นักวิจัยปรับปรุงแขนกลหุ่นยนต์ที่ใช้ในศัลยกรรม

ศัลยกรรมหุ่นยนต์กำลังพัฒนาต่อไปและแม่นยำยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยการพัฒนาล่าสุดจากนักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีโตเกียว พวกเขาได้สร้างตัวควบคุมใหม่สำหรับแขนกลหุ่นยนต์ที่ใช้ในศัลยกรรม ตัวควบคุมมีเป้าหมายที่จะทำให้งานของศัลยแพทย์ง่ายขึ้นในขณะเดียวกันก็ให้ความแม่นยำที่ดี และมันทำได้โดยการรวมสองประเภทหลักของการกอดที่ใช้ในระบบหุ่นยนต์เชิงพาณิชย์

ในช่วงสิบปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาที่สำคัญในด้านศัลยกรรมที่มีการช่วยเหลือจากหุ่นยนต์ และเทคโนโลยีนี้มีอยู่ในเกือบทุกสาขาย่อย ระบบหุ่นยนต์ที่ใช้ในศัลยกรรมที่มีการช่วยเหลือจากหุ่นยนต์มักจะมีอุปกรณ์ตัวควบคุมที่ถูกจัดการโดยศัลยแพทย์เพื่อควบคุมแขนกลหุ่นยนต์ ทักษะและความแม่นยำของศัลยแพทย์ได้รับการปรับปรุงผ่านระบบเหล่านี้ ระบบเหล่านี้จะปรับขนาดการเคลื่อนไหวของมือให้เล็กลงและสามารถกรองการสั่นของมือได้ การเกิดปัญหาที่พบบ่อยในการผ่าตัด เช่น การติดเชื้อที่บริเวณผ่าตัด ลดลงโดยระบบเหล่านี้

ศัลยกรรมที่มีการช่วยเหลือจากหุ่นยนต์มีข้อเสีย และปัญหาบางอย่างเกิดขึ้นสำหรับผู้ที่ทำการผ่าตัด บ่อยครั้ง ศัลยแพทย์หุ่นยนต์จะทนทุกข์ทรมานจากความไม่สบายทางกายภาพระหว่างขั้นตอนและความเหนื่อยล้าของนิ้วเกิดขึ้น ปัญหาเหล่านี้เกิดจากวิธีการที่ตัวควบคุมถูกจับ มีสองประเภทหลักของการกอดที่มักใช้ในการควบคุมหุ่นยนต์ศัลยกรรม คือ “การกอดปินช์” และ “การกอดพลัง” การกอดปินช์ ซึ่งใช้ในศัลยกรรมแบบดั้งเดิมมานานหลายศตวรรษ คือเมื่อนิ้วหัวแม่มือ นิ้วกลาง และนิ้วชี้ใช้ในการเคลื่อนไหวที่แม่นยำสูง การกอดพลังคือเมื่อมีการจับด้ามจับด้วยมือทั้งหมด และมักใช้สำหรับการเคลื่อนไหวขนาดใหญ่

การกอดปินช์มักทำให้เกิดความเหนื่อยล้าเนื่องจากความตึงเครียดที่มันต่อเนื้อเยื่อและกล้ามเนื้อมือและนิ้ว และการกอดพลังแม่นยำน้อยกว่า เนื่องจากสิ่งนี้ จึงไม่มีวิธีการที่สมบูรณ์แบบ

การศึกษาที่ตีพิมพ์ใหม่ใน วารสารระหว่างประเทศด้านหุ่นยนต์และศัลยกรรมที่ช่วยเหลือโดยคอมพิวเตอร์ ที่นำเสนอโดยนาย Solmon Jeong และดร. Kotaro Tadano จากสถาบันเทคโนโลยีโตเกียว (Tokyo Tech) เน้นย้ำถึงวิธีแก้ปัญหาใหม่

นักวิจัยได้พัฒนาตัวควบคุมใหม่ที่รวมการกอดทั้งสองประเภทเข้าด้วยกัน ตามที่ดร. Tadano กล่าว “ในศัลยกรรมหุ่นยนต์ ข้อจำกัดของวิธีการกอดแบบดั้งเดิมทั้งสองแบบมีความเกี่ยวข้องอย่างมากกับข้อดีและข้อเสียของแต่ละวิธีการกอด ดังนั้นเราจึงต้องการตรวจสอบว่าวิธีการกอดแบบผสมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการควบคุมระหว่างศัลยกรรมหุ่นยนต์ได้หรือไม่ เนื่องจากสามารถใช้ประโยชน์จากข้อดีของทั้งสองวิธีการกอดและชดเชยข้อเสียของมัน”

นักวิจัยได้รับผลลัพธ์ที่น่าหวังจากการทดลองแนวคิด พวกเขาได้ออกแบบระบบศัลยกรรมหุ่นยนต์ที่มีตัวควบคุมแบบโมดูลาร์ที่สามารถปรับให้เหมาะสมกับการกอดสามประเภท: ปินช์ พลัง หรือการกอดผสม ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าวิธีการกอดแบบผสมทำงานได้ดีกว่าในหลายด้าน รวมถึงจำนวนความล้มเหลว เวลาที่ต้องการ และความยาวรวมของการเคลื่อนไหวที่ทำเพื่อให้ถึงเป้าหมาย วิธีการกอดแบบผสมยังง่ายและสะดวกสบายในการใช้งานอีกด้วย ตามที่ผู้เข้าร่วมการทดลองหลายคนกล่าว

“วิธีการควบคุมของตัวควบคุมหลักสำหรับศัลยกรรมหุ่นยนต์มีอิทธิพลที่สำคัญในแง่ของความเข้าใจง่าย ความสบาย ความแม่นยำ และความเสถียร นอกเหนือจากการทำให้การดำเนินการแม่นยำ วิธีการควบคุมที่สบายอาจเป็นประโยชน์ต่อทั้งผู้ป่วยและศัลยแพทย์ได้” ดร. Tadano กล่าว

การพัฒนใหม่เหล่านี้จะมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาศัลยกรรมหุ่นยนต์ และจะช่วยลดช่องว่างระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมต่อไป