تجهیزات174- روبات در پزشکی
خدمات روبات ها ديگر محدود به كارخانه‌ها و پژوهشكده‌هاي پيشرفته نبوده و مي‌توان آن ها را در همه جا مشاهده كرد. يكي از عجيب‌ترين مكان‌ها براي ديدن يك ربات ميتواند محيط يك بيمارستان باشد، خدمات روبات ها در علم پزشكي سال‌هاست كه آغاز شده است.
در حوزه مهندسي پزشكي، روبات هايي اختراع شدهاند تا با تكيه بر دقت، خستگي‌ناپذيري و خطاي اندك آن ها آينده سالم‌تري به سياره زمين اهدا شود.
علم روباتيك به كمك جراحان، پزشكان، پرستاران و از همه مهم‌تر بيماران شتافته است. روبات‌هاي پزشكي امروزه علاوه بر درمان در پيشگيري از بيماري‌ها نيز به كار مي‌آيند. اولين بار سال 1364 هجري خورشيدي بود كه پاي روبات مكانيكي به اتاق عمل باز شد. در اين سال از رباتي به نام پوما براي نمونه‌برداري در يك عمل جراحي اعصاب كمك گرفته شد. اين روبات داراي يك بازوي مكانيكي ساده بود و به هيچ وجه پيچيدگي روبات هاي جراح امروزي را نداشت. امروزه روبات ها از مواد قابل انعطاف‌تري ساخته مي‌شوند.
براي وارد كردن روبات در بدن تا بتواند از داخل بدن انسان عكس برداري كند، وضعيـت فيـزيـولـوژيـك بـدن را مشخص كند، دارويي را تزريق كند يا حتي بخواهد جراحي انجام دهد بايد انعطاف‌پذيري آن بالا باشد تا بتواند در بدن مانور داده و به راحتي عمليات مورد نظر را انجام دهد. اندازه اين ميكروروبات ها بايد به حدي كوچك و ظريف باشد كه با كمترين بريدگي وارد بدن شود و حتي برخي مواقع بتواند در داخل شريان‌هاي خوني حركت كرده و لخته‌ها را پاكسازي كند. به عنوان مثالي ديگر مي‌توان به پزشكان ايتاليايي اشاره كرد كه براي نخستين بار در جهان موفق شدند عمل پيوند كليه را توسط يك ربات انجام دهند. اين عمل جراحي در حالي انجام شد كه پزشكان و جـراحـان نـاظـر عمليـات تـوسـط روبـات جـراح بـودند تا در صورت بروز هر مشكل كوچكي، ادامه جراحي را خود در دست گيرند.
حضور اشكال مختلف ربات ها در پزشكي
تا به امروز روبات هاي فراواني در اشكال گوناگون براي خدمت در عرصه پزشكي ساخته و به كار گرفته شدهاند كه از آن ميان مي‌توان به روبات هاي جراح، روبات هاي بـيـمــار، روبـات هـاي پـرستـار و امـداد، بيـو و نـانـوروبـاتيـك، روبـات هـاي داروسـاز و داروفروش، روبات پذيرش، روبات درماني و خيلي موارد ديگر اشاره كرد.
امروزه ربات بيمار جهت تمرين و آموزش براي دانشجويان و پزشكان جوان طراحي شدهاند. اين روبات ها مي‌توانند عكس‌العمل‌هاييرا كه يك بيمار واقعي در شرايط مشابه ممكن است انجام دهد شبيه‌سازي كنند. به عنوان مثال مي‌توان به يك روبات بيمار اشاره كرد كه در كشور ژاپن براي آموزش دندان پزشكان طراحي شده است اين ربات در مقابل درماني كه دندانپزشك انجام مي‌دهد واكنش‌هايي از خود نشان مي‌دهد به عنوان مثال ممكن است ربات احساس خفگي كرده يا عطسه يا سرفه كند، زبانش را حـركت دهد و حتي دچار درد در فك شود و دانشجو بايد خود را با تمامي‌اين شرايط انطباق دهد. زبان و دست‌هاي روبات از 2 درجه آزادي حركت برخوردارند از اين‌رو روبات ميتواند با آغاز به كار دانشجو، ناآرامي را كه معمولا در بيماران ديده ميشود شبيه‌سازي كند.
استفاده از روبات در جراحي مزاياي فراواني دارد كه از آن جمله مي‌توان به مواردي همچون دقت بالا و سرعت زياد كه بالطبع آن بيمار درد كمتري تحمل مي‌كند و بهبود‌سريع‌تر حاصل مــي‌شــود اشــاره كــرد. در كـنــار آن مــي‌تــوان از صرفه‌جويي در وقت، خونريزي و عفونت كمتر نيز نام برد. اما از ديگر سو جراحي به كمك علم روبـاتيـك تكنـولـوژي جـديـدي اسـت كـه هنوز توسط بيماران به رسميت شناخته نشده و هراس زيــادي بـراي سپـردن جـان خـود بـه دسـت يـك آدم‌آهـنـي وجـود دارد. بـه همين خاطر بيماران معمولا ترجيح مي‌دهند جراحي به طور مستقيم تـوسـط پـزشـك انـجـام شـود. گران قيمت بودن روبات ها نيز يكي ديگر از معايب اين فناوري نوين به حساب مي‌آيد.
اما يكي ديگر از كاربردهاي جذاب روبات ها، موضوع جراحي روباتيك از راه دور است كه اولـيـن بار توسط سازمان‌هاي فضايي دنيا و به منظور امدادرساني فوري به فضانورداني كه دور از سياره مادريشان در حال كشف فضا هستند، مورد بررسي و آزمون قرار گرفتند.
بنابراين با پيشرفت فناوري جراحي از راه دور مـي‌تـوان امـيـدوار بود كه بيماران ساكن مناطق محروم بتوانند خدمات جراحي پيشرفته مورد نـيـاز خـود را در دورافـتـاده‌تـرين روستاها و در خانه‌هاي بهداشت، زير تيغ جراحي يك ربات متصل به ماهواره به دست آورند.
ربات كه توسط تيمي‌از پزشكان جراح مستقر در شـهــرهــاي بــزرگ هـدايـت مـي‌شـود، حـكـم دستـان تـوانمنـد جراحان را خواهد داشت و با نظـارت بهيـاران و پـزشكـان عمـومي مستقر در خــانــه‌هــاي بـهــداشــت خــدمــات بـي‌نظيـري بـه بيماران روستايي ارائه خواهند داد.
پــيــشــــرفــــت هــــر روزه دانـــش روبـــاتــيـــك و كوچكتر و دقيق‌تر شدن پزشك‌هاي روباتيك بـاعـث شـده اسـت تـا امروزه براي تزريق دارو، عــكــــس بــــرداري از احــشــــاي داخـلـــي بـــدن و نمونه‌برداري از بافت‌ها از روبات هايي استفاده شود كه اندازه آن ها بسيار كوچك و در حد يك يا چند سلول است كه به آن ها نانوربات مي‌گويند. زيست سازگاري نانوروبات ها از اهميت بسياري برخوردار است به عبارتي اگر نانوروباتي وارد بدن ميشود بايد از موادي تشكيل شده باشد كه به اعضاي داخلي بدن آسيبي نرساند، واكنش شيميايي با محيـط اطـراف خـود نـداشتـه و در دماي بدن قادر به انجام فعاليت باشد. محيط بدن مرطوب است، بنابراين روبات ها بايد از موادي ساخته شوند كه كاملا با محيط بدن انطباق داشته باشند. 
به عنوان مثال امروزه ربات هايي وجود دارند كه اندازه آن تنها يك ميليمتر است و در رگ‌هاي خوني شنا مي‌كند و هر جا سلول‌هاي سرطاني پيدا كند، با استفاده از بازوهاي روباتيك خود به ديواره رگ وصل ميشود تا پزشكان بتوانند از طريق رديابي مغناطيسي محل وقوع توده‌هاي سرطاني را به راحتي شناسايي كنند.
