LA ROBOTICA EN APLICACIONES MEDICAS BIOLOGICAS

La robótica para aplicaciones médicas se inició hace quince años, mientras que para las aplicaciones biológicas es bastante nueva.

Aplicaciones Biológicas

*El propósito principal para el uso de la robótica en la biología es lograr un elevado rendimiento en los experimentos relacionados con la investigación y el desarrollo de las ciencias de la vida.

*Las aplicaciones típicas incluyen de alto rendimiento para sistemas de gran escala de secuenciación del ADN , polimorfismo de nucleótido único (SNP).

*Para aplicaciones biológicas es eficaz para la manipulación y la exploración de biología molecular y celular.

*Otra aplicación es la robótica inspiradas en algoritmos para la biología celular y molecular para la biología estructural .

Estados Unidos

Los EE.UU. es especialmente fuerte en el desarrollo de sistemas robóticos de alto rendimiento para el manejo de biológicas en las ciencias de la vida, tales como los genes y la secuencia de cristalización de proteínas.

Japon y corea

*Universidad de Nagoya estudios sin contacto utilizando la manipulación de células láser, y sobre la base de la cirugía intravascular 3D-reconstruido modelo arterial cerebral usando imágenes de TC y un modelo in vitro de la aorta.

*En Corea, la Universidad Nacional de Seúl estudios de MEMS y nanotecnologías para aplicaciones biológicas, KIST estudios y técnicas avanzadas para la manipulación de células.

Europa

*En la Universidad de Minnesota el Dr. Nelson estudios del grupo de tecnologías de MEMS de herramientas para la manipulación de células y funcionamiento.

*La Universidad de Zurich del Laboratorio de Inteligencia Artificial cuyo objetivo es simular el crecimiento biológico.


MEDICAS

La robótica médica pretende compatibilizar el cirujano con el robot para mejorar los procedimientos quirúrgicos.

Aplicaciones Medicas

*La investigación sobre la robótica para aplicaciones médicas se inició hace quince años y es muy activo el día de hoy.

*Para la cirugía robótica que puede lograr lo que los médicos no pueden a causa de precisión.

*Los robots son capaces de precisión y repetitividad de los sistemas robóticos.

*Hoy en día, los robots se ha demostrado o se utilizan habitualmente para el corazón, el cerebro, la médula espinal, la garganta, y cirugía de rodilla en muchos hospitales en los Estados Unidos.

*Los primeros son robots manipuladores para la recogida y colocación, y microactuadores industriales de alto rendimiento para la detección de compuestos.

La Robótica en la medicina

*La robótica en la medicina es el diagnóstico. Robótico diagnóstico reduce a la invasión humana cuerpo y mejora la precisión y el alcance del diagnóstico.

*Para proporcionar componentes artificiales para recuperar funciones físicas de los seres humanos tales como prótesis robótica piernas, brazos y manos.

Estados Unidos

*En aplicaciones médicas, la National Science Foundation ha financiado la Universidad Johns Hopkins para el Centro de Investigación en Ingeniería Equipo quirúrgico-Integrated Sistemas y Tecnología, que se centra en la robótica en medicina aplicaciones, en especial la cirugía robótica.

*En términos de aplicaciones comerciales, los EE.UU. tiene un sistema muy exitoso llamado Da Vinci, que tiene por objeto para ayudar a los médicos cirujanos con complicadas operaciones. El sistema ha sido comprado por muchos en los hospitales los EE.UU. (en el mundo también) para robótica rodilla y cirugía de próstata y el corazón.

Japón y Corea

*En la investigación sobre cirugía robótica y la marcha dispositivos de asistencia para las personas de edad.
*ATR estudios de la función cerebral mediante un enfoque especial de cómputo denominado "la comprensión por el cerebro la creación de una ".

Europa

*En la Universidad Técnica de Múnich, el Dr. Alois Knoll lidera un grupo de investigación que desarrolla los robots quirúrgicos.

*Investigadores su uso háptica enfoques sobre la base de fuerza y sensores de contacto la cirugía y la transferencia de conocimientos técnicos.

Herramientas robótica, dispositivos y sistemas

*La robótica para aplicaciones médicas y biológicas utiliza muchas herramientas, dispositivos y sistemas de carácter general y los tipos especialmente diseñados.

*Los primeros son robots manipuladores para la recogida y colocación, y microactuadores para dispensar biológicas / soluciones.

Tecnologías clave

Las tecnologías clave de la robótica en aplicaciones médicas y biológicas son las siguientes:

a)Las tecnologías de MEMS que pueden fabricar herramientas y dispositivos adecuados para microsensores, y microactuadores micromanipulación de muestras biológicas / bio-soluciones y objetos tales como las células.
b) Especial de sistemas robóticos que puede realizar la cirugía con precisión y bajo coste.
c)Modelado y análisis de algoritmos que se precisa y rápida para los pacientes individuales.
d)Confiable y eficaz de integración de sistemas off-the-shelf y componentes específicos para los dispositivos biológicos médicos y operaciones.
e)Ingeniería de modelado de sistemas biológicos. El objetivo es desarrollar modelos matemáticos para explicar el comportamiento y la estructura de los sistemas biológicos como ingenieros para hacer artificiales física sistemas. Esto se ha demostrado ser extremadamente difícil debido a la complejidad de los sistemas biológicos.
f)Sólido conocimiento de las ciencias de la vida. Para desarrollar un efectivo sistema de automatización o de robótica para biológicos y las aplicaciones médicas, es necesario que los ingenieros tienen un profundo conocimiento de las ciencias de la vida.

Los retos fundamentales de Investigación

*Automatizados de manipulación de células y las operaciones (de sondeo y detección) es extremadamente difícil debido a la diminuto tamaño de las células.

*Automatizado de caracterización de proteínas y el análisis funcional es extremadamente difícil debido a la búsqueda de proteínas estructura es lento y costoso.

*Cristalografía de proteínas automatizado incluyendo cristalización de proteínas, la recolección de cristal, y de rayos X detección aún no es posible porque los cristales de proteínas son tan pequeñas que son difíciles de detectar mediante sensores de visión, y no existen instrumentos eficaces para la recogida y colocación.

*Automatizado de la secuenciación del ADN sigue siendo lento y caro.

*Automatizado de chips de ADN y proteínas y análisis de la producción siguen siendo costosos y lentos, aunque tecnologías se han mejorado constantemente. Para aplicaciones médicas, Russell, Taylor, de la Universidad Johns Hopkins resumen principales retos en tres ámbitos: modelado y análisis de tecnologías de interfaz.

*Para el modelado y análisis, se hace hincapié en el desarrollo de métodos eficaces computacionalmente para el paciente específicas de modelado y análisis.

*De tecnología de interfaz, se hace hincapié fundamentalmente a ampliar la sensorial, motora, y el hombre capacidad de adaptación de los sistemas basados en computadoras en un inusual medio ambiente exigente y está restringida.

*Para los sistemas, se hace hincapié en el desarrollo de arquitecturas, bloques de construcción y técnicas de análisis que facilitar el rápido desarrollo y la validación de versátil equipo integrado de la cirugía (CEI) y los sistemas de procesos con el rendimiento previsible.