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医疗机器人



随着机器人的崛起,医学专业人士的角色也将经历根本性变革。尽管许多医疗机器人仍处于研究和测试阶段,但有些机器人已经成功地投入使用了,尤其是在需要处理大量信息或需要复杂、精细操作的情况下。

用于完成手术任务的机器人最初是在1985年引入的,当时机器人彪马560(PUMA 560)在活体组织检查过程中成功地将一根针插入大脑。1987年,一个机器人被用来进行胆囊切除手术。一年后,机器人PROBOT被用来协助伦敦帝国理工学院的医生进行前列腺手术。今天,我们有越来越多的医疗机器人出现在儿科、整形外科、放射外科和神经外科等领域。

静脉注射机器人正在被用来混合、测量并管理病人的药物。美国和欧洲国家的许多医疗机构都使用机器人来测量和混合敏感药物,比如化疗需要的一种精确的混合物,如果医务人员操作不当,那么它可能会危及患者甚至医务人员本身。莉娃(RIVA)、智能充装(IntelliFill)和静脉注射站(IV Station)是开发用于医药领域的另外几款机器人,它们可以自动准备静脉注射溶液。静脉注射机器人的精确计算大大降低了药物过量和患者死亡的可能性,每年可以挽救因人为错误而丧生的数百条生命。美国卫生系统药剂师协会(ASHP)委托进行的一项研究显示,“静脉注射药物治疗错误导致患者受到伤害的可能性是其他给药途径(如药片或液体)的两倍”。

以色列研究人员设计了一种直径仅为1毫米的微型机器人(ViRob)。这种微机器人由利用电磁技术的外部系统操纵,可以进入小腔和血管并进行操作,以定位肿瘤、放置微导管和输送药物。纳米技术创造了机器人更小尺度的可能性,微型纳米机器人正在进行测试,用于定位和摧毁癌细胞,输送药物,提供医学成像和传感,监测血液化学成分,以及复制分子。

一家名为“直觉外科”(Intuitive Surgical)的公司试图利用智能机器人技术来改善医生和患者的手术体验。该公司的机器人手术系统——达·芬奇系统,使外科医生可以利用机器人的3D高清摄像头和微型仪器进行微创手术,而这些仪器比人手操作更精确。此外,达·芬奇系统可以通过互联网进行远程操作,让医生可以在全球任何地方进行手术。

许多情况下,手术结束并不意味着对患者治疗的结束。许多患者需要术后护理和其他类型的内部护理,这需要大量的主治医生、护士和助手。机器人也可以被用来完成这些任务。例如,高尔(Gower)是一个医疗机器人,可以在如迷宫般的医院走廊、电梯和房间中来回穿梭,为护士站提供所需的药物。在美国的一些医院里,医生还使用遥控机器人来探视重症监护室里的病人,使其在不离开医生站的情况下记录病人的生命体征。类似的机器人还可以执行中风的诊断及管理等任务。

被称为TUG的机器人是医院的管家和送餐员,它通过无线网络与数据系统进行通信,并通过内部集成的地图系统在医院周围活动。TUG通过传感器绕过障碍物,通过无线电波进入电梯。这些辅助机器人的负载能力为1 000磅,能够运送床上用品和餐食。它们还有专门的隔间用来运送药物,需要医生或护士使用预先注册的生物识别指纹并输入个人识别密码(PIN)才能获得访问权限。TUG是自动充电的,每天可以连续工作长达10个小时,大约行走12英里。

与法律界的人们一样,医学界也正在张开双臂欢迎机器人的到来。医生的供求差距正在以惊人的速度扩大。2013年发布的一份报告预测,到2025年,仅在美国,初级保健医生的缺口将达到12 500~31 100人。美国非初级保健医生的情况更糟糕,预计2025年缺口会达到28 200~63 700人,包括5 100~12 300名医学专家、23 100~31 600名外科专家和2 400~20 200名其他类型的专家。机器人将有助于满足医疗保健服务行业日益增长的部分需求。


教师机器人

教师机器人开辟了机器人进入教育领域的道路,尽管尚未取代它们的人类同行,但正在努力实现这一目标。担心被取代可能是大多数教育工作者不愿意将机器人引入教室的一个原因。大多数教育工作者坚持认为机器人的角色是受限制的,教师比机器人具有绝对的优势。

到目前为止,机器人主要被用作学习工具,而不是作为真正的教师,但机器人被用作教师的趋势正在迅速发生变化。学生对机器人教师要热情得多,特别是当机器人拥有人形的时候。不利的一面是,目前机器人无法与学生建立情感联系;有利的一面是,当学生犯错误时,机器人不会感到疲倦或沮丧。

许多国家正在教室里试验人形机器人,特别是像韩国和日本这样的亚洲国家。机器人佩珀、我(I)、提洛(Tiro)、闹(Nao)和爱罗比(IROBI)被用来教学生英语。远程呈现技术也被应用于英语教学,使教师可以与偏远地区的学生互动。一个使用远程呈现技术的机器人具有人形设计,它的胸前有显示器,师生可以通过这个显示器进行互动。汉森机器人公司推出的机器人爱因斯坦教授(Professor Einstein)是一个缩小版的阿尔伯特·爱因斯坦。这位“教授”会走路,会说话,还会教孩子们各种各样的科学知识。其他各种教学机器人已于2017年发布,其中大部分专注于STEM(科学、技术、工程、数学)课程。

教师机器人不仅被用在孩子们的教室里,而且还被用来培训专业人员。例如,3G(第三代移动通信技术)高仿真模拟病人SimMan是一种机器人,可以模拟需要医疗护理的病人。因此,医疗专业的学生在参加培训时能够在课堂环境中体验逼真的紧急状况和场景。SimMan可以为学生提供真实的症状,可以痛苦地喊叫,并对治疗和药物做出反应。