Os robôs e a inteligência artificial tornaram-se agora parte da vida quotidiana das pessoas. A indústria médica é uma das indústrias onde ambos são cruciais. Aqui, os robôs médicos ajudaram de várias maneiras a tornar as operações médicas mais eficientes e eficazes.
A robótica médica consiste em inteligência artificial integrada a um corpo feito de diversos materiais, como metais, plásticos e compósitos. Este artigo explica o uso de robôs médicos e como as tecnologias de usinagem ajudam na produção de peças de robôs médicos.
O que são robôs médicos?
Os robôs médicos têm um design especial que os torna utilizáveis na área médica. Geralmente podem ser controlados remotamente e são adequados, entre outras coisas, para tratamentos cirúrgicos e distribuição de medicamentos.
Cada robô (médico ou não médico) possui certas características técnicas, incluindo:
1. Pessoa responsável
O controlador é o cérebro ou unidade de processamento incorporado em um robô médico. É único para cada robô e consiste essencialmente em um pequeno sistema de computador integrado que executa todos os programas do robô.
2. Fonte de alimentação
O robô pode ser alimentado por uma bateria interna ou por uma fonte de energia externa fixa. O tipo de fonte de alimentação determina a destreza do robô em termos de potência e movimento. Por exemplo, robôs com baterias internas são mais flexíveis em movimento do que aqueles com fonte de energia fixa.
3. Programação
A programação é um conjunto de instruções que determinam o que o robô faz. A programação com o controlador ajuda os robôs médicos a seguir as instruções corretamente e a evitar ineficiências e erros.
4. Sensores
Os sensores de detecção ambiental vêm em diferentes formatos, tamanhos e com diferentes funções.
5. Efetores finais
O efetor final permite que o robô interaja com seu ambiente e trabalhe.
Benefícios da robótica médica na área da saúde
Os robôs médicos são extremamente úteis na área da saúde por vários motivos. Abaixo estão alguns benefícios:
Trabalho médico conjunto
Os robôs na área médica realizam fluxos de trabalho padrão de forma independente, reduzindo a carga de trabalho dos profissionais de saúde. Também garantem consistência e resolvem o problema da escassez de profissionais de saúde.
Por exemplo, os robôs médicos podem usar desinfetantes para limpar quartos de hospitais. Isso permite que os médicos se concentrem no atendimento ao paciente e em outras tarefas importantes.
Aumentando a segurança ocupacional
Em qualquer instituição médica existe um grande número de microrganismos prejudiciais à saúde e o pessoal médico é suscetível a eles. A robótica médica pode ser usada na limpeza controlada e sistemática, o que pode ajudar a reduzir a propagação de patógenos e evitar que os médicos sejam infectados pelas infecções de um centro de saúde.
Além disso, robôs médicos especialmente projetados podem ajudar os profissionais de saúde em tarefas extenuantes, como mover pacientes, camas ou máquinas.
Suporte durante as operações
Alguns robôs médicos são tão sofisticados que podem auxiliar os cirurgiões durante um procedimento cirúrgico. Um exemplo comum é o uso de robôs em cirurgia cardíaca. Esses robôs médicos são muito úteis porque podem realizar procedimentos cirúrgicos de alta precisão sem erros. Isso aumenta a taxa de sucesso dos procedimentos cirúrgicos.
Tipos de robôs médicos
Existem diferentes tipos de robôs médicos, mas os mais comuns são os seguintes:
1. Robôs cirúrgicos
Este tipo de robô médico-cirúrgico garante que os procedimentos cirúrgicos sejam realizados com precisão e eficiência. Dependendo da complexidade, podem realizar operações remotas em áreas onde nenhum cirurgião humano está fisicamente presente.
2. Robótica para radioterapia
Esses robôs médicos ajudam a posicionar a fonte de radiação, posicionar o paciente remotamente sem assistência e configurar sistemas de imagem. Além disso, os robôs de radioterapia podem tratar tumores em diferentes partes do corpo.
3. Robôs de reabilitação
Esses robôs médicos ajudam e apoiam idosos ou pacientes com mobilidade restrita. Eles são aplicáveis em serviços de reabilitação, como exercícios e treinamentos terapêuticos, e podem monitorar cuidadosamente o progresso do paciente.
Avaliações.
4. Robôs de laboratório
Exemplos desses robôs médicos auxiliam os técnicos de laboratório no transporte de substâncias biológicas ou químicas que podem ser perigosas. Além disso, são adequados para exame rápido e preciso de tubos de ensaio, reduzindo erros humanos comuns.
5. Próteses robóticas
Eles ajudam um paciente com uma parte do corpo perdida a recuperar o equilíbrio, proporcionando-lhe uma parte do corpo realista. Ao contrário das próteses tradicionais, as próteses robóticas possuem certas funções sofisticadas.
Por exemplo, eles podem ser controlados remotamente. Além disso, as próteses robóticas de IA são adaptativas e ergonômicas.
