1、醫(yī)用機(jī)器人醫(yī)用機(jī)器人是指輔助或代替人類醫(yī)生進(jìn)行醫(yī)療診治及護(hù)理的機(jī)器人。醫(yī)用機(jī) 器人有多種類型常見的醫(yī)用機(jī)器人主要有運(yùn)送物品的機(jī)器人、移動(dòng)病人的機(jī)器人、 臨床醫(yī)療用的機(jī)器人和為殘疾人服務(wù)的機(jī)器人等。其中運(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Help Mate機(jī)器人;移動(dòng)病人機(jī)器人主要幫助護(hù)士移動(dòng)或運(yùn)送癱瘓、和行動(dòng)不便的病人, 如英國的PAM機(jī)器人;臨床醫(yī)療用機(jī)器人包括外科手術(shù)機(jī)器人和診斷與治療機(jī)器人, 可以進(jìn)行精確的外科手術(shù)或診斷，如日本的WAPRU-4胸部腫瘤診斷機(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)獨(dú)立生活能力，如美國的Pr

2、ab Command 系統(tǒng)。醫(yī)用機(jī)器人的發(fā)展醫(yī)療機(jī)器人是目前國外機(jī)器人研究領(lǐng)域中最活躍、投資最多的方向之一,其發(fā) 展前景非常看好。近年來,醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)引起美、法、德、意、日等國家學(xué)術(shù)界 的極大關(guān)注，研究工作蓬勃興起。二十世紀(jì)九十年代起，國際先進(jìn)機(jī)器人計(jì)劃(IARP) 已召開過多屆醫(yī)療外科機(jī)器人研討會(huì)DARPA己經(jīng)立項(xiàng),開展基于遙控操作的外科研 究，用于戰(zhàn)傷模擬手術(shù)、手術(shù)培訓(xùn)、解剖教學(xué)。歐盟、法國國家科學(xué)研究中心也將 機(jī)器人輔助外科手術(shù)及虛擬外科手術(shù)仿真系統(tǒng)作為重點(diǎn)研究發(fā)展的項(xiàng)目之一在發(fā)達(dá) 國家已經(jīng)出現(xiàn)醫(yī)療外科手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)化產(chǎn)品，并在臨床上開展了大量的病例應(yīng)用 研究。醫(yī)用機(jī)器人組成機(jī)器人操作

3、機(jī):通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的 運(yùn)用，機(jī)器人操作機(jī)已實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)。以德國KUKA公司為代表的機(jī)器人公司，已 將機(jī)器人并聯(lián)平行四邊形結(jié)構(gòu)改為開鏈結(jié)構(gòu)，拓展了機(jī)器人的工作范圍，加之輕質(zhì)鋁合金材料的應(yīng)用,大大提高了機(jī)器人的性能。此外采用先進(jìn)的 RV 減速器及交流伺服 電機(jī),使機(jī)器人操作機(jī)幾乎成為免維護(hù)系統(tǒng)。并聯(lián)機(jī)器人:采用并聯(lián)機(jī)構(gòu),利用機(jī)器人技術(shù),實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量及加工,這是 機(jī)器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù)的拓展,為將來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。 意大利COMAU公司，日本FANUC等公司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品。控制系統(tǒng):控制系統(tǒng)的性能進(jìn)一步提高,已由過去控制標(biāo)準(zhǔn)的 6 軸機(jī)器

4、人發(fā) 展到現(xiàn)在能夠控制21軸甚至27軸，并且實(shí)現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制。人機(jī)界面 更加友好，基于圖形操作的界面也已問世。編程方式仍以示教編程為主，但在某些領(lǐng) 域的離線編程已實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。傳感系統(tǒng):激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器在機(jī)器人系統(tǒng)中已得到成 功應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了焊縫自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)化生產(chǎn)線上物體的自動(dòng)定位以及精密裝配作 業(yè)等,大大提高了機(jī)器人的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。日本KAWASAKI、 YASKAWA、FANUC和瑞典ABB、德國KUKA、REIS等公司皆推出了此類產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)通信功能：日本YASKAWA和德國KUKA公司的最新機(jī)器人控制器已實(shí)現(xiàn) 了與總線及一些網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接,使機(jī)器人由過去

5、的獨(dú)立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用邁進(jìn)了一大 步,也使機(jī)器人由過去的專用設(shè)備向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備發(fā)展?？煽啃裕河捎谖㈦娮蛹夹g(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用,使機(jī)器人系 統(tǒng)的可靠性有了很大提高。過去機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性MTBF 般為幾千小時(shí),而現(xiàn)在 已達(dá)到 5 萬小時(shí),幾冬天可以滿足任何場(chǎng)合的需求。醫(yī)用機(jī)器人提供的幾種特殊服務(wù)藥房分藥準(zhǔn)確無誤。據(jù)英國獨(dú)立報(bào)報(bào)道,來自英國紐卡斯?fàn)柡臀掷锟?的科學(xué)家正在研發(fā)一種護(hù)理機(jī)器人,希望借此分擔(dān)繁重瑣碎的護(hù)理工作,并緩解英國 護(hù)理人員人手緊張的狀況。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。專家預(yù)測(cè),在不遠(yuǎn)的將來,機(jī)器人護(hù)士還可以檢查病人體溫、清