در ادامه آن ها مي‌توانند با ارسال فرامين راديويي از روبات بخواهند تا سلول‌هاي سرطاني را محاصره كرده و از بين ببرد. ساخت اين ميكروروبات مهاجم در مرحله تحقيق و نمونه‌سازي اوليه قرار دارد.
اتـصــال روبــات هــاي پــزشــك بــه شبكـه جهـانـي اينتـرنـت و آگـاه شـدن از آخـريـن دسـتـاوردهـاي دنـياي تحقيقات پزشكي، توانايي كار كردن در 24 ساعت شبانه‌روز، دسـتـرسـي بـه خـدمـات پـزشـكـي در دورافتاده‌ترين مناطق مسكوني، دقت و سرعت فوق‌العاده، توانايي فيزيكي بالا در جابه‌جايي بيماران سنگين و خيلي موارد ديگر باعث ميشود كه دنياي خدمات پزشكي خود را به دستان سرد و بي‌روح روبات ها بسپارد.
استفاده از روبات در جراحي مزاياي فراواني دارد كه از آن‌جمله مي‌توان به مواردي همچون دقت بالا و سرعت زياد اشاره كرد كه در نتيجه آن بيمار درد كمتري تحمل مي‌كند و بهبودي سريع‌تر حاصل ميشود. استفاده از روبات ها هنگام جراحي موجب افزايش دقت جراح حين عمل ميشود. روبات ها قادرند بدون لرزش و با دقت بالا برش‌هاي مورد نظر جراح را ايجاد كنند، از جهتي ديگر استفاده از اين روبات ها موجب صـرفـه‌جـويـي در وقـت مـي‌شود. از مزاياي اين روش براي بيمار مي‌توان به كاهش دردهاي بعد از عمل، اسكار كمتر، خونريزي كمتر و خطر كمتر عفونت و همچنين كوتاهي دوره بستري در بيمارستان و تسريع دوره بهبودي و بازگشت سريع‌تر به فعاليت روزمره اشاره كرد. سيستم روباتيك از 3 قسمت اصلي تشكيل شده است:
1- روبات اصلي كه دركنار بيمار قرار مي‌گيرد و 4 بازو و يك دوربين اندوسكوپ با قدرت بزرگنمايي بالا كه در خدمت دست و چشم جراح هستند.
2- محلي براي نشستن و كنترل ربات توسط جراح.
3- يك رايانه كه آنچه رادوربين مي‌بيند به تصاوير سه بعدي تبديل مي‌كند.
يكي از مزاياي اين دستگاه اين است كه جراح در وضعيت نشسته و با راحتي بيشتر جراحي را دنبال مي‌كند.
محققان در حال كار روي روبات هاي جراحي هستند كه قادرند به دور از اتاق عمل و با كمك يا بدون كمك انسان كار خود را انجام دهند. از اين روبات هاي مجهز به هوش مصنـوعـي مـي‌توان براي درمان فضانوردان استفاده كرد. همچنين اين روبات ها قادر خواهند بود در ميدان‌هاي جنگ جابه‌جا شوند و هر جا سربازي زخمي يافتند، وي را مداوا كنند. ربات آزمايشي از فناوري سونوگرافي سه بعـدي بـه همـراه يـك نـرم‌افـزار هـوش مصنوعي استفاده مي‌كند. اين روبات ميتواند داخل بافت ارگان‌ها را مشاهده كند، در حالي كه تــاكـنـون فقـط ظــاهــر ارگــان‌هــايــي كــه در مقــابــل دوربين قرار مي‌گيرند، قابل مشاهده بودند.
ايـن ربـات دوربـيـنـي دارد كه قادر است 30 تـصـوير سه بعدي را در ثانيه به پردازنده رايانه ارســال كـنــد. بــه عـنــوان مـثـال هـنـگـام جـراحـي پـروستـات، رايـانه با كمك تصاوير جمع‌آوري شـــده، تـصـــاويـــري ســـه بـعـــدي از پـــروسـتـــات مـي‌سـازد. سـپـس ايـن تـصاوير را براي ربات و جـراح ارسال مي‌كند. پس از پردازش تصاوير رايانه دستورات لازم را به مغز ربات مي‌فرستد. نـكـتــه حــائــز اهـمـيــت ايـن اسـت كـه ايـن ربـات ميتواند جراحي را در يك دهم زمان و با دقت 10 برابر نسبت به انسان جراح به پايان برساند.
جراحي روباتيك در ايران
بحث جراحي روباتيك به كمك رايانه، پديده نسبتا جديدي در دنيا است، اما در عين حال رشد قـــــابـــــل تـــــوجــهـــــي داشـتــــه اســــت و تـحـقـيـقـــات دانـشـكــده‌هــاي مهنـدسـي پزشكي دانشگاه‌هاي معتبـر دنيـا بـه ايـن سمت جهت گرفته است. در ايــران نـيــز پــروژه‌اي از طــرف وزارت صـنــايع با مضمون هدف‌گذاري و تدوين استراتژي براي حــوزه تـجـهـيــزات پــزشـكــي در بخش ابزارهاي جراحي توسط دكتر فرزام فرهمند انجام شد. در آن پـــروژه، طـــي مـطـــالـعـــه جــامـعـي دربـاره ابـزار جـــراحـــي، حــوزه ابــزارهـاي جـراحـي و كـاربـرد روبـــاتـيـــك و سـيـسـتــم‌هــاي رايــانـه‌اي بـه عـنـوان زمينــه‌اي بــراي سـوق دادن تحقيقـات آتي به آن برگزيده شد.
روبــولـنــز يـك نگهـدارنـده دوربيـن جـراحـي لاپاراسكوپيك است كه به عنوان اولين محصول كـامـل ايـن آزمـايـشـگاه، وارد بخش باليني شده است. چيزي كه اهميت دارد، اين است كه توليد ايـده و فكر نبايد متوقف شود و اين افكار بايد عـمـلــي شــده و مــورد آزمــايــش قـرار گـيـرنـد تـا دستگاهي جديد ساخته و به كار گرفته شود. با توجه به پيشرفت‌هايي كه تاكنون صورت گرفته است، استفاده از روبات هاي پيشرفته جراح در اتـاق‌هـاي عمـل كشورمان در آينده‌اي نزديك دور از انتظار نخواهد بود.
روبات هوشمند كمك جراح
جــراحــي لاپــاروسـكــوپــي يكـي از مصـاديـق جـراحـي بـا حـداقـل آسـيـب اسـت كـه در حفره شـكـمــي انـجــام مـي‌شـود. وظـيـفـه ايـن روبـات نگه‌داشتن دوربين لاپاراسكوپ و قرار دادن آن در موقعيت‌هاي مناسب است تا ديد خوبي براي جراح فراهم كند. اين روبات سرعت جراحي را افزايش و زمان آن را به ميزان قابل توجهي كاهش مي‌دهد.
كار كردن با روبات كمك جراح لاپاراسكوپي بـسـيــار راحـت اسـت؛ در حـدي كـه كسـانـي كـه دوره‌هـــاي فـــوق تـخـصـصــي لاپــاراسـكــوپــي را مي‌گذرانند، مي‌توانند خيلي سريع با نحوه كار ايــن روبــات آشـنــا شــونــد و كــار كـردن بـا آن را بيـامـوزنـد؛ البتـه مـراحـل طـراحـي و سـاخت اين روبات تجربيات جالبي را در بردارد كه در مراكز دانشگاهي فني مهندسي قابل ارائه است.
در اين روش به منظور دسترسي به ناحيه مورد نظر براي عمل جراحي در داخل شكم، از دو يا ســه شـكــاف كــوچــك ابـزارهـاي جـراحـي و از شكاف ديگر دوربين يا لاپاروسكوپ وارد بدن شده و از طريق تصوير ايجاد شده، عمل جراحي انجام مي شود.
