Los robots y la inteligencia artificial se han convertido en parte del día a día de las personas. La industria médica es una de las industrias donde ambos son cruciales. En este caso, los robots médicos han ayudado de muchas maneras a hacer que las operaciones médicas sean más eficientes y efectivas.
La robótica médica consiste en inteligencia artificial integrada en un cuerpo formado por diferentes materiales, como metales, plásticos y composites. Este artículo explica el uso de robots médicos y cómo las tecnologías de mecanizado ayudan en la producción de piezas de robots médicos.
¿Qué son los robots médicos?
Los robots médicos tienen un diseño especial que los hace utilizables en el campo médico. Generalmente se pueden controlar a distancia y son adecuados, entre otras cosas, para tratamientos quirúrgicos y distribución de medicamentos.
Cada robot (médico o no médico) tiene ciertas características técnicas, que incluyen:
1. Persona responsable
El controlador es el cerebro o la unidad de procesamiento integrado en un robot médico. Es único para cada robot y esencialmente consiste en un pequeño sistema informático integrado que ejecuta todos los programas del robot.
2. Fuente de alimentación
El robot puede funcionar con una batería interna o con una fuente de alimentación externa fija. El tipo de fuente de alimentación determina la destreza del robot en términos de potencia y movimiento. Por ejemplo, los robots con baterías internas tienen movimientos más flexibles que aquellos con una fuente de energía fija.
3. Programación
La programación es un conjunto de instrucciones que determinan lo que hace el robot. La programación con el controlador ayuda a los robots médicos a seguir las instrucciones correctamente y evitar ineficiencias y errores.
4. Sensores
Los sensores de detección ambiental vienen en diferentes formas, tamaños y con diferentes funciones.
5. Efectores finales
El efector final permite que el robot interactúe con su entorno y trabajo.
Beneficios de la robótica médica en la asistencia sanitaria
Los robots médicos son extremadamente útiles en la atención sanitaria por varias razones. A continuación se presentan algunos beneficios:
Trabajo médico conjunto.
Los robots del campo médico realizan flujos de trabajo estándar de forma independiente, lo que reduce la carga de trabajo de los profesionales sanitarios. También garantizan la coherencia y resuelven el problema de la escasez de profesionales sanitarios.
Por ejemplo, los robots médicos pueden utilizar desinfectantes para limpiar las habitaciones de los hospitales. Esto permite a los médicos centrarse en la atención al paciente y otras tareas importantes.
Aumento de la seguridad laboral
En cualquier institución médica existe una gran cantidad de microorganismos nocivos para la salud y el personal médico es susceptible a ellos. La robótica médica se puede utilizar en una limpieza controlada y sistemática, lo que puede ayudar a reducir la propagación de patógenos y evitar que los médicos se infecten con infecciones en un centro de atención médica.
Además, los robots médicos especialmente diseñados pueden ayudar a los profesionales sanitarios con tareas extenuantes como mover pacientes, camas o máquinas.
Apoyo durante las operaciones
Algunos robots médicos son tan sofisticados que pueden ayudar a los cirujanos durante un procedimiento quirúrgico. Un ejemplo común es el uso de robots en cirugía cardíaca. Estos robots médicos son muy útiles porque pueden realizar procedimientos quirúrgicos de alta precisión sin errores. Esto aumenta la tasa de éxito de los procedimientos quirúrgicos.
Tipos de robots médicos
Existen diferentes tipos de robots médicos, pero los más habituales son los siguientes:
1. Robots quirúrgicos
Este tipo de robot médico-quirúrgico garantiza que los procedimientos quirúrgicos se realicen de forma precisa y eficiente. Dependiendo de la complejidad, pueden realizar operaciones remotas en áreas donde no hay ningún cirujano humano físicamente presente.
2. Robótica para radioterapia
Estos robots médicos ayudan a posicionar la fuente de radiación, posicionar al paciente de forma remota sin asistencia y configurar sistemas de imágenes. Además, los robots de radioterapia pueden tratar tumores en diferentes partes del cuerpo.
3. Robots de rehabilitación
Estos robots médicos ayudan y apoyan a personas mayores o pacientes con movilidad reducida. Son aplicables en servicios de rehabilitación como ejercicio y entrenamiento terapéutico, y pueden monitorear cuidadosamente el progreso del paciente.
Evaluaciones.
4. Robots de laboratorio
Ejemplos de estos robots médicos ayudan a los técnicos de laboratorio a transportar sustancias biológicas o químicas que pueden ser peligrosas. Además, son adecuados para un examen rápido y preciso de tubos de ensayo, lo que reduce los errores humanos comunes.
