Robotik
Humanoid-Sensing-Roboter messen mit einfacher Berührung den Blutdruck
Forscher an der Simon Fraser University (SFU) haben eine neue Studie durchgeführt, die zu humanoid-sensing-Robotern führen könnte, die mit einer einfachen Berührung den Blutdruck messen.
Die Studie wurde von SFU-Forscher Woo Soo Kim geleitet und im Journal npj Flexible Electronics veröffentlicht.
3D-Druckbare Origami-Sensoren
In Zusammenarbeit mit dem PhD-Studenten Tae-Ho Kim und einem Team im Additive Manufacturing Lab der SFU ersetzten Kim und seine Kollegen das traditionelle Blutdruckverfahren, indem sie die Falmechanismen von Blutegeln im Design von 3D-druckbaren Origami-Sensoren nachahmten. Diese Origami-Sensoren könnten in die Fingerspitzen von humanoid-sensing-Robotern integriert werden.
Kim ist Professor und stellvertretender Leiter der School of Mechatronic Systems Engineering der SFU.
“Unser origami-inspirierter Trockenelektrode hat einzigartige Eigenschaften wie Saugnäpfe zum Greifen und Falten, die von der Natur inspiriert sind”, sagt Kim. “In Übereinstimmung mit der Natur sahen wir, dass Blutegel neben ihren komplexen Mechanismen eine expandierbare hintere Saugnäpfe und Körper haben, während ihre Organe entsprechend expandieren und schrumpfen, um eine bessere Haftung an ihr Opfer zu gewährleisten. Durch die Übernahme dieses Blickwinkels fanden wir heraus, dass Origami ähnliche Bewegungen ausführen und auch anpassbar sein kann.”
Blutdruck messen mit den Fingerspitzen
Die Sensoren auf den Fingerspitzen des Roboters können auf der Brust eines Patienten positioniert werden, und der Blutdruck kann durch Kombination von Daten aus Elektrokardiogramm (EKG) und Photoplethysmogramm (PPG) überwacht werden. Diese Daten werden von den Sensoren auf den Fingern aufgezeichnet.
Das neue System verlässt sich dann auf vorher festgelegte Algorithmen, um den systolischen und diastolischen Blutdruck eines Patienten zu ermitteln. Der beeindruckendste Teil des Systems ist, dass keine traditionelle digitale Sphygmomanometer benötigt wird.
“Robotik bietet eine vielversprechende Methode, um Risiken zu mindern und die Wirksamkeit und Qualität der Patientenversorgung zu verbessern, insbesondere als fokussierte Remote-Gesundheitstechnologie”, sagt Kim.
Das Team der Forscher wird nun weitere Tests ihres neuen Systems durchführen und die Sensoren weiter verbessern.
“Die Überwachung des Blutdrucks ist ein wesentliches medizinisches Diagnoseinstrument für viele chronische Krankheiten und die allgemeine Gesundheit”, fügt Kim hinzu. “Die Verwendung von Sensing-Robotern in medizinischen Gesundheitssystemen hat erhebliche Vorteile, da sie Gesundheitspersonal bei der Überwachung von Vitalzeichen von Patienten unterstützen können und eine freundliche Umgebung für Patienten schaffen können, die isoliert werden müssen.”
Humanoid-sensing-Roboter wären besonders nützlich für Gesundheitsaufgaben in vielen Situationen, wie z.B. in abgelegenen Regionen. Sie könnten auch verwendet werden, um diese Aufgaben auszuführen, wenn minimaler persönlicher Kontakt gewünscht ist, was wir seit der COVID-19-Pandemie sehen.