كوچك ترين روبات جراح 
دانشمندان روباتي به شكل سوسك اختراع كرده‌اند كه با ورود به بدن از طريق يك شكـاف، نيـاز بـه عمـل جراحي را تا حد چشمگيري كاهش مي‌دهد. اين روبات دو سانتي‌متر طول و 5 گرم وزن دارد كه با دارا بودن وسايل پزشكي متنوع بسيار كوچك شامل يك دوربين كوچك، حسگرها و تزريق‌گر دارو ميتواند از يك شكاف ايجاد شده توسط جراحان در پوست، وارد بدن شده و اقدامات پزشكي را در داخل بدن به انجام برساند.
زمان زيادي از توليد روبات‌هايي كه براي عكسبرداري داخل بدن انسان ها ساخته شده است نمي‌گذرد و اكنون محققان توانسته‌اند اين روبات را كه مزيت‌هاي بسيار بيشتري دارد اختراع كنند.
چندي پيش، گروه تحقيقاتي ديگري در راستاي گسترش هرچه بيشتر از روبات‌ها براي كمك به انسان‌ها در زمينه‌هاي پزشكي، در نمايشگاه روباتيك ژاپن روباتي را در معرض نمايش قرار دادند كه به عنوان يك جراح واقعي عمل مي‌كرد.
اين روبات وارد رگ‌هاي خوني مي‌شد و با هدايت اين روبات، دانشجويان رشته پـزشكـي و سـايـر پـزشكـان مـي‌تـوانستند طريقه ورود به رگ‌هاي خوني بدن بيمار و مراقبت‌هاي قلبي عروقي را به صورت عملي آموزش ببينند. البته اين روبات، فقط جنبه آموزشي ندارد و با آن مي‌توان بدون انجام جراحي‌هاي باز بيمار را درمان كرد.
در تحقيقات گذشته براي انتقال سيگنال‌هاي مغز به روبات معمولا از عمل جراحي براي قراردادن سيم‌هاي رابط الكترونيكي درون بدن انسان استفاده مي‌شد و در برخي ديگر نيز افراد استفاده‌كننده بايد در زمينه ارسال سيگنال‌هاي خود به روبات آموزش مي‌ديدند كه نتايج كار نيز معمولا در زمينه خواندن سيگنال‌هاي مغزي چندان دقيق نبود.
پژوهشگران هم در راستاي گسترش استفاده از روبات‌هاي پزشك، اعلام كرده‌اند كه در حال كار روي روبات كوچكي هستند كه از طريق يك شكاف وارد بدن شده و مشكـلات قلبـي را درمـان مـي‌كنـد و همـاننـد ديگر روبات‌ها به افزايش مهارت‌هاي پزشكان در اتاق عمل كمك مي‌كند.
روبات ديگري نيز مدتي قبل با مهارت فيلمبرداري، كه يك گروه از محققان در مركز تحقيقات پزشكي آن را ساخته‌اند، معرفي شد كه ميتواند در درون معده يا شكم بيمار حركت كند و زواياي مختلف قسمت‌هايي را كه بايد معالجه شوند به جراح نشان دهد. اين روبات كه ماه‌ها از معرفي آن مي‌گذرد، همچنين مجهز به يك سوزن قابل جمع شدن است كه به آن امكان مي‌دهد از درون بدن بيمار نمونه‌برداري كند.
يكـي از ايـن دستـاوردهـا مـربـوط به روبات پرآوازه داوينچي ميشود. اين روبات ميتواند با ايجاد يك شكاف كوچك در گردن، عمل جراحي تيروئيد را با موفقيت كامل انجام دهد. طي سال‌هاي اخير روبات‌ها در اعمال جراحي اورولوژي و بيماري‌هاي زنانه حضور يافته‌‌اند، اما اين نخستين باري است كه از آن ها در عمل جراحي تيروئيد استفاده ميشود.
بيماري تيروئيد در پي نوعي اختلال صورت مي‌گيرد كه به موجب آن در گردن فرد برجستگي به اندازه ميوه كيوي ايجاد ميشود. اين بيماري تاكنون از طريق يك شكاف بزرگ در قسمت تحتاني گردن جراحي مي‌شد اماجاي بخيه‌ها روي گردن فرد بيمار باقي مي‌‌ماند. روبات جديد قادر است جراحي مورد نياز براي درمان اين بيماري را از طريق ايجاد يك شكاف كوچك در گردن به وجود آورد تا در نهايت اثري از بخيه‌هاي جراحي باقي نماند.
غده تيروئيد ميزان سوخت‌وساز بدن را كنترل مي‌كند و بيماري مربوطه به 2 حالت خوش خيم و بدخيم رخ مي‌دهد.
استفـاده از روبـات‌هـاي جـراح در امـور پـزشكـي نظـامـي نيز در سال هاي اخير با سـرمـايـه‌گـذاري‌هـاي كـلانـي همراه بوده است. روبات‌ها در آينده‌اي نه چندان دور جايگزين پزشكان نظامي خواهند شد. در همين راستا گروهي از دانشمندان سيستم جــراح روبــاتــي را ابــداع كــرده اســت كــه مــي‌تــوانــد در آيـنـده‌اي نـزديـك جـايگـزيـن بيمارستان‌هاي متحرك و پزشكان نظامي در ميادين جنگ شود.
از اين رو مي‌توان پيش‌بيني كرد به‌زودي بيمارستان‌هاي متحرك نظامي توسط ترونا پاد يا همان جراح و پرستار روباتيك اداره شوند. اين ابزار كه در حال حاضر تحت آزمايش‌هاي اوليه قرار دارد به جراح كنترل از راه دور با 3 بازوي روباتيك مجهز است.
روبات جراح به 12 سيستم ديگر از جمله سيستم فعال‌سازي صوتي تجهيز شده است. همچنين يك تك‌بازو وظيفه حمل ابزار جراحي مورد نياز را به جراح روباتيك داشته و در عين حال ابزاري را كه نيازي به آن ها نيست جا به جا مي‌كند.
روبات پرستار سياري نيز وظيفه توزيع ابزار مناسب را در حين كنترل علائم حياتي به عهده خواهد داشت. در حقيقت مي توان ديد كه همه اعمالي كه در يك بيمارستان صحرايي يا نظامي صورت خواهد گرفت، تحت كنترل سيستم‌هاي روباتيكي خواهد بود.
محققان هدف اصلي از توليد اين سازه يكپارچه روباتيك جراح را ارائه خدمات درماني سريع و مطمئن به سربازان مجروح قبل از انتقال آن ها به بيمارستان‌ها عنوان مي‌كنند. در نتيجه اين روبات بايد توانايي انجام فرايندهاي احياي افراد را نيز داشته باشد.
اين سيستم روي حداقل فرايندهايي كه علائم حياتي مجروحان را به حالت پايدار خواهد رساند، تمركز دارد. از جمله اين فرايندها فراهم‌كردن مسير جريان هوا و ارائه درمان‌هاي سريع براي جراحت‌ها مانند كنترل خونريزي در افراد است. روبات جراح توسط پزشكي از راه دور كنترل شده و ميتواند با ديگر روبات‌ها ارتباط برقرار كرده و آن ها را هدايت كند.
يكي از 3 بازوي روبات، آندوسكوپي را نگه مـي‌دارد تـا كنتـرل‌كننـده قـادر بـه مشاهده بيمار بـاشـد و ايـن در حـالـي اسـت كه 2 بازوي ديگر عمليات درماني را بر روي فرد انجام مي‌دهند.
هـمـچـنـيــن ايــن روبـات اجـازه انجـام بـرخـي عمليات ساده از قبيل بخيه‌زدن را بدون نياز به هدايت انسان‌ها دارد.
