Desde mejorar los procedimientos de colonoscopia hasta permitir robots resilientes en entornos extremos, Ellie Gabel explora cómo la presión neumática y la robótica blanda impulsan la automatización colaborativa más segura y versátil.
A medida que las personas exploran cómo traer robots a su flujo de trabajo, muchos desarrollan modelos de colaboración con sistemas neumáticos y apariencia suave.
Estas opciones aumentan la seguridad y la versatilidad, ayudando a los usuarios a lograr más resultados y hacer que las tareas sean más agradables.
Mejor seguridad y efectividad de la colonoscopia
La colonoscopia es un método importante de detección del cáncer de intestino, pero tiene muchos inconvenientes. Su efectividad general está relacionada con los pasos de preparación y las habilidades del endoscopio.
Los endoscopios tradicionales utilizados en estos procedimientos también proporcionan una destreza limitada y, a veces, conducen a la perforación del colon, hemorragias abiertas e incomodidad.
Los investigadores proponen abordar estos problemas con una plataforma robótica suave que desplegue e infla automáticamente actuadores neumáticos para reducir las complicaciones, con sensores de fuerza en tiempo real que minimizan el daño del colon.
Esta innovación se monta en los endoscopios existentes e incluye una interfaz de usuario para que los proveedores de atención médica supervisen los procedimientos mientras trabajan. Si el robot detecta demasiada presión, la reposicionará a una superficie más grande para una mayor seguridad.
El equipo probó la creación con siete usuarios mientras realizaba experimentos in vivo. Los niveles de conocimiento de los participantes van desde principiantes hasta avanzados, y los resultados muestran que los sistemas robóticos pueden llevarse a la perfección a los flujos de trabajo existentes.
Los comentarios invaluables del usuario revelaron cómo la herramienta afectó la carga mental y física de los endoscopios. Un par de expertos experimentados utilizaron esta solución en dos cerdos durante las pruebas in vivo.
Las características como las mangas suaves y un endoscopio orientable aumentan la comodidad del paciente y reducen las posibilidades de falsos negativos. Los investigadores también instalaron sensores de presión digital con opciones regulatorias manuales y filtros equipados con actuadores para eliminar el polvo y otros contaminantes del aire.
Los robots médicos se usan ampliamente en entornos de atención médica, como lo demuestran tres de las cuatro manipulaciones de próstata realizadas por un modelo quirúrgico particular. La accesibilidad es uno de los principales diferenciadores de este robot endoscopio y se ajusta a los bordes de los instrumentos tradicionales.
Muchos otros productos son muy caros y ocupan un espacio importante. Estas características hacen que sea más difícil para algunas instalaciones adoptarlas. La investigación temprana puede mejorar la aplicabilidad de la herramienta, ya que los experimentos involucran a personas de diferentes niveles de experiencia en endoscopia.
Versatilidad mejorada de los robots en condiciones exigentes
Las personas a menudo envían robots a lugares peligrosos para que los humanos visiten antes de que los humanos puedan investigar la situación ellos mismos.
Estas máquinas ahora son útiles para misiones o situaciones de búsqueda y rescate donde las partes sospechan la presencia de materiales explosivos o peligrosos.
El robot neumático también funciona a temperaturas que van desde cero F a 40 ° C, por debajo de 248 grados, lo que lo hace ideal para configuraciones extremas.
Aquellos que desarrollen estas máquinas deben decidir qué alimentadores son más apropiados, especialmente cuando la carga de batería frecuente se vuelve poco realista o inviable. Los investigadores abordaron el problema creando un robot suave y flexible de seis patas del filamento de la impresora 3D.
Operaron la máquina construyendo circuitos de vibración neumática que controlaban el movimiento repetitivo del actuador blando. Ajuste las piernas del robot enviando la presión de aire en el momento apropiado y distribuciones alternativas entre ambos conjuntos. Este enfoque permite cuatro grados de libertad, lo que permite que el bot camine en línea recta.
Los bots se pueden mover al aire libre sin cubrir superficies como arena o hierba. Los experimentos mostraron que incluso bajo el agua expandió los casos de uso potencial. El robot funciona durante tres días consecutivos para latas de aire o gas bajo presión constante.
Los investigadores quieren expandir sus capacidades agregando manipuladores para permitir que estas innovaciones elijan cosas o realicen otras tareas.
Si las personas adjuntan una cámara o sensor al robot, la máquina ayudará a evaluar la situación mientras permanece a una distancia segura. Luego, decida el siguiente paso en función de lo que revela la alimentación de datos.
Reduce el marco de tiempo de desarrollo para los actuadores neumáticos
Estos componentes le permiten sostener los elementos firmemente sin romperse, lo que resulta en actuadores neumáticos suaves que aparecen con frecuencia en el co-robot. También mejora la seguridad al prevenir las lesiones cuando los empleados entran en contacto con un robot en movimiento por error.
Algunos ingenieros también incorporarán estos actuadores neumáticos en sus dispositivos de ayuda y productos de rehabilitación para expandir cómo la innovación puede ayudar a las personas.
Los creadores de actuadores neumáticos a menudo encuentran cuellos de botella causados por la extensa prueba y error requerido para determinar la viabilidad de un prototipo. Los investigadores se centraron en el problema creando tuberías específicas para acortar el proceso.
Su enfoque se centra en el proceso de tejido mecánico para producir actuadores suaves y presenta hilo conductivo que les brinda capacidades de detección táctil.
El equipo creó varios prototipos, incluidos guantes de asistente, robots interactivos y animales neumáticos para caminar cuadrúpedos, todo envuelto en telas suaves.
El software utilizado para construirlos permite a los usuarios obtener una vista previa e iterar el diseño, lo que les permite fabricar solo una vez. Esta ganancia acelera el proceso y desata la creatividad.
Encuentra un poderoso emparejamiento de presión neumática y robótica blanda
Estos ejemplos fascinantes ilustran por qué los robots suaves y motivados neumáticamente tienen un potencial extraordinario para ayudar a los humanos en una variedad de tareas. Estos resultados exitosos demuestran que las máquinas y las personas pueden trabajar juntas de manera segura y productiva.
Las posibilidades deberían volverse aún más obvias una vez que estos desarrollos alcancen la adopción generalizada fuera del laboratorio.
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