روبات های رویایی در اتاق عمل
در شرایطی که نانوبات ها (روبات های نانو) تنها در رویای ما از طریق گردش خون به نقاط مختلف می روند، بسیاری از گروه‌های تحقیقاتی و پژوهشی در حال طراحی دستگاه هایی در ابعاد چند میلی متر هستند. شاید اولین نسل روبات های فوق کوچک پزشکی یا مینی مدیبات ها، از طریق گوش، چشم و ریه برای رساندن دارو، نمونه برداری یا حتی نصب یک ابزار درمانی و پزشکی به بدن ما وارد شوند. چالش های مهندسی متعددی سر راه طراحی مدیبات ها قرار دارد. اینکه این روبات ها با چه نیروی محرکه ای باید به جلو رانده شوند و منبع انرژی مورد استفاده آنها چگونه باید باشد، از سوال هایی است که پژوهشگران در جریان تحقیقات خود سعی می کنند برای آنها پاسخی بیابند. البته در حال حاضر بسیاری از نمونه های اولیه این گونه روبات ها روی حیوانات و جانوران به آزمایش گذاشته شده اند و روزی که در بدن انسان نیز مورد استفاده قرار بگیرند چندان دور نیست.
براد نلسون(Brad Nelson)، استاد روباتیک موسسه فدرال فناوری در زوریخ سوییس (EHT) می گوید: احتمال وقوع چنین اتفاق هایی تا پنج سال آینده چندان دور از ذهن نیست. وی می‌افزاید: بر اساس تحقیق هایی که انجام گرفته و می گیرد، به طور قطع مطمئنم تا آن زمان این اتفاق رخ می دهد.
با این روش از میزان خونریزی، درد و دوران نقاهت کاسته می شود. ترکیب روش‌های جراحی بسته با روبات هایی مانند داوینچی، به این معناست که تا چندی دیگر پزشکان جراح فقط باید پشت میز فرمان کامپیوتر بنشینند و جریان جراحی را از طریق مانیتور هدایت کنند. به این ترتیب خطاهای انسانی از جمله لرزش دست و جا گذاشتن وسایل پزشکی از جمله چاقو و پنس در بدن بیمار به حداقل ممکن می رسد. دقت بالا می رود و سلامت بیمار تضمین می شود. در حال حاضر یک هزار روبات داوینچی در سراسر دنیا در کلینیک های درمانی مورد استفاده قرار گرفته اند.
نفوذ به قلب
برای اینکه روبات ها در آینده علم پزشکی بیش از پیش استفاده شوند، راه های زیادی وجود دارد. تاکنون ابزارهای متعدد مار شکلی برای دستیابی به نقاطی از بدن که نفوذ درون آنها دشوار است، ساخته شده اند. یکی از این دستگاه ها که i-Snake نام دارد، از طریق سیستم ردگیری نگاه که جراح آن را روی چشم ها نصب می کند، هدایت می شود. گوانگ ژونگ یانگ(Guang-Zhong Yang)، استاد روباتیک دانشکده سلطنتی لندن و طراح این روبات می گوید: این دستگاه تا چهار سال آینده برای آزمایش روی بیماران آماده می شود.
با پیشرفت هایی که در آینده در حوزه کوچک سازی دستگاه ها به وقوع می پیوندد، امکان استفاده از دستگاه های پزشکی در بدن بیماران به روش های نوآورانه بیش از پیش افزایش می یابد. یکی از این دستگاه های مینیاتوری که در حال حاضر از آن به طور آزمایشی استفاده می شود، دوربینی است که درون یک کپسول جا گرفته و به راحتی می توان با یک لیوان آب آن را قورت داد. در آندوسکوپی‌های معمولی، دوربینی در انتهای یک لوله نرم قرار دارد که پزشک آن را از دهان یا مقعد وارد بدن بیمار می کند تا مشکلات احتمالی را کشف و درمان کند. اما به هر حال این دستگاه هم قادر نیست به بخش های داخلی شکم دسترسی پیدا کند.
دوربین کپسولی تنها 25 میلی متر طول دارد و بنابراین به راحتی می تواند در جریان گردش خود در سیستم گوارش ما، گزارش مفصلی از اعضای داخلی شکم تهیه کند. مدل های پیچیده تری از این دستگاه ها هم ساخته شده که با رسیدن به نقطه مشخصی از بدن، دارویی را که با خود حمل می کردند به آن اندام تزریق یا از دیگر بخش ها نمونه برداری می کنند.
جالب اینجاست که این کپسول به نیروی محرکه نیاز ندارد زیرا با حرکات طبیعی اندام های گوارشی و انقباضات عضلانی به جلو رانده می شود. اما به غیر از سیستم گوارش، سایر نقاط بدن فاقد چنین انقباضاتی هستند و این امر یکی از چالش های عمده پیش روی متخصصان تامین نیروی رانش به جلو و انرژی مورد نیاز برای حرکت دستگاه ها آن هم برای ابزار مینیاتوری به شمار می رود. در طراحی روبات جراحی به نام HeartLander برای حل این مشکل، از سیم هایی استفاده شده که به روبات متصلند و انرژی مورد نیاز را به آن منتقل می کنند.
این روبات تنها 20 میلی متر طول دارد و می تواند جراحی دشوار و باز قلب در مواقع انسداد شریان قلب را به طور سرپایی و با بی حسی موضعی انجام دهد.
دنیای میلی متری مدیبات ها
هارت لندر، ViRob، SpineAssist، SwiMicRob، روبات چشمی یا ophthalmic robot و مدیبات های متعدد دیگر، قرار است از درد و رنج بیماران بکاهند و پزشکان جراح را بیش از پیش درگیر فناوری کنند. جراح، هارت لندر را از طریق تصاویر ویدیویی با اشعه ایکس یا یک ردیاب مغناطیسی کنترل می کند و مانند بازی کامپیوتری، کنترلر(جوی استیک) را بالا و پایین می برد. باز کردن عروق مسدود شده یا شریان های مشکل دار قلب، نمونه برداری، تزریق سلول های بنیادی به عضلات قلب از جمله توانمندی های این مدیبات است.
ViRob از جمله روبات هایی است که با منبع انرژی درونی طراحی شده اما به عقیده طراحانش همین منبع تغذیه باعث شده ابعاد آن برای جراحی های حساس و در مقیاس کوچک مناسب نباشد. برای حل این مشکل، منبع تغذیه را از آن جدا کردند و به جای آن از روش الکترومغناطیسی برای رانش روبات به جلو استفاده می کنند. این روبات 16 پای متحرک دارد که با افزایش و کاهش جریان مغناطیسی در نزدیکی بدن می توان پاهای آن را به هر سمت حرکت داد. کوچک ترین نمونه ای که از این روبات ساخته شده، تنها یک و نیم میلی متر طول دارد.
SpineAssist
نیز روباتی است که در جراحی های مربوط به ستون فقرات مورد استفاده قرار می گیرد. پیوند دو مهره از جمله کارهایی است که این روبات قادر به انجام آن است. با ایجاد حفره‌ای در پشت، این روبات با گیره‌ای نگه داشته می شود و روبات با پیدا کردن مناسب ترین نقطه در ستون مهره ها، نقاط مشکل دار یا از هم جدا شده را به هم پیوند می دهد.
نلسون می گوید: امیدوارم دستگاه های فوق کوچک و میلی متری به حدی پیشرفت کنند که به طور گسترده از آنها استفاده کنیم و ارزش آنها به همه ثابت شود. اگر مزایای این مدیبات ها برای همه اثبات شود می توانیم مردم را قانع کنیم که این فناوری ها علمی تخیلی نیستند.