هـمـان طـور كـه كـاملا مشخص است هزينه طراحي و ساخت اين دسته از روبات‌ها بسيار قابل توجه است و معمولا شركت‌هاي كوچك تحقيقاتي توان تأمين آن ها را ندارند.
در ميان تمامي روبات‌هاي جراحي كه با تكيه بر فناوري‌هاي نوين طراحي و ساخته مي‌شوند آن دســتـــه از اهــمــيـــت و جـــذابــيـــت بــيــشـتــري بــرخــوردارنــد كــه كـمـتـريـن نـيـاز را بـه حـضـور نيـروهـاي متخصـص انسـانـي داشته باشند. اين روبات جراح بدون كمك گرفتن از انسان موفق بـه انجام جراحي ظريف و يافتن تركش فلزي شده است. اين فناوري ميتواند هزينه و زمان مــورد نـيــاز بــراي نـمـونـه‌بـرداري و ديگـر انـواع جراحي را كاهش دهد.يافتن تراشه‌هاي فلزي آخـريـن دسـتـاورد روبـات‌هـاي جراح به شمار نمي‌رود.
مـحققان معتقـدنـد سوزن موجود در روبات جراح جديد را مي‌توان به‌وسيله ابزاري متعدد جايگزين كرد تا روبات بتواند در انجام عملياتي ديگر از قبيل بيهوشي بيمار شركت داشتـه بـاشد. دانشمندان بر اين باورند گسترش كامل استفاده از روبات‌ها به عنوان جراحي قابل اطمينان تا 10 سال آينده امكان‌پذير خواهد بود كه با وجود هزينه بالا، دقت بالاي انجام جراحي و ايمني آن ميتواند استقبال از اين فناوري جديد را با گسترش مواجه سازد.
ساخت دو بازوي روباتيك جراح 5 درجه آزادي
محققـان مـوفـق بـه سـاخـت دو بـازوي روباتيك جراح 5 درجه آزادي براي انجام جراحي‌هاي از راه دور شدند.
قابليت كنترل به صورت پايه و پيرو كه امكان سازي يك سيستم جراحي از راه دور را فراهم مي‌كند از ويژگي‌هاي اين بازوها است كه با گرفتن فرامين از سيستم پايه و انتقال آن توسط پروتكل هاي اينترنتي به سيستم پيرو، قابليت عملكرد در فواصل چندين هزار كيلومتري را فراهم مي‌كند. اين بازوهاي روباتيك هم مي‌توانند به صورت جراح اصلي براي انجام عمل جراحي و هم به صورت كمك جراح براي نگهداري دوربين هاي آندوسكوپ مورد استفاده قرار گيرد. اين بازوهاي روباتيكي با بهره گيري از يك سيستم مختصات كروي قابليت پوشش فضاي كاري مورد نظر جراحان در جراحي از راه دور را كه بر پايه جراحي لاپاراسكوپي انجام مي پذيرد، دارد. عملگر نهايي اين روبات به راحتي در همه نقاط مورد نياز در اختيار جراحان قرار مي‌گيرد. اين سيستم داراي 5 درجه آزادي بـوده كـه 3 درجـه آن متشكـل از دو چـرخش و يك حركت انتقالي مربوط به قرارگيري عملگر نهايي در موقعيت مورد نظر جراح بوده، يك درجه آزادي مربوط به چرخش ابزار جراحي و يك درجه آزادي نيز مربوط به گريپر ابزار جراحي است.
استفـاده از اين بازو به يك ابزار جراحي محدود نمي شود و طيف گسترده‌اي از ابزارهاي جراحي را پوشش مي دهد. اين بازو همچنين امكان استفاده از اكثر ابزارهاي جراحي كه داراي قطرهاي بين 5 تا 15 ميليمتر هستند را فراهم مي‌كند كه از جمله مزيت هاي مهم اين بازو به شمار مي‌رود.
نـرم افـزار سيستـم كنتـرلـي روبـات جـراح بـه صورت تطبيقي است، داده هاي حركتي روبات پـايـه كـه تـوسـط جـراح داده مي شود ابتدا وارد كـامـپـيـوتـر مـي‌شـود و سپس با اعمال الگوريتم كنترلي براي دنبال نمودن مسير دست جراح و حذف لرزش دست به سيستم پيرو وارد مي شود كه يكي از اهداف مهم اين پروژه بررسي عملي روش‌هـــاي مــخــتــلـــف كــنــتــرلــي در عـمـلـكــرد روبات‌هاي جراح با كنترل از راه دور است.
حسگر لامسه در جراحي روباتيك
يكي از مهم‌ترين ابزارهاي تشخيص كه جراح در جراحي مستقيم از آن برخوردار بوده اما در جراحي با روبات از آن بي بهره است حس لامسه و خواصي از جسم لمس شونده است كه توسط لمس كردن براي جراح قابل تشخيص است.
حسگر لامسه مصنوعي از يك غشاي پليمري انعطاف پذير از جنس سيليكون تشكيل شده است كه اين غشاء بر روي يك بدنه استوانه اي قرار گرفته است. معيار اصلي تعيين نيروي وارده در نقطه تماس در اين حسگر، ميزان تغيير شكل ايجاد شده در غشاء بر اثر اعمال نيرو بر آن است. طراحي و مدلسازي اين حسگر با استفاده از روش اجزاء محدود انجام پذيرفته و بر اساس نتايج به دست آمده ساخت حسگر بر پايه استفاده از دو اصل اندازه گيري مقاومتي و خازني در تعيين ميزان تغيير شكل غشا صورت پذيرفته است.
روش‌هاي مدرن جراحي از جمله جراحي با حداقل تهاجم باعث دور شدن دستان جراح از بافت هدف و محل جراحي مي‌شوند كه در نتيجه آن، ميزان درك و احساس جراح به واسطه عدم وجود حس تماس به ميزان قابل ملاحظه‌اي كاهش مي‌يابد.
هدف از ساخت حسگر لامسه اي، تعيين نيروي وارده در نقطه تماس بين حسگر و بافت هدف است. اين حسگر همچنين قابليت ارائه شكل كلي از بافت هدف و نيز تعيين برخي خواص مكانيكي بافت از جمله ميزان سفتي و نرمي بافت را دارا است.
مزايا و ويژگي‌هاي اصلي طراحي و ساخت در اين حسگر لامسه اي، زيست سازگاري اين حسگر با توجه به مواد تشكيل دهنده آن، استحكام مكانيكي و انعطاف پذيري آن در طـراحـي جـهـت كـاربـردهـاي مـخـتـلـف، عـدم پـيـچيدگي در طراحي ، ساخت و كاهش هزينه‌هاي ساخت به دليل سادگي ساختار آن و قابليت كوچك سازي اين حسگر تا حد ميكرون است. 
استفاده از حسگر لامسه اي به عنوان انگشت در روبات‌هاي هوشمند با گستره پايين نيرو، به خصوص براي اهدافي از قبيل جابه‌جايي مواد شكننده يا بافت‌هاي بيولوژيكي است كه از حساسيت خاصي برخوردار هستند. اين حسگر نوين با دو جنبه تشخيصي و درماني، كاربرد فراواني در پزشكي به خصوص بخش تجهيزات جراحي از راه دور از جمله آندوسكوپي و لاپاراسكوپي دارد.
در دهــه 1970 / 1350 جـراحـي‌هـاي كـوچـك ظهور يافت كه به جراحي‌هاي سوراخ كليدي نيز معروف شدند. در اين نوع جراحي، به جاي ايجاد شكاف‌هاي بزرگ روي بدن بيمار، ابزار جراحي از سوراخي به كوچكي يك سانتي‌متر وارد بدن شده و با دستگيره‌هاي خارجي كنترل مي‌شوند. امـروز جـراحـي‌هـاي مـتنوعي، از شكم تا خارج كردن كيسه صفرا از اين طريق انجام ميشود و خـونريزي، درد و مدت زمان بهبودي به شدت كـاهـش يـافـتـه است. تركيب اين نوع جراحي با سيستم داوينچي بدين معناست كه جراح ديگر ابزار جراحي را مستقيما به دست نمي‌گيرد. اين مــوضـوع دقـت را بـالاتـر مـي‌بـرد، زيـرا حـركـات دسـتــان بــزرگ بــه تـكـان‌هـاي ظـريـف ابـزارهـاي كوچك تبديل شده است. برخي از اين روبات ها در شكل1 نشان داده شده است.
