Peneliti Mengembangkan Metode untuk Menstabilkan Jari Robotik Selama Operasi

Peneliti di Texas A&M University telah mengembangkan teknologi bedah baru untuk menstabilkan lengan robotik selama operasi. Studi baru dipublikasikan di jurnal Scientific Reports.

Jari Robotik sebagai Perpanjangan dari Ahli Bedah

Tim peneliti menunjukkan bahwa pengguna dapat memiliki persepsi akurat tentang jarak ke kontak melalui penggunaan arus listrik yang dikirim ke sidik jari. Arus listrik menyebabkan getaran kecil yang dapat dirasakan, dan pengguna dapat mengontrol jari robotik dengan lebih presisi dan akurat saat bekerja pada permukaan yang rapuh.

Menurut peneliti, metode ini dapat digunakan oleh ahli bedah untuk mengurangi cedera yang tidak disengaja, beberapa di antaranya terjadi selama prosedur operasi yang dibantu robot.

Hangye Park adalah asisten profesor di Departemen Teknik Elektro dan Komputer.

“Salah satu tantangan dengan jari robotik adalah memastikan bahwa mereka dapat dikontrol dengan presisi cukup untuk mendarat dengan lembut di jaringan biologis,” kata Park. “Dengan desain kami, ahli bedah akan dapat mendapatkan gambaran intuitif tentang seberapa jauh jari robotik mereka dari kontak, informasi yang kemudian dapat mereka gunakan untuk menyentuh struktur yang rapuh dengan kekuatan yang tepat.”

Ahli bedah menggunakan sistem bedah robotik, atau sistem bedah telerobotik, sebagai perpanjangan fisik dari diri mereka sendiri. Ahli bedah kemudian mengontrol jari robotik dengan gerakan dari jari mereka sendiri, yang memungkinkan prosedur yang rumit dilakukan secara remote. Ini juga memungkinkan ahli bedah untuk menerima lebih banyak pasien untuk perawatan medis, dan karena ukuran jari robotik yang kecil, sayatan yang lebih kecil dapat dilakukan. Dengan teknologi ini, ahli bedah tidak perlu membuat sayatan yang besar, yang sering diperlukan untuk mengakomodasi tangan ahli bedah di dalam tubuh pasien.

Salah satu aspek kunci dari menggerakkan jari robotik dengan presisi adalah penggunaan streaming langsung informasi visual, yang berasal dari kamera yang dipasang pada lengan telerobotik. Ini memerlukan ahli bedah untuk mengamati monitor untuk mencocokkan gerakan jari mereka dengan gerakan jari robotik. Ini membantu mereka menemukan di mana jari robotik mereka berada dan seberapa dekat mereka satu sama lain.

Menurut Park, informasi visual saja tidak cukup untuk memandu gerakan jari yang halus, yang sangat penting ketika jari beroperasi sangat dekat dengan otak dan jaringan yang rapuh lainnya.

“Ahli bedah hanya dapat mengetahui seberapa jauh jari mereka yang sebenarnya dari satu sama lain secara tidak langsung, yaitu dengan melihat di mana jari robotik mereka relatif satu sama lain di monitor,” kata Park. “Pandangan ini mengurangi kesadaran mereka tentang seberapa jauh jari mereka yang sebenarnya dari satu sama lain, yang kemudian mempengaruhi bagaimana mereka mengontrol jari robotik mereka.”

Sarung Tangan dengan Probe Stimulasi

Mencoba untuk mengatasi tantangan ini, tim peneliti mengembangkan cara alternatif untuk mengirimkan informasi jarak, dan itu independen dari umpan balik visual. Mereka melakukan ini dengan menggunakan sarung tangan yang dilengkapi dengan probe stimulasi, yang mengirimkan frekuensi arus listrik yang berbeda ke ujung jari. Dengan melakukan ini, pengguna dapat dilatih untuk mengasosiasikan frekuensi denyut arus dengan jarak, sehingga ada peningkatan frekuensi arus ketika objek uji semakin dekat.

Teknologi ini spesifik untuk sensitivitas pengguna terhadap frekuensi arus listrik. Ini berarti bahwa dalam kasus pengguna yang sensitif terhadap rentang frekuensi arus yang lebih luas, informasi jarak kemudian disampaikan dengan peningkatan arus yang lebih kecil.

Menurut peneliti, pengguna yang menerima denyut listrik dapat mengurangi kekuatan kontak sekitar 70%, dan mereka memiliki kesadaran yang lebih tinggi tentang kedekatan dengan permukaan yang mendasarinya. Salah satu pengamatan yang menyimpulkan adalah bahwa informasi kedekatan yang disampaikan melalui denyut listrik ringan sekitar tiga kali lebih efektif daripada hanya informasi visual.

http://www.youtube.com/watch?v=5KRSRfeL_tE&feature=emb_title

Menurut Park, pengembangan baru ini dapat meningkatkan kemampuan manuver selama operasi, sambil mengurangi kerusakan jaringan yang tidak disengaja.

“Tujuan kami adalah untuk mengembangkan solusi yang akan meningkatkan akurasi dalam estimasi jarak tanpa meningkatkan beban pemikiran aktif yang diperlukan untuk tugas ini,” katanya. “Ketika teknik kami siap untuk digunakan dalam pengaturan bedah, dokter akan dapat secara intuitif mengetahui seberapa jauh jari robotik mereka dari struktur yang mendasarinya, yang berarti bahwa mereka dapat mempertahankan fokus aktif mereka pada optimasi hasil bedah pasien mereka.”