5. Prótesis robóticas
Ayudan a un paciente al que le falta una parte del cuerpo a recuperar el equilibrio proporcionándole una parte del cuerpo realista. A diferencia de las prótesis tradicionales, las prótesis robóticas tienen ciertas funciones sofisticadas.
Por ejemplo, se pueden controlar de forma remota. Además, las prótesis robóticas con IA son adaptativas y ergonómicas.
6. Robots hospitalarios
Los robots médicos hospitalarios ayudan a los profesionales sanitarios, liberándolos de algunas tareas. Están programados para conocer bien su entorno y pueden realizar tareas como entregar alimentos, medicinas y muestras al hospital.
Procesos de fabricación comunes para piezas de robots médicos
Cuando se fabrican robots médicos, se entiende que se requiere un proceso de fabricación de piezas con tolerancias estrictas y alta precisión y exactitud. Porque los robots médicos se ocupan de la vida humana y un pequeño error puede provocar complicaciones adicionales o incluso la muerte.
Los procesos comunes de fabricación de robots médicos incluyen:
Mecanizado CNC de precisión
El mecanizado por control numérico por computadora (CNC) es la mejor opción para la fabricación precisa y de baja tolerancia de robots médicos. Es un proceso de fabricación sustractivo controlado por computadora que se basa en software CAD para producir piezas. El proceso se utiliza para fabricar piezas de robots médicos como tornillos, sensores, efectores finales, etc.
Ventajas del mecanizado CNC de precisión
El mecanizado CNC preciso es extremadamente útil en la fabricación de robots médicos debido a las siguientes ventajas.
Procesos de producción rápidos
Las operaciones de mecanizado CNC, como el torneado y el fresado CNC, son muy rápidas. Con este proceso es posible producir rápidamente piezas para un robot médico sin comprometer la precisión, ya sea de forma individual o en pequeñas series.
Formas complejas y tolerancias estrictas
El mecanizado CNC es excelente para producir formas complejas con tolerancias estrictas. La mayoría de los componentes de los robots médicos tienen diseños complejos para cumplir sus funciones. Por lo tanto, requieren un proceso basado en la precisión para cumplir con estos requisitos.
El mecanizado médico es ideal para producir formas complejas con tolerancias estrictas. La eficiencia y eficacia del proceso dependen de la máquina utilizada. Las máquinas CNC de 5 ejes son las más adecuadas para este tipo de situaciones.
versatilidad
El mecanizado CNC es compatible con todos los materiales utilizados en la fabricación de piezas de robots médicos. Entre ellos se incluyen plásticos, acero, aluminio, titanio y otros materiales compuestos.
Moldes de sobremoldeo y de inserción.
Son procesos de moldeo por inyección adecuados para producir piezas a partir de dos materiales (diferentes o iguales).
El sobremoldeado es un proceso de fabricación de dos pasos en el que se fabrica una pieza a partir de dos materiales plásticos que pueden ser iguales o diferentes. El operador fabrica la primera pieza en un molde de inyección y luego posiciona el producto resultante en otro. Luego, el operador moldea la segunda pieza, lo que da como resultado un único producto a partir de dos pasos de moldeo por inyección.
El moldeado por inserción es similar al sobremoldeo. Sin embargo, el plástico se moldea en un material no plástico (generalmente un metal) llamado inserto. Es un método muy adecuado para producir sujetadores utilizados en robots médicos.
Ventajas del sobremoldeo y el moldeado por inserción
Gracias a sus enormes ventajas, los moldes de sobremoldeo y de inserción son adecuados para la producción de piezas de plástico y de plástico/metal para la robótica médica.
Costo beneficio
Los procesos de sobremoldeo y moldeo por inserción son muy económicos, especialmente cuando se producen grandes cantidades.
durabilidad
Las piezas fabricadas mediante estos procesos son extremadamente estables y duraderas. Por tanto, pueden soportar condiciones duras.
Impresión 3d
La impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva que utiliza impresoras 3D para crear piezas tridimensionales estables a partir de un modelo CAD. Es el método de fabricación más común en la producción de piezas médicas y también se utiliza en la producción de piezas robóticas como prótesis robóticas.
Ventajas de la impresión 3D
A continuación se detallan algunos beneficios de la impresión 3D en la fabricación de piezas médicas:
creación rápida de prototipos
La impresión 3D es un método de fabricación y creación de prototipos rápido, rentable y fiable. Este proceso permite crear prototipos en tan solo unas horas.
flexibilidad
La impresión 3D permite la creación rápida de diseños 3D flexibles y complejos. Esto permite soluciones rápidas para piezas de robots médicos que se desgastan con el tiempo.