حركت در قلب
راه‌هـــــــاي زيــــــادي بــــــراي آســــــان‌تــــــر كــــــردن جــراحـي‌هـاي روبـاتـيـك وجـود دارد. ابـزارهـاي مختلـف مار مانند براي دسترسي به بخش‌هاي نهفته و دشوار ساخته شدهاند. يكي از اين ابزارها بــا نــام i-Snake، تــوســط وسـيـلــه‌اي بـصـري و بـا چشمان جراح كنترل ميشود. اين وسيله احتمالا تـا چـهـار سال آينده براي آزمايش روي بيماران آماده خواهد بود.
انجام جراحي بر روي قلب هميشه با چالش‌هاي زيادي مواجه است. در روش‌هاي سنتي، ضربان قلب متوقف ميشود؛ اما در روش‌هاي جديدتر بناست سوراخ كليدي را روي قلب در حال تپش ايجاد كنند. البته اين روش مستلزم تخليه تقريبا كامل ريه چپ است كه لازمه آن، انجام بيهوشي عمومي است.
روبات هارت‌لندر براي اين طراحي شده تا بتواند از يك سوراخ كوچك به قلب راه پيدا كند. در اين شيوه نيازي نيست قلب متوقف شود و نيازي به خالي كردن ريه چپ هم نيست، بنابراين بيمار ميتواند با بي حسي موضعي، به طور طبيعي نفس بكشد. كامرون ريوير، روبات‌شناس گروه دانشگاه كارنگي ملون در پيتسبورگ اظهار داشت: <جراحي قلب ميتواند به يك عمل سرپايي در بيمارستان‌ها تبديل شود.>
حركت كرمي شكل
هارت‌لندر20 ميلي‌متري داراي دست‌هاي جلويي و عقبي است كه سبب ميشود مثل يك كرم در بدن بخزد. جراح، دستگاه را با فيلم‌هاي پرتوي ايكس مي‌بيند و آن‌را با يك دستگيره كنترل مي‌كند. در همين حال، وسيله ميتواند در مسيري مشخص بخزد و به محل تعيين شده توسط جراح برسد.
هارت‌لندر كاربردهاي بسياري خواهد داشت. به عنوان مثال مي‌توان آن‌را به سوزن نمونه‌گيري مجهز كرد، يا براي تزريق سلول‌هاي بنيادي يا ژن‌هاي درماني درون ماهيچه قلب از آن استفاده كرد. وسايل بسيار ديگري مشابه اين وسيله در دست ساخت است كه براي بازسازي ماهيچه يا رگ‌هاي خوني پس از حمله قلبي طراحي شدهاند. در حال حاضر، آزمايش اين وسيله بر روي خوك‌ها در حال انجام است و كاملا ثابت شده كه اين دستگاه ميتواند براي تزريق رنگ مخصوص به هدف برود.
يكي ديگر از كاربردها ميتواند انتقال الكترودهاي تنظيم‌كننده ضربان قلب باشد، زماني كه قلب نياز به كمك دارد. در حال حاضر اين الكترودها از درون رگ‌ها به قلب منتقل مي‌شوند.
هنگامي كه بتوان روبات را در قسمت‌هاي ديگر بدن به كار گرفت، مي‌توان آن را به لطف اندازه كوچكش از طريق سوراخ‌هاي كليدي به داخل انتقال داد. چنين وسيله‌اي حدود 5 ميليمتر طول، تنها يك ميليمتر قطر و 16 بازوي مرتعش دارد. نمونه‌هاي اوليه اين روبات مرتعش قدرت زيادي داشت، اما سازندگان متوجه شدند كه دستگاه را خيلي بزرگ ساخته‌اند. حالا قدرت اين دستگاه بسيار زياد است و با لرزش حدود 100 بار در ثــانـيــه، بــازوهــا را بــه‌راحـتـي جلـو و عقـب مـي‌بـرد. بـازوهـاي سمـت چـپ و راسـت بـه فركانس‌هاي مختلف به خوبي پاسخ مي‌دهند، بنابراين دستگاه به راحتي با فركانس‌ها تطبيق پيدا مي‌كند. تحقيقاتي در حال انجام است تا اين دستگاه را براي شناور شدن در رگ‌هاي بزرگ خوني آماده كنند.
از ديـگـر كـاربـردهـاي ايـن دسـتـگـاه مـي‌توان به تزريق حلزون گوش اشاره كرد. اين الكترودهاي كوچك كه توسط افراد ناشنوا به كار گرفته مي‌شوند، در قسمت حلزوني بسيار ظريف گوش قرار مي‌گيرند تا اعصاب شنوايي را تحريك كنند. مسئولان معتقدند اين دستگاه حتي ميتواند حلزون را به محلي عميق‌تر از مكان‌هاي كنوني تزريق كند تا شنوايي بهتري براي افراد فراهم شود. به عقيده آن‌ها هرچه در قسمت حلزوني جلوتر رويد، سلول‌هاي بيشتري تحريك مي‌شوند.
يك گروه تحقيقاتي ديگر نيز تلاش مي‌كنند روبات‌هاي پزشك را در ابعاد نانو توليد كنند، اما هنوز در مراحل بسيار مقدماتي هستند. كوچك شدن در اين ابعاد چالش‌هاي زيادي به همراه خواد داشت و احتمالا مدت زماني طول خواهد كشيد تا چنين ابزارهايي به كلينيك‌ها راه پيدا كنند.
مينيـاتـوري كـردن مـوتـورهـا تـاكنـون نتـوانسته اسـت بـه سرعت رشد صنعت الكترونيك پيش بــــرود، در نــتــيـجـــه ايـــن روبـــات‌هـــاي ريـــزانـــدام نتوانسته‌اند آن‌گونه كه انتظار مي‌رفت، در بدن انسان نقشي را به عهده بگيرند.
روياي مينياتوري
يــكـــي از مــهـــم تــريــن عــوامـلــي كــه ســا خــت روبـات‌هـاي بـسـيـار كـوچـك كه قابليت نفوذ به اعضا و اندام‌هاي مختلف بدن را داشته باشند به تـا‌خـيـر انـداخـتـه بود عدم موفقيت دانشمندان و مــحــقــقـــان در ســـاخـــت مـــوتـــورهـــاي كـــوچـــك مينياتوري بوده است و به همين علت تا به امر وز استفاده از روبات ها در زمينه پزشكي تنها محدود به روبات‌هاي غول پيكر مي شد، اما با موفقيت دانشمنـدان در طراحي و ساخت موتورهايي به ابعـاد بسيـار كـوچـك كـه ضخامت آن ها 2 برابر ضخامت يك تار موي انسان است، مي توان پيش بـيـنــي كــرد كــه در آيـنـده اي نـه چنـدان دور ا يـن روبات‌هاي مينياتوري بتوانند نقش مهمي را در بدن انسان ها بر عهده گيرند. اين روبات ها اين قابليت را دارند كه به آساني وارد بدن شده، كار مورد نظر پزشك جراح را انجام داده و در نهايت از بدن خارج شوند. با اين تفاوت كه براي ورود اين روبـات هـا به بدن اصلا نيازي به استفاده از تيغ جراحي و ايجاد برش روي بدن فرد بيمار نخواهد بـــود. نــســـل جـــديـــد روبــات هــاي پــزشـكــي كــه روبـات‌هـاي بـسـيـار كوچك هستند براي نمونه بـرداري، رسـانـدن دارو يـا اسـتـقـرار يـك سـيـستم درمــانـي از طـريـق گـوش، چـشـم يـا حـتـي ريـه يـا رگ‌هاي خوني وارد بدن خواهند شد.
