隨著人類社會的進步,人類的身體健康成為最大的訴求。未來,人類醫學將實現高科技、全自動的救助、治療和康復過程。機器人將進入醫藥學的各個方面,從藥物的研發、制造到醫院手術的操作、殘疾病人的護理乃至家中康復等。醫療機器人或稱為未來醫藥界的“救世主”。
醫藥制作
醫藥制作的機器人主要應用在分揀、取件及處理、自動檢測、搬運及碼垛。由于行業特殊性,需要特別關注清潔衛生、防水抗菌、拾取目標物多樣性(易碎、大小不一)等方面,這對機器人視覺技術也提出了較高要求。
比如醫藥中有很多膠囊藥品,配藥公司需要全自動封裝機把片劑放入膠囊中。當手工操作時,由于膠囊軟的外皮,會產生較高的劃傷率。而機器人就能輕松解決問題。操作員在輸送帶上裝上待封裝片劑的托盤,在托盤被送到機器人工作封裝區后,機器人自動、準確的揀取多個片劑,機械手旋轉到放置位置并把片劑放入膠囊中。
一些粉末狀的藥物對人工操作也提出了考驗。粉末狀的藥物尤其需要注意分裝、稱重、包裝及檢測。醫藥公司為了確保準確配料,必須在空氣過濾器上做大量的測試,這非常耗時耗力,而且冗繁的工作和疏忽會導致不精確的測試。使用機器人之后,測試工作量增加了500%,每一次測試減少97%的費用;由于無人操作,最大程度地減少了人工費用;能夠快速獲取檢測報告;由于提高測試能力,減少了批次損失率;在噴涂過程中降低了原料的消耗;由于隔離揮發,環境安全性得到有效提高。
目前,醫藥制作的機器人品牌仍然主要集中在國外幾家大企業手中。史陶比爾超潔凈、準確和高精度的4軸和6軸低負載機器人為生命科學領域自動化的獨特需求提供理想解決方案。目前,其主要應用在兩個方面,一是操作疫苗,細胞培養自動化,20個分步驟的復雜批處理,生產周期長達50天,該機器人完成所有的勞動密集型操作,如接種、氣瓶充氣和細胞刮削。二是藥品開發用的自動化系統,發新藥的自動化系統P機器人解決方案用于平皿處理,超高通量篩選組織培養。細胞采集時,可使用機器人來處理燒瓶和平皿,由此大大地消除了污染的風險。
手術治療
實際上,手術醫療機器人是一組器械的組合裝置。它通常由一個內窺鏡(探頭)、刀剪等手術器械、微型攝像頭和操縱桿等器件組裝而成。目前使用中的手術機器人的工作原理是通過無線操作進行的外科手術,即醫生坐在電腦顯示屏前,通過顯示屏和內窺鏡仔細觀察病人體內的病灶情況,然后通過機器人手中的手術刀將病灶精確切除(或修復)。此外,手術機器人還可做器官修補、血管吻合或骨磨削等需要十分精細的手術。近年來,手術機器人被用于做包括基因移植、神經手術和遠程手術等在內的各種重要手術,從而大大提高了危重病人的存活率。
由于手術機器人的用途逐漸廣泛,它在世界各國的銷售數量越來越大。據國外報道,截至去年年底,美國的手術機器人保有量位居全球第一(約300多臺),其次為英國(約80~90臺),韓國居第三(37臺)。但是還是由于機器人技術的限制,目前只有少數幾類醫療機器人投入到了實際使用當中,其中包括:腹部手術機器人、蛇形機器人、心血管手術機器人、便攜式低價手術機器人、膝部手術機器人。
這些機器人在手術中應用,將為以后更多種類機器人的發展在技術支持上提搞一定的參考,預計未來醫療機器人將會在市場需求迎來一個繁榮的發展時期。并且由于現在機器人的發展有向智能化發展的趨勢,未來機器人處理一些意外事故的時,將會具備更高的靈活性。
當前,國際上對手術機器人的研發高度重視,不僅在機器人本身的精度、靈活度上下功夫,而且還在系統集成、人性化開發等軟件上不斷努力。
英國謝菲爾德大學工程學院的研究人員正在探討一種方式,可以使成千上萬個微型機器人集群開展工作。參與此項研究的研究員Roderich Gross指出:“機器人集群工作可以以非侵入式探測患者的血管網,從而為患者提供更準確的診斷和治療方式。”
2014年4月,中南大學湘雅三醫院在國內率先開展的三例國產機器人手術順利完成,這是我國自主研制的手術機器人系統首次運用于臨床,標志著中國打破了國外手術機器人技術在全球的壟斷局面。
不過,機器人在醫療上的應用應該不止于在手術領域,蘇州的研究人員正在研究如何將機器人引入醫療康復領域。國外的研究人員也在開展相關研究,讓機器人發揮更大價值。
康復護理
康復機器人作為醫療機器人的一個重要分支,正成為國際機器人領域的一個研究熱點。工業機器人和醫用機器人的這一結合,目前已經廣泛應用到康復護理、假肢和康復治療等方面,不僅促進了康復醫學的發展,也帶動了機械學、材料學等等相關領域的新技術和新理論的發展。上世紀80年代是康復機器人研究的起步階段,美國、英國和加拿大在康復機器人方面的研究處于領先地位。
日本政府擬致力于新型廉價護理機器人的普及,并將資助開發企業研究費用的三分之二。據透露,2013年補助金總額將約為24億日元(約合1.5億人民幣)。扶病人走路,抱起老年人等,日本政府將促進集這些功能于一身的機器人開發,試圖減輕護理人員的工作負擔。并預備擴大護理保險對象,促使月費數百萬日元便能租賃到這些機器人。
日本政府把普及政策定位為6月份成長戰略支柱,希望通過普及政策能夠環節護理人員不足的現狀以及促進新產業的研究開發。
加強機器人與人類的交互性
加拿大英屬哥倫比亞大學機械工程系的研究人員正在對一臺名為Charlie機器人進行編程,Charlie非常友好。此次研究的目的是使機器人能夠熟悉人類身體語言以及非語言線索,并能安全友好地做出相應反應,以便將來可以把機器人帶入家庭中,為獨居老年人或者殘障人士提供幫助。
醫療設備裝配、調劑、實驗室自動化操作、機械化、原料處理、包裝和電子匯編。高度競爭的環境促使制造業快速發展,越來越多的醫藥器械制造者開始關注自動化合成與精密操作的設計。自動化設備具有廣泛的應用前景。進一步引起醫療設備企業制造和提供多種自動化醫療器械。