據 ET News 報道,三星計劃 8 月推出的可穿戴式行走輔助機器人“GEMS Hip”的上市日程將推遲到年末。GEMS Hip 是三星在 CES 2019 上首次公開的可穿戴機器人。該機器人能夠戴在髖關節(jié)上,走路時可以為佩戴者提供 20% 以上的行走力量,步行速度可以提高 10%。其通過了國際標準 ISO 13482 的認證,安全性得到了保證。三星還開發(fā)了 GEMS 機器人,這種產品可以穿在膝蓋和腳踝上。
三星 GEMS Hip 最初為醫(yī)療用途設計,后來該公司將其使用范圍擴大到了普通運動產品。佩戴該機器人設備并四處走動,可以產生 PT 康復訓練的效果。三星電子預計將在推出兩款 GEMS Hip 產品,一款用于運動,一款用于醫(yī)療用途。
這款機器人的生產將由三星電子的主要合作伙伴負責,預計關鍵部件也將從國內公司采購,一些合作伙伴已經開始大規(guī)模生產機器人部件。
從明年開始,三星電子將培育新的機器人業(yè)務,作為未來的增長業(yè)務。為此,去年年初,在消費電子(CE)部門負責人的直接控制下,三星成立了一個機器人任務組(TF)。今年年底,機器人商業(yè)化 TF 升級為機器人業(yè)務團隊。三星電子副主席 Jong-hee Han 在 3 月的定期股東大會上宣布,他將把機器人作為一項新業(yè)務來發(fā)展。
IT之家了解到,在推出醫(yī)療和運動機器人后,三星有望迅速將其產品陣容擴大到服務機器人,如服務機器人,這將迅速擴大市場。根據市場研究公司 Counterpoint Research 的數據,未來四年,服務機器人市場的年均增長率預計將接近 30%。
在今年的世界人工智能大會上,醫(yī)療機器人表現(xiàn)搶眼。上海研發(fā)的多臂腔鏡手術機器人斬獲大會最高榮譽SAIL獎,智能咽拭子采集機器人、智能外骨骼機器人、膝關節(jié)手術機器人、血管介入機器人等設備的亮相,令人們對未來更精準、高效、安全的智能化醫(yī)療產生更多期待與遐想。
作為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,醫(yī)療機器人的設計制造應用需要多學科融合發(fā)展的推動。從專業(yè)角度來看,今天我們所見的醫(yī)療機器人的智能化水平,實際上還有相當大的提升空間。然而,接受完全可替代醫(yī)生的機器人,我們真的準備好了嗎?
醫(yī)療機器人是高端智能醫(yī)療裝備的代表。經過近40年的發(fā)展,它們已成為越來越受醫(yī)生歡迎的手術助手。我國醫(yī)療機器人的科研與產業(yè)在經歷20多年發(fā)展后,也呈現(xiàn)出“遍地開花、爭相斗艷”的態(tài)勢。在全球后疫情時期,“大健康”產業(yè)進入了快速發(fā)展期,醫(yī)療裝備產業(yè)發(fā)展既面臨重大機遇,又面臨極大挑戰(zhàn),醫(yī)療機器人也迎來了更寬闊的發(fā)展跑道。
劃時代序幕 手術臺出現(xiàn)機器人
按照醫(yī)療機器人應用的場景不同,醫(yī)療機器人一般可分為醫(yī)院自動化設備、手術機器人、康復與輔助機器人三大類。其中,手術機器人是醫(yī)療機器人領域的核心,其技術要求和門檻都是最高的。
一般認為,首次將機器人技術與手術場景相結合是在1985年。這一年,美國洛杉磯醫(yī)院工業(yè)機器人PUMA 560被應用于神經外科顱內活檢,實現(xiàn)了機器人輔助定位下的精準采樣。這一探索性的大膽嘗試,拉開了機器人作為智能手術工具的劃時代序幕。
