice si care au caracter repetitiv, comenzile fiind generate automat (operatorul supervizeaza procesul); Roboti cu control interactiv sunt structuri robotice evoluate, care pot interveni independent in luarea deciziilor (ca urmare a recunoasterii unor situatii), ajutand astfel operatorul; Mecanisme de tip robotic numite eronat roboti, ele nu actioneaza independent de operatorul uman, dar au totusi legatura cu tehnologia acestora (ex.: protezele de tip robotic pentru bratul sau piciorul uman, mecanismele de tip exo-schelet, mecanismele de tip telecheric, sau mecanismele pentru locomotie).
Primele utilizari ale sistemelor telechirurgicale au fost realizate cu chirurgul si pacientul aflati in aceeasi sala de operatii, principala problema de solutionat pentru sistemele auxiliare-suport fiind aceea de a permite chirurgului sa comande robotul chirurgical chiar si atunci cand mainile ii sunt ocupate. Sistemul DaVinci (vezi figura / conform [18]) este o platforma robotica sofisticata, destinata sa extinda abilitatile chirurgului - si pentru intaia oara - sa ofere o alternativa minim invaziva interventiilor chirurgicale complicate.
Sistemul telechirurgical “DaVinci” 17
Proiectarea cinematica a robotului DaVinci (conform [8] / [18]) a avut de solutionat ca principala constrangere mecanica conditia ca miscarea uneltei chirurgicale sa fie pe o traiectorie circulara, iar rotirea sa se raporteze permanent la un centru de miscare fix, complet detasat de structura robotului. Practic, in sala de chirurgie, robotul este pozitionat astfel incat centrul de miscare coincide cu punctul de intrare (“access point”) din corpul pacientului. Instrumentele necesare operaţiei sunt manevrate cu ajutorul joistick-urilor, head tracker-elor sau prin controlul vocii. Sistemul telechirurgical DaVinci (denumit astfel dupa faimosul inventator Italian / [20]) a fost dezvoltat de compania Intuitive Surgical, Inc. In prezent, datorită vizualizării 3D-HD (High Definition), a controlului şi preciziei ridicate, acesta este unul dintre cele mai avansate platforme chirurgicale existente la ora actuală. In 1998, utilizand robotul DaVinci, profesorul Carpentier a realizat la Paris o inlocuire de valva mitrala, prima intervenţie cardiacă asistată de robotic. În 2001 un chirurg din New York a efectuat prima intervenţie robotica transcontinentala pe căile biliare (pacientul era internat în Franţa). Ansamblul telechirurgical DaVinci are trei componente semnificative, conectate intr-o retea de tip bucla inchisa ([18]): o consolă chirurgicală ergonomică; o masa chirurgicală şi cele 4 braţe robotice interactive; o sistemul de vizualizare 3D-HD. Obs: Robotul DaVinci nu poate fi programat anticipativ si nu poate lua decizii independente (el transmite mişcarea comandata de la consolă, transformand-o intr-o serie de micro-mişcari corespondente ale instrumentarului folosit).
Un sistem DaVinci standard se compune ([9]) dintr-o parte master şi una slave. Partea master este reprezentată de consola de control. Partea slave este cea de lângă masa de operaţie si constructive are 3 sau 4 braţe robotizate care pot manipula endoscopul stereo sau instrumentele chirurgicale clasice (de ex.: foarfeci, bisturie, cleşti etc.). 18
Principalele caracteristici ale sistemului telechirurgical DaVinci sunt (conform [18] / [20]): (i) Vizualizare 3 D-HD: Sistemul de vizualizare include un endoscop 3D de mare rezoluţie (imaginea poate fi marita de 12-15 ori), cu două canale video independente (vezi figura), interconectate cu două monitoare color. Sistemul incorporează si echipamente de procesare a imaginilor, incluzînd camere video performante si aparatură de reducere a zgomotului. Zoom-ul digital reduce interferenţele dintre endoscop şi instrumente, iar imaginea multidimensionala este transmisă de la endoscop la consola de control. (ii) Rapiditate, manevrabilitate simpla si interfaţă moderna: monitorizarea pacientului în timpul operaţiei;conexiune rapida prin fibră optică; monitor integrat touchscreen; telestaţie pentru îmbunătăţirea comunicaţiei între membrii echipei de intervenţie (iii) Control şi precizie ridicate: controlul precis al instrumentelor EndoWrist (instrumente specifice robotului DaVinci, cu 7 grd. de libertate si cu manevrabilitate 90 grd. în articulaţie – vezi figura) gradarea mişcării şi reducerea vibraţiilor; braţele robotului (posibilitatea max. de rotatie: 540 grade), subţiri şi telescopice, sunt foarte accesibile si permit realizarea unor incizii micrometrice; grade mari de libertate ale mişcării braţelor; ergonomie inalta.
