Les roboticiens de l'Université de Californie à San Diego ont développé un système abordable et facile à utiliser pour suivre l'emplacement des robots chirurgicaux flexibles à l'intérieur du corps humain.
Le système fonctionne aussi bien que les méthodes actuelles, mais il est beaucoup moins cher. De nombreuses méthodes actuelles nécessitent également une exposition aux rayonnements, contrairement à ce système.
Le système a été développé par Tania Morimoto, professeur de génie mécanique à la Jacobs School of Engineering de l'UC San Diego, et de doctorat en génie mécanique. étudiant Connor Watson. Leurs résultats sont publiés dans le numéro d'avril 2020 de Lettres de robotique et d'automatisation IEEE.
« Les robots médicaux en continu fonctionnent très bien dans des environnements très contraints à l'intérieur du corps », a déclaré Morimoto. «Ils sont intrinsèquement plus sûrs et plus conformes que les outils rigides. Mais il devient beaucoup plus difficile de suivre leur emplacement et leur forme à l'intérieur du corps. Et donc si nous sommes en mesure de les suivre plus facilement, ce serait un grand avantage pour les patients et les chirurgiens. «
Les chercheurs ont intégré un aimant à la pointe d'un robot flexible qui peut être utilisé dans des endroits délicats à l'intérieur du corps, tels que des passages artériels dans le cerveau.
« Nous avons travaillé avec un robot en pleine croissance, qui est un robot en nylon très fin que nous inversons, presque comme une chaussette, et que nous mettons sous pression avec un fluide qui fait croître le robot », a déclaré Watson.
Parce que le robot est doux et se déplace en grandissant, il a très peu d'impact sur son environnement, ce qui le rend idéal pour une utilisation en milieu médical.
Les chercheurs ont ensuite utilisé les méthodes de localisation des aimants existantes, qui fonctionnent très bien comme le GPS, pour développer un modèle informatique qui prédit l'emplacement du robot. Les satellites GPS pingent les smartphones et en fonction du temps qu'il faut pour que le signal arrive, le récepteur GPS du smartphone peut déterminer où se trouve le téléphone portable.
De même, les chercheurs savent à quel point le champ magnétique devrait être puissant autour de l'aimant intégré dans le robot. Ils s'appuient sur quatre capteurs qui sont soigneusement espacés autour de la zone où le robot opère pour mesurer la force du champ magnétique. En fonction de la force du champ, ils sont capables de déterminer où se trouve la pointe du robot.
L'ensemble du système, y compris le robot, les aimants et la configuration de localisation des aimants, coûte environ 100 $.
Morimoto et Watson sont allés plus loin. Ils ont ensuite formé un réseau de neurones pour apprendre la différence entre ce que les capteurs lisaient et ce que le modèle disait que les capteurs devraient lire. En conséquence, ils ont amélioré la précision de localisation pour suivre la pointe du robot.
Idéalement, nous espérons que nos outils de localisation peuvent aider à améliorer ces types de technologies robotiques en pleine croissance. Nous voulons faire avancer cette recherche afin de pouvoir tester notre système en milieu clinique et éventuellement le traduire en utilisation clinique. «
Tania Morimoto, professeur de génie mécanique, Université de Californie – San Diego
La source:
Université de Californie – San Diego
Référence de la revue:
Watson, C., et al. (2020) Localisation à base d'aimants permanents pour les robots en croissance dans les applications médicales. Lettres de robotique et d'automatisation IEEE. doi.org/10.1109/LRA.2020.2972890.
