机器人“坦克”出动!在你的肠子里快速前进

大数据文摘

共 1586字,需浏览 4分钟

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2020-09-02 01:16

大数据文摘出品
来源:IEEE
编译:千雪
 
四组踏板做“脚”,可以提供更好的牵引力来支撑弯曲的肠壁。
 
携带摄像头、LED灯、用于注入空气和水的管子,还有一个工具孔,可以容纳像镊子和切除器这样的内窥镜设备,从而提取出人体组织样本。
 
这是科罗拉多大学的先进医疗技术实验室刚刚研究出的内窥镜机器人,它能够自主穿过你的肠道,不再需要被某位医生强行推着走。

那么,我们为啥需要一只强行进入肠道的机器人呢?这里,我们就得先来谈谈粪便了。

每个人都会产出粪便,而且就像我们身体的其他任何部位,它们也需要被检查,以此确保身体一切健康。一般来说,这就意味着我们要去做结肠镜检查。虽然还有其他方式可以调查你的内脏里发生了什么,但一些研究机器人的科研工作者表示,软管上的摄像头仍是“诊断和干预的黄金标准方法”,他们希望对此有所改变。
 
之所以需要Endoculus这样的机器人,是因为医生努力将半刚性的内窥镜管塞进半松软的肠管时,并不总是一帆风顺。有时候,内窥镜管的尖端会卡住,随着插入更深的管道,它会导致肠扩张。最好的情况是病人只是疼一会,而最坏的情况会让病人发生严重的内伤。解决这个问题的方法之一是让病人吞下相机药丸,但这些药丸并不能帮助医生完成提取组织样本的任务。而像Endoculus这样的自动推进系统可以降低这些风险,同时也能让手术更快、更便宜。
 
 
研究人员说,虽然 Endoculu的宽度比传统内窥镜大,但它会“在使用过程中进行最小的扩张”,而且“不会对病人造成疼痛或伤害”。他们补充说,未来版本的机器人将“拥有更小的占地面积”。
 
Endoculus有四组踏板,可以提供更好的牵引力来对抗弯曲的肠道壁。它的履带呈微柱状,或者覆盖着一些小突起,这有助于处理你的“光滑的结肠粘膜”。Endoculus的设计尤其棘手,因为它的整体尺寸有着严格的限制,即3厘米宽,2.3厘米高。
 
为了塞满完全控制所需的两个电机,它们必须与履带平行,从而产生一个相当复杂的3D打印蜗轮系统。为了让这个机器人真正发挥作用,它还携带着摄像头、LED灯、用于注入空气和水的管子,还有一个工具孔,可以容纳像镊子和切除器这样的内窥镜设备,从而提取出人体组织样本。
 
到目前为止,Endoculus已经在一头活猪体内待了一段时间。因为猪肠子比人类的肠子短并且呈螺旋状,所以它不能在猪肠子里走那么远。不过,猪和机器人,现在都还很好。然后,一只猪(也可能是不同的猪)提供了一些可以扩展到人肠大小的肠,Endoculus在里面的表现更好,能够以40毫米/秒的速度前进而不造成任何伤害。就我个人而言,我不确定我会希望机器人以比这更高的速度探索我的肠道。
 
Endoculus的下一步计划是添加一些自主性,这意味着要弄清楚如何使用机器人自带的摄像头和IMU进行定位和绘制人体内地图。当然,必须有人站出来第一个直接体验Endoculus。
 
相关报道:

https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/medical-robots/robotic-tank-is-designed-to-crawl-through-your-intestine




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