6、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。目前倫敦已有幾家醫(yī)院在藥房安裝了售 藥機(jī)器人。精確完成外科手術(shù)。迄今為止,人類在醫(yī)用機(jī)器人研制上已有所建樹。其 中較著名的當(dāng)屬美國研發(fā)的“達(dá)芬奇系統(tǒng)”。這種手術(shù)機(jī)器人得到了美國食品和 藥物管理局認(rèn)證。它擁有4只機(jī)械觸手。在醫(yī)生操縱下，“達(dá)芬奇系統(tǒng)”精確完 成心臟瓣膜修復(fù)手術(shù)和癌變組織切除手術(shù)。醫(yī)用機(jī)器人的本領(lǐng)還不僅如此。美國國 家航空和航天局宣布了一項(xiàng)計(jì)劃，將在其水下實(shí)驗(yàn)室和航天飛機(jī)上進(jìn)行醫(yī)用機(jī)器人 操作實(shí)驗(yàn)。屆時(shí)，醫(yī)生只需坐在納什維爾實(shí)驗(yàn)中心的電腦前就可以操縱水下和天外 的手術(shù)。醫(yī)用機(jī)器人還將被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。 2005年，美國軍方投資12

7、00萬美元 研究“戰(zhàn)地外傷處理系統(tǒng)”。這套機(jī)器人裝置被安放在坦克和裝甲車輛中，戰(zhàn)時(shí)通 過醫(yī)生從總部傳來的指令，機(jī)器人可以對(duì)傷者進(jìn)行簡單手術(shù)，穩(wěn)定其傷情等待救援。教學(xué)幫手不可替代。除此以外，醫(yī)用機(jī)器人還是理想的教具。美國華盛頓 一家醫(yī)院的醫(yī)護(hù)人員使用一部名為“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)?！拔覀儾豢赡茉谡嫒松砩戏磸?fù)試驗(yàn)，因此諾埃爾是一件了 不起的教具?！痹撫t(yī)院護(hù)士吉納艾倫說幾款先進(jìn)醫(yī)用的機(jī)器人爬行攝像膠囊。按照設(shè)計(jì)，這個(gè)機(jī)器人可攜帶攝像機(jī)，通過有彈性的“腿” 爬進(jìn)患者的消化道，替代傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡

8、進(jìn)行檢查。它可用來檢查食管、胃和十二指腸 內(nèi)部的損傷或潰瘍情況，由意大利圣安娜高等學(xué)校的CRIM實(shí)驗(yàn)室開發(fā)。游動(dòng)攝像膠囊。這款攝像膠囊由微型螺旋槳驅(qū)動(dòng)，也設(shè)計(jì)用于檢查人體消 化系統(tǒng)。在被患者從嘴里吞服下以后，它會(huì)“游動(dòng)”檢查醫(yī)生所懷疑的區(qū)域。遠(yuǎn)程診斷如圖所示，醫(yī)生正通過RP-7醫(yī)療機(jī)器人向護(hù)士詢問患者病情。這 款機(jī)器人與聽診器、耳鏡和超聲掃描儀相連接,還有一個(gè)相機(jī)和一個(gè)屏幕,使患者和 遠(yuǎn)方的醫(yī)生都能看到對(duì)方，從而使醫(yī)生可以最大限度地像親臨現(xiàn)場(chǎng)一樣進(jìn)行診療。肌肉機(jī)器人RI-MAN機(jī)器人是由日本名古屋理研生物模擬控制研究中心開發(fā)的醫(yī)用搬運(yùn)工模型。它不僅有柔軟、安全的外型，手臂和軀體上還有觸覺感受器

9、,使它能小心翼翼地抱起或搬動(dòng)患者。從長遠(yuǎn)來看,RI-MAN機(jī)器人能取代護(hù)工去照顧老人或體弱多病者。攝影機(jī)器人在微創(chuàng)手術(shù)(即“鎖孔手術(shù)”)中,攝影機(jī)器人可以讓外科醫(yī)生 運(yùn)用頭和腳來控制腹腔鏡相機(jī)。這意味著他們可以騰出手來做手術(shù)。前列腺診療機(jī)器人根據(jù)設(shè)計(jì),機(jī)器人可以讓外科醫(yī)生準(zhǔn)確地切除肥大的前 列腺,將對(duì)患者造成的傷痛降至最小程度。外科醫(yī)生只需指定要切除的前列腺部分, 無需進(jìn)一步干預(yù),機(jī)器人即可自動(dòng)將其切除。吞服式機(jī)器人患者可將一塊塊的ARES機(jī)器人(即“可重構(gòu)裝配腔內(nèi)手術(shù)系 統(tǒng)”)吞入腹中,或由醫(yī)生通過自然開口將其一塊塊插入人體,接著,它們會(huì)在體內(nèi)自 行組裝。這樣一來,外科醫(yī)生在少切口或根本不用切口的情況下也能對(duì)患者進(jìn)行手術(shù)。患者要吞服15塊不同的機(jī)器人組件,后者進(jìn)入體