¿Cómo elegir el proceso adecuado para las piezas de robots médicos?
Elegir el mejor proceso de mecanizado de robots médicos es muy importante y hay algunos factores que debe considerar antes de elegir un proceso de mecanizado de robots médicos. Estas consideraciones incluyen:
Prototipos vs. fabricación en tiempo real
La creación de prototipos implica producir piezas en pequeñas cantidades con fines de prueba. Ocurre en las primeras etapas de fabricación y, a menudo, es posible con impresión 3D y mecanizado CNC. Para la fabricación en tiempo real, utilice moldeo por inyección o procesos de mecanizado CNC de bajo volumen.
Precisión y tolerancia
Las piezas ensambladas para producir robots médicos deben ser muy precisas y exactas. Por tanto, son necesarios procesos de fabricación con tolerancias estrictas para eliminar errores. En términos de precisión, todos los procesos destacados anteriormente son adecuados. Sin embargo, la automatización pone a la vanguardia los procesos de mecanizado CNC.
Idoneidad para proyectos complejos
Las piezas de robots tienen diseños complejos. Por lo tanto, necesita un proceso de fabricación que admita diseños complejos. En este caso, la impresión 3D y el mecanizado CNC son los métodos más adecuados. En general, las máquinas CNC de 5 ejes son mejores para producir piezas robóticas complejas porque pueden girar y moverse a lo largo de múltiples ejes para crear el diseño final.
Tendencias futuras de la robótica en el campo médico.
Debido a las diferentes áreas de aplicación, avances tecnológicos, etc., es difícil predecir el futuro de la robótica en el campo médico. Sin embargo, algunas de las siguientes tendencias están teniendo un impacto claro:
1. Toque humano mejorado
El uso de piel artificial dará a los robots médicos humanoides un mejor sentido del tacto. Además, estos robots pueden proporcionar una atención particularmente buena al paciente debido a su capacidad para detectar la presión ambiental. Esta tendencia va camino de lograr el objetivo de dotar a los robots de un mejor sentido del tacto.
2. Mejor rendimiento robótico en cirugías
Las tecnologías robóticas están transformando el campo quirúrgico de la medicina, ya que ayudan a los cirujanos con movimientos complejos durante las operaciones. Aumente la precisión, el control y la flexibilidad durante los procedimientos quirúrgicos.
Esto permite a los cirujanos realizar procedimientos quirúrgicos complejos con menos esfuerzo. Los robots pueden ayudar a recolectar equipos médicos y ayudar en cirugías reales.
3. Fortalecer la empatía por los robots
Antes del reciente desarrollo de la IA, el término empatía no era aplicable a los robots. Por lo tanto, los robots sólo fueron programados para realizar operaciones simples y directas. Sin embargo, la introducción de la empatía en algunos robots sofisticados ha dado como resultado una mejor interacción entre los pacientes, el personal médico y los robots.
Aumentar la empatía de los robots funciona de manera diferente para cada grupo. Por ejemplo, los robots y los trabajadores facilitan la distribución y solicitud de información. Cuando se trata de robots y pacientes, la incorporación de IA ayuda a los pacientes a sentir que están hablando con humanos. Esto puede reducir la depresión y la soledad.
4. Teleasistencia
La teleasistencia implica que un cuidador humano opere un robot para brindar atención a los pacientes. Algunos componentes como AR, sensores, manipulación robótica, teleconferencias, etc. Contribuir al desarrollo de la teleasistencia.
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Concluyendo
Hoy en día, la tecnología robótica se utiliza de muchas maneras en el campo médico y tiene un impacto directo o indirecto en la vida de los pacientes. Sin embargo, este artículo explica en detalle cómo los robots médicos están cambiando y evolucionando el campo médico y los procesos de fabricación necesarios para crearlos.
Preguntas frecuentes
¿Pueden los robots médicos cometer errores?
En comparación con los procedimientos quirúrgicos realizados por médicos, las posibilidades de que un robot médico cometa un error son muy bajas debido a sus cálculos precisos y al suave movimiento de sus brazos.
¿Qué tan seguro es utilizar un robot médico durante procedimientos quirúrgicos?
La mayoría de los procedimientos quirúrgicos implican cierto grado de riesgo, pero las cirugías asistidas por robots se consideran muy seguras.
¿Cuál es el mejor proceso de fabricación para producir robots médicos?
Los robots médicos constan de muchas piezas y pueden fabricarse mediante diferentes métodos de fabricación, como el mecanizado CNC, la impresión 3D y el moldeo por inyección. La elección del proceso de fabricación depende de su presupuesto, proyecto, cantidad a producir, etc.