نــــانــــو روبــــات هــــاي جــــراح كــــه نـســـل اول روبات‌هايي با اندازه هاي بسيار كوچك هستند از طريق سيستم عروقي وارد بدن شده و به صورت برنامه ريزي شده يا در وضعيتي كه از خارج بدن تحت كنترل جراح است در محل مورد نظر در نقش يك جراح كوچك مسووليت انجام عمل جراحي را عهده دار مي شود. اين روبات ها علاوه بر اين كه بيماري را در مراحل اوليه تشخيص مي دهند از همه گير شدن بيماري جلوگيري كرده و به اين ترتيب سيستم دفاعي بدن را در مقابل بيماري به ميزان قابل توجهي افزايش مي دهند بدون ترديد با ورود اين روبات ها به عرصه پزشكي در آينده اي نه چندان دور تحـولات عظيمـي در عرصه پزشكي و درمان بيمار ي ها به وجود خواهد آمد و براساس پيشرفت هايي كه در اين زمينه محققان به آن دست يافته اند پيش بيني مي شود كه نسل اول سامانه جراحي نانوروباتيك تا سال 2015 در بيمارستان هاي بزرگ سراسر دنيا مورد استفاده قرار گيرد. در حال حاضر گروه هاي بسياري در سطح دنيا در تلاش هستند تا به دستاوردهاي جديدي در زمينه طراحي و ساخت نانوروبات ها دست يابند كه اين تحقيقات هنوز در مراحل ابتدايي است.
بـي شـك كوچك شدن روبات هاي جراح در اين ابعاد با موانع و محدوديت هاي بسياري مواجه خواهد بود و به اين ترتيب مدت زمان زيادي طول خواهد كشيد تا بتوان از چنين ابزارهايي در درمان بيماري ها استفاده كرد.
پژوهشگران مدت هاي زيادي با اين رويا بسر مي‌بردند كه تمايل همگاني در عرصه فناوري به مينياتوري كردن همه چيز، ميتواند به ساخت روبات‌هاي مينياتوري منجر شود كه به سادگي در بدن انسان حركت كنند. ولي تا به امروز اين امر امكان‌پذير نبود. دليلش هم اين بود كه موتوري كه بتواند آن‌ها را به حركت درآورد و خود نيز ابعادي چنين ريز داشته باشد، وجود نداشت.
وقتي ابعاد موتورهاي الكتريكي معمولي كم شود و نمونه‌هاي كوچكتر آن ها ساخته شود، كارايي‌شان به تدريج كاهش مي‌يابد و وقتي كه ابعاد اين موتورها در حد و اندازه چند ميليمتر ميشود، توان چرخيدن را از دست مي‌دهند و حتي نمي‌توانند بر مقاومت و اصطكاك روتورهاي خود غلبه كنند.
اين موضوع به مشكل اساسي توسعه ريزفناوري‌هايي نظير ريزروبات‌هاي جراحي تبديل شده است. اگر شما يك كاتالوگ تجهيزات الكترونيكي را ورق بزنيد، با انواع و اقسام حسگر، ال.اي.دي، تراشه‌هاي حافظه و مواردي از اين دست روبرو مي‌شويد كه جديدترين‌ها را در عرصه فناوري و مينياتوري كردن ابزارها نشان مي‌دهند، ولي اگر به قسمت موتورها در كاتالوگ‌هاي الكتريكي يا مكانيكي نگاه كنيد، تغيير چنداني نسبت به موتورهاي سال 1950 نخواهيد يافت.
براي حل اين مساله، پژوهشگران در سال هاي اخير به استفاده از مواد پيزوالكتريك روي آورده‌اند. پيزوالكتريك‌ها معمولا به شكل كريستال‌هايي هستند كه با اعمال ولتاژ، منبسط و منقبض مي‌شوند. اين ويژگي سبب ميشود كه ساخت موتورهاي خطي بسيار ساده شود. اين موتورها برخلاف موتورهاي دوراني، با سرعت زياد و فقط به جلو و عقب حركت مي‌كنند.
ولي براي حركت واقعي در بدن انسان، ريزموتورها بايد بتوانند حركت دوراني نيز داشته باشند. براي مثال، خيلي از انواع باكتري‌ها ساختار دم مانندي دارند كه تاژك ناميده ميشود. چرخاندن تاژك‌ها، آن‌ها را با سرعت زياد و با حركتي مارپيچي به چرخش در مي‌آورد كه سبب ميشود باكتري در جريان مايعات بدن شنا كند.
پژوهش‌هاي جديد با الهام از همين روش توانسته‌اند حركت خطي موتورهاي بسيار ريـز پيـزوالكتـريـك را بـه حـركـت دورانـي تبـديـل كنند. اين امر با وصل كردن موتور به ساختاري با برش مارپيچي انجام مي‌پذيرد. چون اين ساختار در امتداد شيار حلزوني نگاه داشته شده، وقتي يك انتهاي آن به جلو رانده ميشود، اين حركت تبديل به حركت دوراني ميشود. اين حركت دقيقا عكس حركتي است كه در نصب لامپ‌هاي حبابي استفاده ميشود. نمونه اوليه‌اي كه پژوهشگران ساخته‌اند، يك چهارم ميليمتر پهنا دارد كه تقريبا برابر دو تار موي انسان است و 70 درصد از ركورد ثبت‌شده قبلي كوچكتر است.
سـادگـي و جامعيت اين روش، كاربري‌هاي زيادي را در آينده نويد مي‌دهد. تمام روش‌ها و مفاهيم ديگر براي ساخت موتورهاي ريز بسيار پـيـچـيــده بــوده‌انـد. هـم‌اكنـون مـي تـوان از امـواج الكترومغناطيسي و سيم‌پيچ‌هاي خارجي براي چـرخـانـدن مـوتـورهـا در داخـل مـايعات استفاده كـرد، ولـي در آن صـورت نـيـاز بـه سـيـم‌پيچ‌هاي بزرگي در دو طرف تخت‌هاي جراحي خواهد بود. مزيت اين شيوه اين است كه نياز به تحريك اولـــيـــــه روتــــور نــــدارد و عــــلاوه بــــر آن، از ايــــن سيم‌پيچ‌هاي بيروني نيز خبري نخواهد بود. اين روش ميتواند يك روبات متحرك را بدون نياز به تجهيزات جانبي به حركت درآورد.
ولي برخي از متخصصان سيستم‌هاي ميكرو الـكـتـرومكانيكي، مي‌گويند كه علي‌رغم اينكه نـمـونـه‌هـاي اولـيـه در آزمـايـشـگـاه جواب خوبي داده‌انـد و آزمـايـش‌هـا مـوفـقـيـت‌آمـيـز بـوده، ولي كارايي آن ها در داخل مايعات هنوز اثبات نشده اسـت. ايـن‌هـا مـوتورهاي سبك‌وزن با فركانس بـالا هـسـتـنـد، و اين ويژگي‌ها براي روبات‌هاي پرنده نيز ايده‌آل محسوب مي‌شوند.
