医疗篇:轮椅革命与超小型胶囊机器人

机器人之家 2014-08-20

机器人

1964 字丨阅读本文需 4 分钟

  在护理、医疗、农业等诸多领域,活跃的舞台逐渐扩大。IT(信息技术)的进化和低价格化推动着的普及,老龄化和人工短缺引起的自动化需求不断提升也是推动力之一。

  要是能坐在像高达、新世纪福音战士那样的机器人里自由操作该有多好——在日本,大多数不到50岁的男性应该都曾有过这样的想法。然而,东京八王子市的一间像车库一样的房间里,就有一台能实现这一梦想的机器人。

  咔哧、咔哧、嘎、嘎——高2.5米、臂展达到3.5米的大型机器人轻巧地走来走去,向不同的方向移动手臂并随意抓握物品。

  这台仿佛从科幻走出来的机器人是日本风险企业Skeletonics(东京都八王子市)开发的。这家成立于2013年10月的企业的首席执行官白久Reyes树只有24岁。

  白久等人开发的机器人无需马达和电池等,可以只靠人力操控。这种机器人也叫“动作扩展型装甲服”,巨大的机器人可以忠实再现人类手脚的动作。

  被“豪斯登堡”主题公园采用

  虽然单价在500万~1000万日元之间,与高级跑车不相上下,但日本长崎县的主题公园“豪斯登堡”在2014年4月引进了这款机器人。Skeletonics还推出了机器人租赁服务,范围正在一点点扩大。

  Skeletonics有着远大的梦想。该公司的下一个目标,是实现“动作可变型装甲服”。人型机器人可变身为汽车,直接就能高速移动,就像变形金刚一样。移动速度方面,目标定为每小时30公里,白久意气风发地表示,“我们将用两年的时间开发样机,希望在东京奥运会之前投入实用”。

  身为开发负责人的首席技术官阿嘉伦大在小学的时候迷上了《哆啦A梦》,对机器人产生了浓厚的兴趣。为了实现宏伟的梦想,他将全力以赴。

  不只是Skeletonics,在世界各地,独特的机器人正在不断涌现。无人驾驶飞机、自动驾驶汽车、护理机器人、防灾机器人等,可谓百花齐放。

  推动这股热潮的,是IT(信息技术)的进化和低价格化。相当于机器人大脑的MPU(超小型运算处理装置)、像人类五感一样发挥作用的传感器、对二者进行控制的软件,等等,性能提高和低价格化都在加速进行。而且,所需部件使用3D(三维)打印机等就可以轻松试制。

  通过组合这些技术,可以轻松地以低成本制造机器人,从风险企业到大企业都竞相投入到开发中。

  社会的变化也在促进机器人的普及。在日本等发达国家,少子化愈发严重,劳动人口在不断减少。劳动力不足的现象越来越严重。而且,老年人口的增加也带来了护理需求的增加。有助于解决这些烦恼的机器人自然成为关注的焦点。

  医疗与护理领域掀起轮椅革命

  最近出现了一款只要触摸形似鼠标的控制器,就能前后左右自由移动的轮椅型交通工具。这种轮椅采用四轮驱动,能够在传统轮椅难以通行的碎石路、雪路等恶劣路况上行驶,7.5厘米的台阶也不在话下。

  开发这款以黑色和灰色为主色调、有着近未来设计风格的交通工具的,是总部设在东京都町田市的风险企业“WHILL”。

  该产品的特点是其“全方位”前轮,由24个小轮子像串珠一样串成一圈。在前后移动时,全方位轮作为一个车轮运动,在横向移动时,借助多个小车轮的旋转,轮椅可实现横向移动。为了开发这台轮椅,曾任职于大型车企和大型精密设备企业的技术人员用了两年多的时间,反复改进。

  WHILL还打算为这款轮椅配备自动驾驶功能。这样一来,在机场和主题公园等场所,就能自动前往目的地。该产品预定2014年秋季在美国和日本上市,价格为95万日元。充电一次大约可行驶20公里。开始预订的3个月以来,预约数量已经超过70台。2014财年的销售目标为300台。

  有数据显示,美国的电动轮椅市场规模将达到每年40万台。日本该市场的规模虽然只有2万台,但老龄化的加剧有可能带动该市场的扩大。过去,轮椅大都是供残障人士使用,并不是外观拉风的交通工具。

  不过,WHILL的首席技术官福冈宗明强调说:“只要兼具精致的设计与功能,轮椅将成为健康人也能使用的交通工具,催生出前所未有的市场。”

  超小型胶囊机器人

  长24毫米、直径11毫米的超小型胶囊机器人在人体内“巡逻”,进行癌症等疾病的检查和投药。这样梦幻般的技术也在开发之中。

  这种机器人的原理非常简单。胶囊内置的电池释放出电流后,电磁铁的线圈会像手机的振动器一样发生振动。胶囊根据无线通信指示的方向,在消化道中或前或后地移动。

  正在开发这种胶囊机器人的,是日本九州工业大学的教授伊藤高广。伊藤教授已经与医疗机构联手,预定在2016年之前启动医用临床试验,力争在2018年前后完成产品化。医疗器械企业对此也表现出了强烈关注,打算成为合作伙伴。

  胶囊型机器人配备超小型摄像头,用来拍摄肠道等消化道的内部。今后还将增加采集体内组织样本的功能。

  目前已有大型企业推出了小型胶囊内镜系统,患者吞下胶囊内经就能进行检查。但从服用胶囊到检查结束的时间长达6~8个小时,而且,分析在此期间拍摄的5万幅图像对医生来说是一个沉重的负担。

  胶囊型机器人有望使检查时间缩短到1个小时左右,而且,因为可以只在需要的部位拍摄图像,效率也将大幅提高。

  今后还将为这种机器人增加通过精确定位向患部投药的功能。这项功能有望减少药物使用量,辅助溃疡性结肠炎等疾病的治疗。

  伊藤教授表示:“我们的目标是在今后开发出能够切除(癌等)息肉的胶囊型机器人。医用机器人领域现在还是美国企业的天下,我们希望使日本开发的医用机器人达到实用水平。”

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来自:机器人之家
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