Sistemul “DaVinci” - Endoscopul 3D si instrumentar EndoWrist Obs.: Afişajul TilePro furnizează in timp real informaţiile critice despre pacient, inclusiv în cursul operaţiei. 19
Afişajul TilePro şi cele 4 braţe ale robotului Trebuie avut in vedere ca sistemul telechirurgical Da Vinci poate contine până la 4 braţe electromecanice care manipulează instrumentarul chirurgical. Instrumentele şi camera se ataşează foarte uşor braţelor, existand posibilitatea repozitionarii periodice din consolă. In general primele două braţe reprezintă mainile chirurgului: acestea ţin instrumentele EndoWrist si pot fi controlate simultan inclusiv prin apasarea pedalelor de la pupitrul consola ([20]). Al treilea braţ poziţionează endoscopul in campul chirurgical, iar al patrulea braţ este opţional. Acesta sporeşte capabilităţile chirurgicale prin posibilitatea montării suplimentare de instrumentar EndoWrist (ex.: bisturie, forcepsuri, foarfeci, ace de cusut, instrumente de cauterizare mono şi bipolare). Tehnologii robotice de ultima ora si tehnica de calcul reduc la scara, filtreaza si transforma continuu miscarile mainilor chirurgului in micro-miscarile precise ale instrumentelor DaVinci, care astfel au capatat o cinematica extrem de complexa (conform [3] / [19]):
Obs.: Instrumentele EndoWrist sunt proiectate exclusiv pentru robotul DaVinci. Ele au 7 grade de libertate, mimând dexteritatea încheieturii şi miscarile mâinii umane. Datorită vibraţiilor reduse, instrumentele sunt foarte precise si permit operatii deosebit de complicate. Fiecare instrument are o destinatie chirurgicală specifică. De asemenea, datorită interfeţei sale unice, sistemul telechirurgical DaVinci poate să detecteze foarte uşor momentul când un instrument trebuie înlocuit. Sterilitatea si biocompatibilitatea instrumentarului sunt elemente foarte importante (metodele de sterilizare clasice includ razele gamma, imbibare sau sterilizare cu gaz si folosirea unor “draperii” pentru a acoperi instrumentele nesterile). 20
În concluzie, sistemul telechirurgical DaVinci este o platforma tehnologica extrem de inovatoare, care permite chirurgului o vizualizare mai bună, dexteritate şi control sporit, permiţând incizii de sub 1 mm. Astfel de incizii reduc semnificativ traumele (durerea) pacientului, timpul de recuperare este mai mic, iar costurile efective de spitalizare se reduc. Fiind un sistem in bucla inchisa, robotul DaVinci reduce riscurile aparitiei infecţiilor şi a pierderilor de sânge. Principala limitare în utilizarea chirurgiei robotice o reprezintă costul foarte ridicat de investitie al acestei tehnologii si nevoia de a avea un personal extrem de calificat. In Romania, exista cateva spitale (ex.: Spitalul Clinic Municipal din Cluj, iar in Bucuresti , Spitalul Militar Central, Institutul Clinic Fundeni si Spitalul de Urgenta Floreasca) care au in dotare robotul DaVinci si executa operatii de inalta acuratete.
Sistemul telechirurgical DaVinci in timpul interventiei la Spitalul de Urgenta Floreasca
In ultimii ani la Institutul Clinic Fundeni din Bucuresti au fost efectuate sute de operaţii de chirurgie robotică. Robotul-chirurg DaVinci de la Fundeni poate să efectueze toate tipurile de intervenţii, incluzand aici si pe cele care se fac pe cale laparoscopică. Experienta a dovedit ca herniile hiatale, cancerul de rect, sau prostatectomia totală pot fi operate cu rezultate mult mai bune prin chirurgia robotică (conform [16]).
