استفاده از مار رباتیک کبرا در جراحی‌ها

یک ربات که با استفاده از پتانسیل خم شدن و حس کردن مار‌ها برای ورود به مکان‌های صعب‌العبور در محیط‌های سخت و صنعتی ابداع شده است، اکنون در یک جراحی روی انسان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این مار رباتیک موسوم به "کبرا" (COBRA) که در دانشگاه ناتینگهام (University of Nottingham) انگلستان ابداع شده، پیشتر کارآیی خود را در بازرسی و بازسازی موتور جت، راه اندازی و نگهداری نیروگاه هسته‌ای نشان داده است و اکنون برای مصارف پزشکی به کار می‌رود. این مراحل پزشکی در حال حاضر با دستگاه‌های آندوسکوپی طی می‌شوند.

پروفسور دراگوس آکسینت (Dragos Axinte)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما ارزیابی‌های ابتدایی را آغاز کرده‌ایم تا ببینیم که آیا این مار رباتیک می‌تواند حرکت کند و توانایی کافی را برای انجام دادن جراحی دارد یا خیر. برای کار‌های پزشکی، تغییرات امنیتی بسیاری باید در طراحی و مدیریت این کاوشگر انجام شود تا آن را به دستگاه مناسبی برای بازرسی در بدن انسان تبدیل کنند. این مار رباتیک، پتانسیل عملکرد بالایی دارد و یک دوره هیجان‌انگیز برای تجزیه و تحلیل‌های ما به شمار می‌رود.

این سیستم، پاسخ‌دهی فوق‌العاده‌ای دارد که به خاطر دنباله‌ای از تاندون‌هایی است که در کنار ستون فقرات مار رباتیک قرار گرفته‌اند. مار رباتیک دارای یک ساختار مفصلی سازگار و تعدادی از بخش‌های ثابت است که به آن امکان می‌دهند تا ۹۰ درجه خم شود. هنگامی که این تاندون‌ها کشیده می‌شوند، حرکات لازم برای خم شدن را ممکن می‌کنند. این کار به تقلید از حرکات گوناگون کف دست‌های اپراتور انسان هنگام برخورد با دستگاه‌های بازیابی انجام می شود.

کبرا قطعا پس از چند دقیقه آموزش می‌تواند با کنترل از راه دور کار کند. روش کار آن بسیار شبیه به یک جوی‌استیک بزرگ بازی است. این بدان معنا است که مهندسانی که عمدتا در صد‌ها مایل دورتر هستند، می‌توانند از طریق نمایشگر رایانه شخصی خود به کبرا اطلاعات دهند؛ زیرا کبرا با اجزای پیشرفته‌ای در موتور‌ها یا لوله باریک خود حرکت می‌کند که قطر آن‌ها فقط به اندازه یک سکه یک پوندی است.

بررسی مقدماتی برای استفاده از کبرا در حوزه پزشکی، توسط دکتر اولادجو اولالی (Oladejo Olaleye) انجام شده که یک متخصص جراحی رباتیک در "بیمارستان دانشگاه لستر" (University Hospitals of Leicester) است.

کبرا روی یک آدمک انسانی مورد بررسی قرار گرفت تا از طریق دهان به بدن وارد شود و به عناصری در پشت گلو دست یابد که به سختی قابل دسترسی هستند. این مکان‌ها در حال حاضر بدون روش جراحی بسیار تهاجمی، غیرقابل دسترس هستند. یک دوربین دیجیتالی، نما‌های فوق‌العاده‌ای از گلو را با وضوح بالا روی یک صفحه نمایش نشان می‌دهد.

با توجه به این که مار رباتیک به راحتی کنترل می‌شود، تنها پنج دقیقه زمان برد تا راهنما این بررسی را در آزمایشگاه انجام دهد. مار رباتیک با استفاده از یک کنترل‌گر دستی، در پیچ و خم‌ها حرکت کرد و در گلو قرار گرفت تا دید بهتری را برای جراح فراهم کند.

اولالی باور دارد که کبرا، ارتباط میان مهندسی و جراحی پزشکی است و راهی برای پیشرفت آندوسکوپی و جراحی به شمار می‌رود. کبرا روشی بادوام با کمترین میزان تهاجم را برای تشخیص و درمان بیماری‌های گلو، قفسه سینه یا روده ارائه می‌دهد.

وی افزود: کبرا یک مجموعه همه‌کاره با توانایی خم شدن، فراهم کردن نما‌هایی با وضوح بالا، سهولت سازگاری و قابلیت حمل است. ما امیدواریم که کبرا با دستیابی به نما‌های واضحی از سرطان گلو و حنجره، به پاکسازی کامل تومور‌ها با درد بسیار کمتر، ترخیص سریع‌تر از بیمارستان، بهبود بقا و نتایج توانبخشی بالاتر برای بیماران کمک کند.

برای کاربرد‌های حوزه هوافضا و هسته‌ای، کبرا در سطح ششم آمادگی فناوری قرار گرفته است و تنها یک گام با حضور در بازار فاصله دارد. این مار رباتیک، یک دستگاه نظارتی حیاتی به شمار می‌رود. به عنوان نمونه، تعمیر موتور هواپیما یک کار پیچیده است. مهندسان متخصص برای تعمیر و نگهداری مورد نیاز هستند و بیشتر تعمیرات باید با موتور درجا انجام شوند؛ زیرا پیاده کردن آن از هواپیما زمان می‌برد. این یکی از مواردی است که در دنیای پرسرعت هوانوردی باید به آن رسیدگی شود.

در حال حاضر، مهندسان معمولا صد‌ها مایل پرواز می‌کنند تا بتوانند هواپیمای آسیب‌دیده را تعمیر کنند؛ اما با وجود کبرا، آن‌ها این توانایی را خواهند داشت که در هر کجا که هستند با استفاده از صفحه نمایش رایانه شخصی خود، آسیب‌ها را تعمیر کنند. این تغییر، به کاهش انتشار کربن در حوزه هوانوردی کمک می‌کند و به طور قابل توجهی به صرفه‌جویی در هزینه و زمان می‌پردازد؛ بدون این که رفاه و امنیت اپراتور‌ها به خطر بیفتد.

یکی دیگر از حوزه‌های کاربرد کبرا که پژوهشگران مشتاق پیشرفت در آن با استفاده از کمک مالی هستند، نجات از فاجعه است.

آکسینت گفت: به عنوان نمونه، مار رباتیک می‌تواند طرحی عالی برای جستجو در نواحی تنگ داخل ساختمان‌های فروریخته یا در یک حادثه غارنوردی باشد. کبرا ممکن است به جست وجوی بازماندگان کمک کند؛ به ویژه در مکانی که برای امدادگران خطرناک است. کبرا با اتصال یک آشکارساز دی‌اکسید کربن که به نوک کاوشگر آن متصل شده، ممکن است بتواند تنفس انسان را بررسی کند و دوربین دیجیتال آن می‌تواند مشاهدات را گزارش دهد.