1992年,IBM與美國加州大學合作研發(fā)的ROBODOC骨科機器人誕生。它可協(xié)助外科醫(yī)生進行髖關節(jié)置換手術,也成為首個獲得FDA(美國食品藥品監(jiān)管局)批準的手術機器人。
上世紀90年代中期,歐美等發(fā)達國家迎來了手術機器人領域的產品突破期。由美國斯坦福研究所成立的Computer Motion公司開發(fā)出的自動內窺鏡優(yōu)化定位系統(tǒng)(AESOP)實現(xiàn)了手術機器人的商業(yè)化。這款機器人可由醫(yī)生通過聲音指令控制機器人手臂,操縱內窺鏡攝像機來輔助腹腔鏡手術,從而避免了扶鏡手生理疲勞造成的鏡頭不穩(wěn)定。
2000年,在以上前期研究基礎上,美國直覺外科公司根據腹腔鏡手術臨床需求,對AESOP機器人系統(tǒng)進行重新設計,研發(fā)出一款通用型的手術機器人系統(tǒng),即達芬奇機器人,并獲得FDA批準。
21世紀之前,我國在手術機器人方面的研發(fā)尚處于起步階段。從時間軸上看,我國手術機器人的發(fā)展較歐美等發(fā)達國家滯后十年左右。但是,我國手術機器人的研究在醫(yī)工合作下成為后起之秀,也在很多關鍵技術上呈現(xiàn)出另辟蹊徑的特色,并在近十多年間出現(xiàn)了多類產品的突破發(fā)展。
與此同時,國內大量的臨床需求吸引了國外手術機器人公司紛紛將目光投向中國市場。國外產品在進入國內市場的同時,也會進一步與國內臨床醫(yī)生的手術范式習慣相融合,并在功能上進行調整。目前,已有一些國外手術機器人公司與國內高校、研究機構、醫(yī)院和企業(yè)開展合作,聯(lián)合建立研發(fā)中心,助推新一代手術機器人的升級發(fā)展。近日,由美國西北大學(Northwestern University)主導的國際工程師團隊創(chuàng)造并展示了有史以來最小的遙控行走機器人。這種亞毫米級機器人的神奇之處在于,它可以通過激光遙控行走、彎曲、扭曲、轉彎和跳躍。
該團隊表示,這款“微型機器人”可以擴展小型系統(tǒng)的功能和性能,使其更接近現(xiàn)實世界的應用,比如修復或組裝小型結構或機器,又或者作為外科助手,清除阻塞的動脈以阻止內出血或消除癌癥腫瘤。
與現(xiàn)有的小型化機器人制造方法不同,該團隊的亞毫米機器人設計方法不需要復雜的硬件、電力或連接到遠程控制設備。該團隊的新方法受到了立體書中的3D圖片的啟發(fā),研究小組在螃蟹機器人身上使用了形狀記憶合金,用激光從不同角度加熱它,刺激它的形狀發(fā)生變化,并在此過程中產生能量讓它移動——激光的方向決定了機器人的移動方向。
為了制造出像蟹爪一樣的機器人,工程師們首先將機器人的鎳鈦諾關節(jié)和支撐結構的聚酰亞胺(PI)骨架轉移打印到一個拉伸的硅膠彈性體基底上。接下來,他們釋放基板上的張力,使硅片收縮,使平面鎳鈦諾/ pi設計彎曲并彈出,形成一個小螃蟹的3D形狀。這些微型機器人僅有半毫米寬,可以通過外部掃描激光進行控制。
工程師們用掃描激光反復加熱和冷卻螃蟹的鎳鈦諾關節(jié),使其擴張和收縮(控制運動幅度、速度和方向),從而啟動了微型機器人的運動。在之后的耐久性測試中,Rogers和他的同事們發(fā)現(xiàn),鎳鈦合金接頭可以在520納米掃描激光下進行超過10萬次連續(xù)的加熱-冷卻轉換,而不會失去穩(wěn)定性。
當激光照射到機器人身上時,它們的關節(jié)會因受熱而擴張。當激光停止發(fā)光時,它們的關節(jié)會隨著冷卻而收縮。這導致它會像螃蟹一樣快速移動,其速度和方向取決于光的頻率和角度。