中国科学技術大学の研究者らは、患者の脈拍の測定や異常なしこりのチェックなどの日常的な診察を行うことができる、洗練された触覚を備えたソフトロボット「フィンガー」を開発した。この作品は出版された10月9日セルレポート物理科学。

このようなテクノロジーにより、医師は乳がんなどの病気が治療可能であれば、早期に発見することが容易になる可能性があります。また、不快で侵襲的と思われる身体検査を患者が安心して受けられるようにすることもできます。

「さらに開発を進めて効率を向上させることで、器用な手このような指で作られたロボットは、将来の病院では医師と同じように「ロボドクター」として機能することができる」と、中国科学技術大学のセンシング技術研究者であり、この研究の著者であるホンボー・ワン氏は言う。

「と組み合わせると機械学習ロボットによる自動検査と診断が実現でき、医療従事者の深刻な不足が生じている未開発地域にとっては特に有益です。」

硬いロボットフィンガーはすでに存在しているが、専門家らは、これらのデバイスが診療所の環境で必要とされる繊細な作業に対応できないのではないかと懸念を表明している。検査中にロボットの指が熱心になりすぎてしこりが破裂する恐れなど、潜在的な安全上の問題を指摘する人もいる。

最近では、科学者たちは人間の手の動きを再現できる、軽量で安全かつ低コストのソフトロボットを開発しました。ただし、これらのデバイスは、実際の指のように、触れた物体の複雑な特性を感知することはできません。

「過去10年間の目覚ましい進歩にも関わらず、文献で紹介されているほとんどの柔らかい指には依然として人間の手と比べてかなりのギャップがある」と著者らは書いており、ロボットの指は『現実世界』のシナリオを処理する準備ができていないことを指摘している。

この課題を克服するために、研究者らは、デバイスの曲げアクチュエータの各気室に巻かれたコイル (動作を可能にする部分) と、ねじれた液体金属ファイバを取り付けた 2 つの部分からなる導電性ファイバ コイルを含む単純なデバイスを開発しました。指先。

研究チームは、デバイスの電流の流れに影響を与える特性を測定することで、指が物体に触れたときにどれだけ曲がるか、そして指先にかかる力をリアルタイムで監視できることを発見しました。このようにして、デバイスは人間の接触と同じくらい効果的にオブジェクトの特性を認識することができます。

この装置をテストするために、研究者らはまず羽根を指先にブラシで当てることから始めた。

「拡大図は抵抗の変化をはっきりと示しており、力の感知における感度の高さを示しています」と著者らは書いている。

次に、ガラス棒で指先を叩いたり押したり、指を繰り返し曲げたりして、加えられた力の種類と量をデバイスのセンサーが正確に認識することを観察しました。

指のメディカルチョップをテストするために、彼らはそれをロボットアームに取り付け、大きなシリコンシートに埋め込まれた3つのしこりを識別し、医師が行うように圧迫するのを観察した。ロボットアームに取り付けられている間、指は参加者の手首の動脈の位置を正確に特定し、脈拍を測定しました。

「人間は、さまざまな物体を指で押すだけで、その硬さを容易に認識できる」と著者らは書いている。「同様に、このデバイスは曲げ変形と指先の力の両方を感知する機能を備えているため、物体を押すだけで人間の手と同様の硬さを検出できます。」

研究者らは、脈拍を採取し、模擬塊を調べることに加えて、ロボットの指が「人間の手のように」「こんにちは」という言葉を入力できることを発見した。

追加のセンサーを使用してロボットの指の関節の柔軟性をさらに高め、デバイス人間の指のように複数の方向に動くことができれば、近い将来、効果的かつ効率的な医療検査を実行できるようになるかもしれない、と著者らは結論付けている。

「私たちは、センサー化された人工筋肉駆動のロボットとともに、知的で器用な手を開発したいと考えています。ロボットアーム、人間の手の比類のない機能と細かい操作を模倣するためです」と王氏は言いました。