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Un Robomedic per il campo di battaglia
I primi 30 minuti dopo un infortunio sul campo di battaglia sono terribili: è allora che si verifica quasi l'86 percento delle morti sul campo di battaglia. Prima di occuparsi dei feriti, i medici in prima linea devono individuare rapidamente la vittima ed estrarlo dal campo di battaglia, spesso sotto un fuoco pesante. Questo può richiedere minuti costosi, oltre a esporre i medici stessi come possibili bersagli.
Roboispettore: Un robot serpente ispeziona la testa di uno scheletro sdraiato su una barella high-tech progettata dai militari, chiamata Life Support for Trauma and Transport system.
Ora i ricercatori della Carnegie Mellon University (CMU) stanno sviluppando una tecnologia per dare una mano ai medici sul campo di battaglia, letteralmente. Howie Choset , professore associato di robotica alla CMU, ha progettato un braccio robotico simile a un serpente dotato di vari sensori in grado di monitorare le condizioni di un soldato. Il robot può essere controllato in modalità wireless tramite un joystick, in modo che un medico in una clinica remota possa spostare il robot in qualsiasi punto del corpo di un soldato per valutare le sue ferite mentre viene trasportato in un luogo sicuro. La flessibilità a serpentina del robot gli consente di manovrare all'interno di confini ristretti, in modo che, nel caso in cui una vittima non possa essere estratta immediatamente dal campo di battaglia, il robot possa eseguire una valutazione medica iniziale sul campo.
Choset e i suoi colleghi costruiscono robot serpente da oltre 10 anni, migliorando la libertà di movimento e la flessibilità, oltre a ridurre al minimo le dimensioni complessive in più prototipi. In passato, il gruppo ha progettato robot per missioni di ricerca e salvataggio urbane e ha collaborato con Ford Motor Company per costruire robot serpente per la verniciatura precisa della carrozzeria. Il team ha recentemente costituito una startup per commercializzare una delle sue ultime tecnologie, un robot in grado di eseguire potenzialmente un intervento chirurgico al cuore.
Attualmente, il team sta collaborando con l'esercito degli Stati Uniti Centro di ricerca in telemedicina e tecnologia avanzata (TATRC) per integrare il braccio robotico all'interno della barella ad alta tecnologia militare, chiamata Life Support for Trauma and Transport system (LSTAT). Questa barella è essenzialmente un'unità di terapia intensiva portatile, con ventilatore, defibrillatore e altri monitor fisiologici, ed è attualmente utilizzata nelle aree dell'Iraq e dell'Afghanistan. I medici possono caricare rapidamente una vittima sulla barella e assistere alle lesioni con l'attrezzatura a bordo.
Ha tutti questi sensori a bordo in modo che possiamo eseguire diagnosi preliminari e forse terapie per salvare la vita del ragazzo, afferma Choset. Il problema è che questi sensori sono collegati all'LSTAT e dovresti spostarli a mano, e se qualcuno spara e tu vai oltre e lo aiuti, sei un bersaglio facile. Quindi vogliamo automatizzare l'intero sistema e spostare roboticamente i sensori sul paziente mentre viene trascinato fuori dal campo di battaglia.
Choset e i suoi studenti hanno progettato un braccio robotico altamente articolato costituito da più giunti azionati, che conferiscono al robot una flessibilità simile a un serpente. Ogni articolazione ha due gradi di libertà che, lavorando insieme, consentono al robot di flettersi, ritrarsi e torcersi in diverse configurazioni, proprio come un serpente vivo.
Poiché è impossibile per una persona controllare contemporaneamente tutte le articolazioni del serpente, il team ha sviluppato un software per consentire un controllo preciso dei movimenti del robot tramite un joystick. Nei test di laboratorio, i ricercatori hanno potuto guidare con successo il braccio, montato con una telecamera, su e giù per il corpo di uno scheletro usando il joystick e guardare le immagini risultanti su un laptop.
Choset ha applicato vari sensori fisiologici al braccio robotico, incluso un rilevatore di anidride carbonica e ossigeno per verificare se una persona sta respirando. Dice che il robot può anche sfoggiare una maschera per l'ossigeno e, se collegato al ventilatore di bordo della barella, può potenzialmente manovrare sulla bocca di un soldato e fornire ossigeno, senza l'aiuto di un medico.
In futuro, Choset spera di aggiungere un componente a ultrasuoni al robot, in modo che possa scansionare rapidamente un soldato alla ricerca di segni di emorragia interna. Il suo team sta collaborando con i ricercatori della Georgetown University per sviluppare una sonda a ultrasuoni per il braccio robotico. Per eseguire gli ultrasuoni, Choset afferma che il robot richiederebbe una certa quantità di forza e delicatezza in modo da poter determinare quanta forza applicare per premere delicatamente una sonda contro la pelle. Lui e i suoi studenti hanno in programma di esplorare questa sfida robotica in futuro, insieme ad altre applicazioni per il robot serpente.
Sylvain Cardin, uno scienziato senior di robotica medica presso il TATRC, suggerisce che potrebbero esserci altre applicazioni militari per il braccio robotico. Potrebbe essere su un piccolo veicolo che potresti inviare sul campo e il medico potrebbe assistere il paziente in un luogo remoto, afferma Cardin. Quindi potresti essere sotto tiro, e potresti inviare questo piccolo veicolo con il braccio di serpente, ed essere in grado di assistere alla vittima senza mostrare a tutti che stiamo assistendo alla vittima.