醫(yī)用機(jī)器人,是指用于醫(yī)院、診所的醫(yī)療或輔助醫(yī)療的機(jī)器人。它能d自編制操作計(jì) 劃,依據(jù)實(shí)際情況確定動(dòng)作程序,然后把動(dòng)作變?yōu)椴僮鳈C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。醫(yī)用機(jī)器人種類很多, 按照其用途不同,有臨床醫(yī)療用機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人、醫(yī)用教學(xué)機(jī)器人和為殘疾人服務(wù)機(jī)器 人等。
①運(yùn)送藥品的機(jī)器人, 可代替護(hù)士送飯、送病例和化驗(yàn)單等,較為著名的有美國TRC
公司的 HelpMate 機(jī)器人。
②移動(dòng)病人的機(jī)器人, 主要幫助護(hù)士移動(dòng)或運(yùn)送癱瘓、行動(dòng)不便的病人,如英國的 PAM 機(jī)器人。
③臨床醫(yī)療的機(jī)器人, 包括外科手術(shù)機(jī)器人和診斷與治療機(jī)器人。圖1-29所示機(jī)器人 是一臺(tái)能夠?yàn)榛颊咧委熤酗L(fēng)的醫(yī)療機(jī)器人,這款機(jī)器人能夠通過互聯(lián)網(wǎng)將醫(yī)生和患者的信息進(jìn)行交互。有了這種機(jī)器人,醫(yī)生無需和患者面對(duì)面就能進(jìn)行就診治療。
④為殘疾人服務(wù)的機(jī)器人 ,為殘疾人服務(wù)的機(jī)器人又叫康復(fù)機(jī)器人,可以幫助殘疾人 恢復(fù)d立生活能力。圖1-30所示機(jī)器人是一款新型助殘機(jī)器人,它是由美國軍方專門為戰(zhàn) 爭中受傷致殘失去行動(dòng)能力的士兵設(shè)計(jì)的,它將受傷的士兵下肢緊緊地包裹在機(jī)器人體內(nèi), 通過感知士兵的肢體運(yùn)動(dòng)來控制機(jī)器人的行走。
⑤護(hù)理機(jī)器人, 英國科學(xué)家正在研發(fā)一種護(hù)理機(jī)器人,能用來分擔(dān)護(hù)理人員繁重瑣碎 的護(hù)理工作。新研制的護(hù)理機(jī)器人將幫助醫(yī)護(hù)人員確認(rèn)病人的身份,并準(zhǔn)確無誤地分發(fā)所需 藥品。將來,護(hù)理機(jī)器人還可以檢查病人體溫、清理病房,甚至通過視頻傳輸幫助醫(yī)生及時(shí) 了解病人病情。
⑥醫(yī)用教學(xué)機(jī)器人, 醫(yī)用教學(xué)機(jī)器人是理想的教具。美國醫(yī)護(hù)人員目前使用一部名為 “諾埃爾”的教學(xué)機(jī)器人,它可以模擬即將生產(chǎn)的孕婦,甚至還可以說話和尖叫。通過模擬 真實(shí)接生,有助于提高婦產(chǎn)科醫(yī)護(hù)人員手術(shù)配合和臨場(chǎng)反應(yīng)。
服務(wù)機(jī)器人是一種以自主或半自主方式運(yùn)行,主要是一個(gè)移動(dòng)平臺(tái),它能夠移動(dòng),上面有一些手臂進(jìn)行操作,對(duì)周邊的環(huán)境進(jìn)行識(shí)別,判斷自己的運(yùn)動(dòng),完成某種工作
智能安防巡檢機(jī)器人是一種主要用于巡邏、放哨、防盜、防火等的多功能機(jī)器人,采用多種高性能傳感器自動(dòng)地檢測(cè)障礙物和完成自動(dòng)值守、報(bào)警等各種保安任務(wù)
(a) 標(biāo)準(zhǔn)輪:2個(gè)自由度,圍繞輪軸(電動(dòng)的)和接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng); (b)小腳輪:2個(gè)自由度,圍繞偏移的操縱接合點(diǎn)旋轉(zhuǎn);(c) 瑞典輪:3個(gè)自由度,圍繞 輪軸(電動(dòng)的)、輥?zhàn)雍徒佑|點(diǎn)旋轉(zhuǎn);(d)球體或球形輪:技術(shù)上實(shí)現(xiàn)困難
六腿結(jié)構(gòu)在移動(dòng)機(jī)器人學(xué)中已經(jīng)很流行,因降低了控制的復(fù)雜性;在大多數(shù)情況下,各條腿有3個(gè)自由度,各腿有業(yè)余伺服電機(jī)所提供的2個(gè)自由度,僅由臀部彎曲和臀部外展組成
四腿機(jī)器人在人機(jī)交互研究中,具有當(dāng)作有效人造產(chǎn)品的潛能,能夠走、跑、爬,并運(yùn)載重負(fù)荷,LittleDog是一個(gè)小尺寸的機(jī)器人,這個(gè)機(jī)器人在爬行和動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)步態(tài)方面,具有足夠強(qiáng)的功能
高輻射耐受性確保機(jī)器人在惡劣環(huán)境中電子系統(tǒng)正常運(yùn)作;運(yùn)動(dòng)控制能力適配復(fù)雜任務(wù)與場(chǎng)景;自主導(dǎo)航定位能夠巧妙地利用空間,在狹窄通道和設(shè)備間隙間準(zhǔn)確穿梭
人形機(jī)器人有望成為核電全產(chǎn)業(yè)鏈智能化的核心支撐,為核電智能化發(fā)展開啟新篇章;完成訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和工藝自主化實(shí)現(xiàn)的階段性驗(yàn)收,標(biāo)志著人形機(jī)器人在核電行業(yè)應(yīng)用邁向重要階段
人形機(jī)器人作為具身智能的典型載體,工作應(yīng)用場(chǎng)景豐富; 對(duì)自主性與動(dòng)態(tài)決策能力的覆蓋不足;動(dòng)態(tài)與非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的適應(yīng)性;多模態(tài)交互的復(fù)雜性可能產(chǎn)生復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)
機(jī)器人機(jī)械安全是指通過機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保機(jī)器人在運(yùn)行過程中避免因機(jī)械故障;電氣安全避免因電氣故障引發(fā)觸電;功能安全確保人形機(jī)器人在其功能執(zhí)行過程中避免對(duì)人員、 環(huán)境或自身造成傷害
大小腦智能應(yīng)覆蓋感知、認(rèn)知、決策與執(zhí)行的完整鏈路,為下層肢肌體系統(tǒng)提供策略指導(dǎo)與控制信號(hào)支持;肢肌體運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)集成、控制算法與感知反饋系統(tǒng)的融合程度
智能-評(píng)估大小腦智能、肢肌體運(yùn)動(dòng)等能力的水平;可靠-考察機(jī)器人在壽命、平均無故障時(shí)間以及環(huán)境適應(yīng)性;可信-涵蓋數(shù)據(jù)可信、算法可信以及行為可信
全球電子皮膚市場(chǎng)2024年約63億美元,預(yù)計(jì)2034年超300億美元(CAGR 17%);模擬人類皮膚的觸覺、溫度、濕度感知,提升機(jī)器人仿生能力與交互體驗(yàn)