Mākslīgās sūknēšanas sirdis: ko tās nozīmē mīkstajiem robotiem (un cilvēkiem)

Mīkstā robotika ir elastīgu mašīnu izstrādes joma, kas bieži vien sniedz priekšstatu par to, kas var būt robots, un neatkarīgas komandas ir guvušas panākumus, izmantojot mīkstos robotu principus mākslīgo siržu izveidē un sirdij līdzīgas pumpas. Mākslīgos orgānus jau sen ir bijis grūti izveidot, jo bioloģisko funkciju mehāniskā atkārtošana ir sarežģīta. Pieprasījums ir tikai pieaudzis gan cilvēku lietošanai, gan arī lietošanai jaunās robotu sistēmās.

Roboti izmanto, lai palīdzētu dziedēt ir izstrādāti jau kādu laiku. Konceptuāli sirds ir sūkņa veids, un cilvēki ir veidojuši sūkņus tūkstošiem gadu. Tomēr praktiski sirds atšķiras no citiem mehāniskiem sūkņiem, jo ​​tā darbojas caur deformācijas, muskuļu saraušanās un atslābināšana cikliski, lai izspiestu asinis sprādzienos, kas dod cilvēkiem a pulss. Šādu sūkni nevar uzbūvēt, izmantojot parastās robotikas detaļas un materiālus, tāpat kā lielāko daļu metālu un plastmasas nav paredzēti, lai pastāvīgi izlocītu kā sirds audi, tāpēc pilnībā mākslīgi pukstošas ​​sirdis nav bijušas praktiskas vēl. Daži daļēji sirds implanti to ir spējuši novērst, vispār neatkārtojot sirdsdarbību un tā vietā izmantojot a pastāvīga plūsma ar plūsmas ātruma kontroles sistēmu, un pacientiem ar šiem implantu modeļiem nav pulsa kā a rezultāts.

2020. gada janvārī, Spogulis ziņoja komanda, kurā bija holandiešu ķirurgs Profesore Jolanda Kluina, kas strādā ar British Heart Foundation, plāno izstrādāt mīkstu robotu mākslīgā sirds, izmantojot elastīgus sintētiskos muskuļus, ar izmēģinājumiem ar dzīvniekiem jāsāk līdz 2025. gadam un cilvēkiem plānots līdz 2028. Izmantojot šos mīksts robotika, lai palīdzētu cilvēkiem novērstu daudzu pacientu nāvi, kuri mirst, gaidot saderīgus donorus, un, cerams, pilnībā likvidētu vajadzību pēc donoru sirdīm. Šī projekta rezultāti var būt vēl pēc gadiem, taču nesen publicēts ziņojums ScienceDaily paziņoja par citu projektu Kornela universitātē, ir izveidojis līdzīgu mīkstu deformējamu sūkni izmantošanai pašos mīkstajos robotos. Daudzām mīksto robotu konstrukcijām ir nepieciešamas asinsrites sistēmas, kas ir līdzīgas cilvēkiem, lai sūknētu šķidrumu un jaudas kustību, un Kornela sūknis vēl vairāk atdarina sirdi, lai vadītu šo sistēmu tā, lai to varētu labāk integrēt robots. Lai gan precīza ierīce nav izstrādāta, lai aizstātu cilvēka sirdi, tā pierāda, ka mīkstā robotika var veiksmīgi atkārtot orgāna darbību.

Pirmās mākslīgās pukstošās sirdis

Nesen dizaineri ir sākuši izmantot mīksto robotiku, lai cīnītos ar šīm problēmām. tā kā galvenās robotikas idejas ir saistītas ar metālu un darbināmiem savienojumiem, mīkstie roboti izmanto elastīgus materiālus, lai pārvietotos un veikt funkcijas tā, kā to nespēj neelastīgs metāla robots. Mīksta robota piemērs varētu būt mākslīgs astoņkājis ar gumijas korpusu, kura ekstremitātes virza un vada hidrauliskās sistēmas, izmantojot elastīgas caurules, nevis metāla caurules. Šāda veida pieeja ir izrādījusies efektīva, lai atkārtotu tradicionālo organiskās sirds deformācijas sūknēšanu, ko veic vismaz divas dažādas komandas dažādiem lietojumiem.

Cerams, ka šīs pozitīvās tendences mīkstajā robotikā var paātrināt mākslīgās cilvēka sirds projekta drošu attīstību un ļaut tehnoloģiju, lai palīdzētu pacientiem ātrāk. Nepieciešamība pēc cilvēka siržu nomaiņas turpina pieaugt un acīmredzot pieaug arī vajadzība pēc sirdij līdzīgiem sūkņiem robotos, tāpēc mīkstās robotikas jomā ir paredzēts turpināt inovācijas šajā jomā. Jo vairāk mākslīgo sūkņu ir izstrādāti mīkstā robotika, to konstruēšanā izmantotās metodes un principus var droši pārbaudīt un pilnveidot, lai pēc tam informētu un sniegtu labumu arī cilvēka sirds projektiem.

Avots: Spogulis, ScienceDaily

Kurām AirPod ierīcēm ir aktīva trokšņu slāpēšana?

Par autoru