جراحي چشم هاي بيماران با استفاده از روبات
در حــال حــاضــر بـسـيــاري از افــراد در زمـيـنـه الكترونيك و صنعت هوشمند با سيستم روباتيك جراحي داوينچي آشنا هستند. اين فناوري يك سـيستـم جـراح نشستـه اسـت كـه از يـك صفحـه مانيتور سه بعدي استفاده مي كند و داراي دست هاي كنترلي است كه قادرند با استفاده از ابزار هاي جراحي يك عمل جراحي پزشكي را به راحتي هر چه تمام تر به انجام رسانند. اين سيستم براي عمل هاي چشم بسيار مناسب است. اين روبات مي تواند به راحتي عمل‌هاي مربوط به نواحي شبكيه و زجاجيه را انجام دهد. از آن جايي كه عمل هاي جراحي روي اين نواحي به تسلط زيادي نياز دارد و جراحان با پا به سن گذاشتن اين مهم را از دست مي دهند، اين سيستم روباتيك جراح مي تواند بسيار مفيد باشد. با داشتن واحد كنترلي جوي استيك و ماژول روباتيك اسليو كه داراي دو بازوي روباتيك است، اين محصول قادر به حذف امكان لرزش دست در حين عمل ميشود. دقت اين محصول تا حدي است كه گفته مي شود فعاليت هاي جراحي را با خطاي بسيار كمتر از يك ميلي متر به انجام رساند.
طراحان معتقدند سيستم روباتيك جديد جراحي اثباتي بر تلاش هاي آنان در ارائه راه حل هاي سريع و موثر براي كاهش ريسك در انجام انواع جراحي ها و كاهش زمان بهبودي نهايي بيمار خواهد بود.
عمل‌هاي چشمي از قبيل ترميم شبكيه يا درمان جداشدگي (پارگي) پرده شبكيه دقت زيادي را مي‌طلبد. در بسياري از موارد، جراحان تنها در بازه محدودي از عمر كاري خود قادر به انجام چنين عمل‌هايي هستند. چشم پزشكان معمولا زماني شروع به انجام چنين عمل‌هايي مي‌كنند كه پيش از آن به سطح پيشرفته‌اي از شغل خود رسيده باشند. اما به مرور و با افزايش سن انجام چنين عمل‌هاي پيچيده‌اي دشوارتر ميشود. سيستم جديد قادر است كه به سادگي لرزش دستان چشم پزشكان را گرفته و عمر كاركرد آنان را به طور معناداري افزايش دهد.
روبات از دو بخش اصلي و پيرو تشكيل شده است. كنترل كامل روبات اصلي از طريق دو جوي استيك در اختيار چشم پزشك است. آنچه كه ساخته شده است شامل دو بازوي روباتيك به عنوان پيرو است كه حركات روبات اصلي را عينا كپي‌برداري مي‌كند و عمل واقعي را انجام مي‌دهد. ابزارهاي بسيار كوچك سوزني شكل بر روي بازوان روبات قرار دارند كه تنها 5/0 ميليمتر قطر دارند و شامل انبرك‌ها، قيچي‌هاي جراحي و زهكش‌ها هستند. روبات بگونه‌اي طراحي شده است كه نقطه ورود سوزن به چشم هميشه مكان ثابتي است تا از آسيب رساندن به ساختار ظريف چشم جلوگيري شود.
همچنين يك تعويض كننده‌ابزار منحصر به فرد طراحي شده است كه به بازوهاي روبات پيرو اجازه مي‌دهد كه ابزارشان را تنها در عرض چند ثانيه تعويض كنند. براي مثال جايگزيني انبرك‌ها با قيچي‌ها. اين يك فاكتور مهم در كاهش زمان در اين روش است. بعضي از عمل‌هاي چشم ممكن است كه تا 40 بار نياز به تعويض ابزار داشته باشند كه اين خود زمان قابل ملاحظه‌اي از روال كلي عمل را به خود اختصاص مي‌دهد. همچنين اندازه‌حركات جراح نيز كاهش مي‌يابد، به عنوان مثال هر سانتي‌متر حركت در جوي استيك به صورت يك ميليمتر حركت در نوك ابزار ترجمه ميشود. اين امر باعث ميشود تا دقت بطور شگرفي افزايش يابد.
همچنين روبات اصلي بازخوردي لمسي را عرضه مي‌كند. چشم پزشكان كنوني به علت اينكه نيروهايي كه در خلال عمل معمولا بسيار كوچكتر از آن هستند كه احساس شوند (مثلا نيروي لازم براي استفاده از قيچي)، كاملا بر اساس حس بينايي خود كار مي‌كنند. در حالي كه اين روبات قادر است تا اين نيروهاي بسيار كوچك را اندازه‌گيري كرده و پس از تقويت به جوي استيك ها منتقل كند. اين امر به جراحان اين امكان را مي‌دهد تا تأثير اعماليرا كه انجام مي‌دهند درك كنند كه همين باعث افزايش دقت ميشود.
اين سيستم، مزاياي ارگونوميك را هم به همراه دارد. جراحان عموماً مجبورند تا به طور ايستاده بر روي سر بيمار خم شوند در حالي كه به زودي قادر خواهند بود تا روبات را در حالي كه در وضعيت راحتي نشسته‌اند، به فعاليت وا دارند. به علاوه، روبات پيرو بسيار جمع و جور و سبك وزن است به طوري كه پرسنل اتاق عمل قادرند به راحتي آن را جابجا كرده و به هنگام عمل به ميز جراحي الصاق كنند.
نه تنها به اين خاطر كه اين سيستم زمان عمل را كــــاهــــش مــــي‌دهــــد بــلــكــــه بـــه ايـــن خـــاطـــر كـــه محدوديت‌هايي را كه جراحان در عمل با دست با آن‌‌مواجه‌اند از ميان بر مي‌دارد. روبات جراحي چـشـم، گـام بـعـدي در تكامل ميكروجراحي در شــــاخــــه‌چــشــــم پــــزشــكــــي اســــت و مــنــجـــر بـــه ايجاد‌روش‌هاي جديد و دقيق تر خواهد شد.
امروزه بيش از يك ميليون روبات خانگي و بيش از 5/1 ميليون روبات صنعتي در دنيا مورد استفاده قرار مي گيرند. اگر چه بيشتر روبات هاي ساخته شده روبات هايي هستند كه قابليت هاي مـحــدودي دارنــد و بــه هميـن علـت تنهـا از ا يـن روبـــات‌هـــا در كـــارخـــانـــه هـــا و در خــط تــولـيــد مــحــصـــولات مـخـتـلــف اسـتـفــاده مــي شــود، امــا بـــررســـي‌هـــاي انــجـــام شـــده دربــاره چـگــونـگــي وضـعـيـت صـنـعـت روبـاتيك در سال هاي آينده حاكي از آن است كه روبات هاي هوشمند كه با بــــرخــــورداري از فــنــــاوري‌هـــاي حـــوزه هـــوش مـصـنــوعــي بــراي انـجــام فـعــالـيـت‌هـاي مختلـف طراحي مي شوند در آينده بيشترين سهم صنعت روباتيك را به خود اختصاص خواهند داد. آنچه مسلم است اين كه در دنياي امروز قابليت ها و توانمندي‌هاي ربا ت ها همچنان در حال پيشرفت است و روبات ها تا رسيدن به توانمندي هاي انسان ها كـه قـادرنـد بـيـش از صـد تـريـلـيـون دسـتـورالعمل مختلف را در هر ثانيه انجام دهند، راهي طولاني پـيـشـرو دارنـد. اگـر چـه بـايـد پـذيـرفت كه هوش سرشار انسان ها عامل اصلي در طراحي و ساخت روبات هاي هوشمند است.
