Oktopus-inspirierten Roboterarmen können während der Operation Multitasking.

Ein Roboterarm inspiriert von Tintenfisch Tentakeln kann Chirurgen Zugriff auf schwer zugänglichen Teile des Körpers erleichtern.

Ein neues Roboter-Gerät verwendet eine Reihe von aufblasbaren Kammern um zu imitieren, wie eine Krake drehen, verlängern und seine Glieder in jede Richtung biegen. Der mechanische Arm imitiert auch die Möglichkeit, die eine Krake die Steifigkeit der verschiedenen Abschnitte des seine Tentakel, so dass die Kopffüßer mit Objekten interagieren ändern kann.

Das Gerät könnte dazu beitragen, machen es einfacher für Chirurgen, Teile des Körpers zu erreichen, die in der Regel schwer zugänglich sind. Ein Abschnitt des Roboterarms werden dann weichen Organe zu behandeln, ohne sie zu beschädigen, während ein anderer Teil am Patienten tätig ist. [Fotos: erstaunlich, inspiriert von der Krake Tech]

Diese Technik die Anzahl der Instrumente für chirurgische Eingriffe reduzieren könnte, sagte Forscher in einer neuen Studie, die Detaillierung der Technologie. Dies bedeutet, dass Ärzte wahrscheinlich weniger Eintrag Einschnitte auf Patienten, vermindern die Chance der postoperativen Komplikationen machen müssen, fügten sie hinzu.

"Das Potenzial ist die Leistung der aktuellen minimal-invasive Verfahren in einen einfacheren Weg für den Chirurgen zu ermöglichen sowie versetzen, Eingriffe, die zurzeit nicht möglich auf eine minimal-invasive Weise mit der Instrumentierung Chirurgen heute haben," sagte Tommaso Ranzani, ein Forscher an der Sant'Anna School of Advanced Studies in Italien und führen Autor der neuen Studie , veröffentlicht gestern (14. Mai) in der Zeitschrift Bioinspiration & Bionik.

In der Studie die Forscher bezeichnet ein Gerät, bestehend aus zwei identischen miteinander verbundenen Modulen, jeweils einen zentrale Schlauch gefüllt mit gemahlenem Kaffee, umgeben von drei ebenso zylindrische, luftgefüllten Kammern verteilt.

Dieses Setup wurde in flexiblen Silikon eingebettet und umgeben in einem Kunststoffmantel, die Wellpappe Abfluss Schlauch ähnelt. Durch das Aufblasen verschiedener Kombinationen von Kammern in unterschiedlichem Maße, konnte der Arm in alle Richtungen bewegen.

Luft kann auch aus dem zentralen Kern eines jeden Moduls, so dass es durch einen Prozess namens granular verklemmen, versteifen die flüssige Materialien verursacht, gelutscht wie gemahlenem Kaffee, steif, da ihre Dichte erhöht.

Diese sind nicht die gleichen Mechanismen, die von einem Oktopus verwendet, aber es war die Kombination von Fähigkeiten, die die Forscher inspiriert Ranzani sagte.

"Der Oktopus-Körper hat keine starren Strukturen und kann somit die Form seines Körpers an seine Umwelt anzupassen", sagte er. "Die Krake kann variieren die Steifheit der Arme und Körper, und dies verleiht die Armen mit der einzigartigen Fähigkeit zu"Skelett"Strukturen, die sowohl für Bewegungserzeugung dynamisch Neukonfiguration der Arme Form dienen."

In ihrer Studie zeigten die Forscher, dass der Arm von bis zu 255 Grad beugen und gleichzeitiger Erhöhung der Steifigkeit von bis zu 200 Prozent auf bis zu 62 Prozent seiner ursprünglichen Länge dehnen könnte.

Die Forscher auch simulierte Operationen und erfolgreich demonstriert den Arm Fähigkeit, Wasser gefüllte Ballons zu manipulieren, die verwendet wurden, um Organe darzustellen.

Während flexible chirurgische Robotik sind relativ häufig in diesen Tagen, sagte Ranzani, der neuen Roboterarm sticht aufgrund seiner weichen Materialien und wegen seiner Fähigkeit, mehrere Aufgaben während einer Operation durchzuführen.

"Es können mehrere Aufgaben mit dem gleichen Instrument, wie z. B. Heben Sie ein Organ, das Ziel mit einem Teil des Arms verfügbar zu machen und dann der Chirurgie chirurgische zielgemäß jetzt zugänglich, werden", sagte er.

Die Technik hinter dem Gerät ist nicht neu, aber seine mögliche Anwendung für minimal-invasive Chirurgie ist Roman und vielversprechend, sagte Kai Xu, eine medizinische Robotik-Experte und Assistant Professor an der Shanghai Jiao Tong University UM SJTU Joint Institute.

Aber wahrscheinlich muss das Gerät verfeinert werden, bevor es allgemein für Real-Life-Operationen verwendet werden kann Xu sagte.

"[T] Er arbeitet in diesem Dokument vorgestellte Prototyp noch relativ groß ist,", sagte Xu. "Es wird sehr schwierig, das Design zu miniaturisieren, unter Beibehaltung der Nutzlast und Bewegung Fähigkeiten auf das gewünschte Niveau, nicht zu erwähnen, die Sterilizability und andere Aspekte in Bezug auf die tatsächlichen medizinischen Praktiken während der Verwendung dieses Geräts sein."

Um sicherzustellen, dass das Gerät ist nützlich für Ärzte, Ranzani und seine Kollegen arbeiten mit chirurgischen Experten der Universität von Turin in Italien, und er sagte, dass künftige Arbeit auf die Bestimmung der optimalen Anzahl der Module für den Arm und bietet eine sichere und intuitive Steuerung konzentrieren.

"Wir glauben, dass dieses System den Start für neue und verbesserte Versionen mit erweiterten Funktionen werden," sagte Ranzani. "Sauger werden etwas, was wir untersuchen gerne!"

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