(10) Concluzii: Provocările în robotica medicala includ practic toate provocările din robotica industrială. De aceea, este evident că dezvoltarea şi răspândirea roboţilor in domeniul medical depinde de progresele tehnologice în general, tehnologii ce pot fi împărţite în doua categorii ([14]): tehnologii exterioare roboticii; şi tehnologii, implicit cercetări, axate pe componentele specifice roboticii. 21
În primul caz, principalele transferuri tehnologice către robotică provin dinspre: domeniile hardware şi software, electronica de divertisment, telecomunicaţii, electronica auto etc.. În al doilea caz, se au în vedere în special: navigarea pe baza scanării cu laser, camerele video cu cost scăzut, programele deschise specifice roboţilor cu grad mare de mobilitate. În acest context, principalele provocări care stau în faţa cercetărilor din robotica medicala sunt ([4]):
dezvoltarea roboţilor de asistenţă: trecerea de la percepţie la cognitivitate; dezvoltarea interacţiunii om-robot; dezvoltarea abilităţilor de mobilitate şi de manipulare; extinderea bibliotecii de gesturi prin adăugarea de miscari noi, care să fie mult mai intuitive și care să poată exprima mai bine dorințele utilizatorului medical; integrarea între reţelele de roboţi şi mediul inteligent; dezvoltarea şi optimizarea proiectării mecatronice; dezvoltarea controlului, inclusiv prin softuri deschise; dezvoltarea şi amplificarea conexiunilor dintre realitatea virtuală şi robotica medicala; dezvoltarea unei robotici medicale virtuale.
Avand in vedere subiectele prezentate succint în această scurta lucrare, cred ca se pot formula următoarele concluzii: Comparativ cu alte sectoare de activitate, robotica serviciilor medicale reprezintă una dintre cele mai importante direcţii de cercetare din robotică, cu implicaţii complexe interdisciplinare, pentru dezvoltarea şi perfecţionarea echipamentelor, dispozitivelor şi tehnologiilor specifice; Gama aplicaţiilor medicale computerizate şi tipurile de roboţi medicali sunt în continuă diversificare si au un potential imens pentru a revolutiona practica medicala prin: exploatarea tehnologiei pentru a depasi limitele umane in tratarea pacientilor, cresterea sigurantei si a calitatii serviciilor furnizate, dotarea cu echipamente suport controlate automat pentru sprijinul bolnavilor cu diferite deficiente locomotorii, imbunatatirea eficientei si a raportului cost / calitate in serviciile de ingrijire a bolnavilor, sau prin dezvoltarea abilitatilor de practica medicala prin folosirea intensiva a simulatoarelor; Chirurgia robotica si tele-chirurgia vor continua sa se dezvolte cu mare rapiditate. Ele ofera o vedere tridimensionala si o mai mare versatilitate a varfului instrumentelor. In viitor, prin dezvoltarea instrumentarului robotic chirurgical, prin reducerea dimensiunii si miniaturizare, prin ameliorarea calitatilor ergonomice ale robotilor, se poate ajunge la elaborarea unui gest chirurgical ultra perfectionat si complet automatizat;
Pentru România, în noul context european, cercetarea si dezvoltarea de aplicaţii medicale robotizate la nivel de proiecte, simulări, inclusiv simulări virtuale şi prototipuri în domeniul roboţilor medicali, are perspective certe si trebuie incurajata de autoritatile sistemului medical.
22
(11) Bibliografie selectiva: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21]
Sanda V. Paturca, Dragos I. Deaconu, Aurel I. Chirila - “Comanda, control si monitorizare pentru sisteme embedded” - Ed. PRINTECH, Bucuresti, 2013; M. Ivanescu - “Roboti industriali” - Ed. Universitaria, Craiova, 1994; Boboc, R.G., M.I. Toma, A.N. Panfir si D. Talaba - “Learning new skills by a humanoid robot through imitation” - IEEE 14th International Symposium on the Computational Intelligence and Informatics (CINTI), 2014; Stareţu, I., Daj, I. - “Robotica - actualitati şi perspective in robotica medicala” Buletinul AGIR, nr. 4/2013; Grigore T. Popa - “Aplicatii ale roboticii in medicina” - 2014; Dr. Ing. Emil Balaure - “Robotica si sisteme de automatizari inteligente”, 2012; Prof. Dr. Eugen Târcoveanu - “Chirurgia Robotică”, 2014; M. Poboroniuc - “Controlul robotilor. Controlul miscarii umane prin stimulare electrica functionala“ - Editura POLITEHNIUM, Iasi, 2004; https://en.wikipedia.org/wiki/Medical_robot; spectrum.ieee.org/robotics/medical-robots; www.robital.ro/roboti; http://www.scientia.ro/istoria-ideilor-si-descoperirilor-stiintifice/introducere-inistoria-roboticii.html; https://ro.wikipedia.org/wiki/Robotica; http://www.unitbv.ro/Portals/31/Sustineridoctorat/Rezumate2015/BobocRazvan; http://www.qreferat.com/referate/mecanica/Roboti-Industriali; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed; http://www.paginata.com/robotica-medicala; https://muzeutehnicvirtual/robotul-chirurg-ce-opereaza-direct-pe-inima-sau-robotiida-vinci; www.computermotion.com; www.intuitivesurgical.com; www.cmedrobotics.com;
23