سامانه پيشرفته در جراحي روباتيك
بـه كمـك گـروهي از دانشمندان، طراحان و نـويسنـدگان كتاب ها و مقالات علمي تخيلي تحقيقات گسترده اي در اين 
زمينه انجام شده و در نهايت 18 روبات به عنوان برترين روبات ها در صنعـت روبـاتيـك معـرفـي شـده اند. از سال 2003 ميلادي تا سال 2010 ميلادي اين گروه از داوران كـــه مـســـوولـيـــت مـعــرفــي و تـجـلـيــل از روبات‌هاي تاثيرگذار بر پيشرفت فناوري را بر عهـده داشتـه انـد فهـرستـي از ايـن روبـات هـا را تدوين كرده اند و جالب اين كه نام روبات جراح داوينچي در رتبه اول اين فهرست قرار دارد. اين روبـات حـركـت هـاي يـك جراح را در ابعادي بـسـيـار كـوچكتر انجام مي دهد وبه اين ترتيب اعمال انجام جراحي با كمترين آسيب احتمالي براي فرد بيمار را امكان پذير مي سازد و جالب تر اين كه در حال حاضر بيش از 200 سامانه جراحي روبـاتـيـك داويـنـچـي انجام جراحي هاي بسيار حساس مانند ترميم دريچه قلب را بر عهده دارند و مـحـقـقـان و پـژوهـشگران در تلاش هستند با ارتـقـاي سـيـسـتـم نـرم افزاري كنترل اين سامانه جراحي روباتيك بتوانند امكان استفاده از داوينچي بدون نياز به كنترل آن توسط يك جراح را نيز در آينده اي نه چندان دور امكان پذير سازند.استفاده از ربا ت ها در هنگام جراحي نه تنها دقت عمل جراح را افزايش مي دهد بلكه مي تواند در صرفه جويي در وقت نيز تاثيرگذار باشد.
جايگاه جراحان
محل ويژه اي نيز براي استقرار جراحان در نظر گرفته شده است كه جراح از آن محل مي تواند كنترل روبات را در حين انجام عمل جراحي عهده دار شود. علاوه بر اين سامانه جراحي روباتيك مجهز به رايانه اي است كه تصاوير ثبت شده در دوربين آندوسكوپيك را به تصاوير سه بعدي تبديل مي كند.
بي شك اگر روبات داوينچي را درحالي كه مشغول انجام عمل جراحي روي يك بيمار است نگاه كنيد، تصور مي كنيد يك عنكبوت بزرگ و عظيم الجثه فولادي چهار بازوي خود را در بدن فرد بيمار فرو برده است كه در حال جستجو ناگهان يك بافت خوني را از بدون فرد بيمار خارج مي كند، اما عنكبوت همان روبات معروف يعني داوينچي است كه در سال هاي اخير همراه گروه جراحي راهي بسياري از ا تاق هاي عمل جراحي ميشود و پزشك جراح به كمك آن مي تواند بدون دخالت دست بسياري از اعمال جراحي را به راحتي انجام دهد.
كاهش خونريزي با روبات
به تازگي روباتي ساخته شده كه به كاهش خونريزي هم كمك مي‌كند، محققان با آزمايش روبات جراح توانستند ميزان خونريزي بيمار در عمل جراحي را به حداقل برسانند.
اين روبات جراح موسوم به Altairدر عمل جراحي كبد آزمايش شد. اين روبات كه با فركانس پايين الكترونيكي كار مي‌كند، باعث ميشود تا خون فرد سفت و جامد شود. اين امر به پزشكان كمك مي‌كند تا براي انجام عمل جراحي نيازي به برش رگ‌هاي خوني نداشته باشند. اين روبات با موفقيت در 14 عمل جراحي كبد آزمايش شد.
روبات جراح مغز
مغز انسان مركز اصلي هدايت و كنترل انسان است، اين ساختار پيچيده و دقيق بسيار حساس است، به‌همين دليل عمل‌هاي مغز و اعصاب دقت بسيار بالايي نياز دارند. روباتي در سال‌هاي اخير ساخته شده كه به اين جراحي‌ها كمك بسياري كرده است. اين روبات جراح مغز مبتني بر هدايت با تصاوير (Image-Guided) بوده است.. انواع اين روبات‌ها تاكنون در 9هزار عمل جراحي به كار گرفته شدهاند و در نوع خود تنها روباتي هستند كه تأييديه مؤسساتي نظير سازمان غذا و داروي ايالات متحده (FDA) و استاندارد CEاروپا و تأييديه وزارت سلامت ژاپن را دارند. اين روبات تــاكـنــون در اعـمال جــراحــي گــونــاگـونـي نظيـر DBS، MCS، SEEG،endoscopy, radio-surgery، TMSبه كار گرفته شده است.
روبات جراح جايگزين متخصصان پزشكي در لحظات حساس و خطرناك
بلند پروازي هاي جسورانه دانشمندان در نفوذ و حضور هرچه طولاني مدت تر در اعمـاق فضـا پـاياني ندارد. ساخت روبات قابل حمل جراح كه در فضا جراحي كند تازه‌ترين نقشه دانشمندان براي فضا است.
روبـاتـي كـه سـاختـه شـده اسـت از هـر حيث در دنيا بي نظير است. هدف ارتقاي مراقبت‌هاي پزشكي و درماني در محيط هاي سخت نظير ميدان جنگ و فضاست و اين پروژه با نظر ناسا انجام گرفته است.
استفاده از روبات براي بازكردن عروق
محققان به تازگي براي كاهش دادن خطرات برخي تجهيزات اتاق عمل جراحي قلب، شيوه اي را با استفاده از يك روبات دستيار براي كمك به پزشكان در جراحي هاي قلب ابداع كردند.
در حالي كه پيشرفت هاي نوين در جراحي قلب، اين شيوه درماني را بسيار پيشرفته تر و ساده تر از نسل قبل كرده است اما در برخي از اين تجهيزات از پرتو استفاده مي شود كه مي تواند براي بيمار و تيم پزشكان و پرستاران حاضر در اتاق عمل بسيار خطرناك باشد.
اين سيستم يك روبات-دستيار كاتتر براي بازكردن عروق مسدود است كه به جراح عروق اجازه مي دهد از يك كابين حفاظتي سرب اندود عمل فنر گذاري يا بالون گذاري در رگ را انجام دهد.
در عمل جراحي عروق (PCI) يا دستكاري عروق كرونر از راه پوست، آسيب ديدگي ها يا انسداد عروق ترميم مي شود تا آسيبي به قلب نرسد.
اين كار با استفاده از فنر (استنت) و يا تزريق بالون در انتهاي يك كاتتر به يكي از عروق اصلي در پا صورت مي گيرد و تا قلب هدايت ميشود. روش PCIيك روش موفق و رايج است. اما تنها مشكل آن استفاده از تصويربرداري اشعه ايكس بـراي نظـارت و كنتـرل حـركـت كـاتتـر و مـابقي جراحي است. از آنجا كه جراح درست در كنار بيمار قرار دارد، در معرض اين پرتوها است. در حال حاضر جراحان از يك پيشبند و لباس سربي سنگين براي محافظت خود استفاده مي كنند اما اين شيوه، حفاظت كامل ايجاد نمي كند و مي تواند به خاطر وزن زياد، براي جراح مشكل زا شود. از اين رو محققان به اين نتيجه رسيدند اگر قـرار گرفتن در معرض پرتوها خطرناك است پس بايد كنار ايستاد و كارهاي خطرناك و آلوده را به روبات ها سپرد.
سـيـسـتــم CorPathنـخـستيـن سيستـم دستيـار جـراح روبـاتـيـك بـراي جـراحي هاي استنت و بالون گذاري عروق مسدود است. اين سيستم به جراح كمك مي كند تا از يك كابين سرب اندود در همان اتاق عملي كه بيمار در آن قرار دارد به جـراحـي بـپردازد. در اين حالت هيچ آسيبي از پرتو ايكس به جراح نمي رسد.
در اين شيوه جراح از دو جوي استيك استفاده مي كند كه كاتر و ديگر ابزارهاي مورد استفاده جـراح را كـنـترل مي كنند. همچنين تعدادي از نمايشگرها در اين كابين وجود دارد كه جراح مـي تـوانـد از طـريـق آن هـا عـمـل را مـشـاهـده و حـركـات روبـات را بـا دقـت كنتـرل كند. با اين سيستـم جـراح كـامـلا نيـروي وارد شده به بدن بيمار را در هنگام ورود و حركت كاتتر در رگ حس مي كند.
منبع: نشریه مهندسی پزشکی شماره ۱۴۰، مهندس سرور بهبهاني، مهندس محمد كريمي مريداني