6. Robôs hospitalares
Os robôs médicos hospitalares apoiam os profissionais de saúde, aliviando-os de algumas tarefas. Eles são programados para conhecer bem o ambiente e podem realizar tarefas como entrega de alimentos, remédios e amostras no hospital.
Processos comuns de fabricação para peças de robôs médicos
Ao fabricar robôs médicos, entende-se que é necessário um processo de fabricação de peças com tolerâncias rígidas e alta precisão e exatidão. Porque os robôs médicos tratam da vida humana, e um pequeno erro pode levar a complicações adicionais ou até à morte.
Os processos comuns de fabricação de robôs médicos incluem:
Usinagem CNC de precisão
A usinagem por Controle Numérico Computadorizado (CNC) é a melhor opção para a fabricação precisa e de baixa tolerância de robôs médicos. É um processo de fabricação subtrativo controlado por computador que depende de software CAD para produzir peças. O processo é usado para fabricar peças de robôs médicos, como parafusos, sensores, efetores finais, etc.
Vantagens da usinagem CNC de precisão
A usinagem CNC precisa é extremamente útil na fabricação de robôs médicos devido às seguintes vantagens.
Processos de produção rápidos
As operações de usinagem CNC, como torneamento e fresamento CNC, são muito rápidas. Com este processo é possível produzir rapidamente peças de um robô médico sem comprometer a precisão, seja individualmente ou em produção em pequenas séries.
Formas complexas e tolerâncias restritas
A usinagem CNC é ótima para produzir formas complexas com tolerâncias restritas. A maioria dos componentes dos robôs médicos possui projetos complexos para cumprir suas funções. Portanto, eles exigem um processo baseado em precisão para atender a esses requisitos.
A usinagem médica é ideal para produzir formas complexas com tolerâncias restritas. A eficiência e eficácia do processo dependem da máquina utilizada. As máquinas CNC de 5 eixos são mais adequadas para tais situações.
versatilidade
A usinagem CNC é compatível com todos os materiais utilizados na fabricação de peças de robôs médicos. Estes incluem plásticos, aço, alumínio, titânio e outros materiais compósitos.
Sobremoldagem e moldes de inserção
São processos de moldagem por injeção adequados para a produção de peças a partir de dois materiais (diferentes ou iguais).
A sobremoldagem é um processo de fabricação em duas etapas no qual uma peça é feita de dois materiais plásticos que podem ser iguais ou diferentes. O operador faz a primeira peça em um molde de injeção e depois posiciona o produto resultante em outro. O operador então molda a segunda peça, resultando em um único produto a partir de duas etapas de moldagem por injeção.
A moldagem por inserção é semelhante à sobremoldagem. No entanto, o plástico é moldado em um material não plástico (geralmente um metal) denominado inserto. É um método muito adequado para a produção de fixadores utilizados em robôs médicos.
Vantagens da sobremoldagem e moldagem por inserção
Devido às suas enormes vantagens, os moldes de sobremoldagem e de inserção são adequados para a produção de peças plásticas e plásticas/metálicas para robótica médica.
Custo benefício
Os processos de sobremoldagem e moldagem por inserção são muito econômicos, especialmente quando se produz grandes quantidades.
durabilidade
As peças fabricadas usando esses processos são extremamente estáveis e duráveis. Portanto, eles podem suportar condições adversas.
impressao 3D
A impressão 3D é um processo de fabricação aditiva que utiliza impressoras 3D para criar peças estáveis e tridimensionais a partir de um modelo CAD. É o método de fabricação mais comum na produção de peças médicas e também é utilizado na produção de peças robóticas, como próteses robóticas.
Vantagens da impressão 3D
Abaixo estão alguns benefícios da impressão 3D na fabricação de peças médicas:
Prototipagem rápida
A impressão 3D é um método de fabricação e prototipagem rápido, econômico e confiável. Este processo permite criar protótipos em apenas algumas horas.
flexibilidade
A impressão 3D permite a criação rápida de designs 3D flexíveis e complexos. Isso permite soluções rápidas para peças de robôs médicos que se desgastam com o tempo.
Como escolher o processo certo para peças de robôs médicos?
Escolher o melhor processo de usinagem médica é muito importante e há alguns fatores que você precisa considerar antes de escolher um processo de usinagem de robô médico. Essas considerações incluem:
Prototipagem vs. fabricação em tempo real
A prototipagem envolve a produção de peças em pequenas quantidades para fins de teste. Ocorre nos estágios iniciais de fabricação e geralmente é possível com impressão 3D e usinagem CNC. Para fabricação em tempo real, use moldagem por injeção ou processos de usinagem CNC de baixo volume.
Precisão e tolerância
As peças montadas para produzir robôs médicos devem ser altamente precisas e precisas. Portanto, processos de fabricação com tolerâncias rígidas são necessários para eliminar erros. Em termos de precisão, todos os processos destacados acima são adequados. No entanto, a automação coloca os processos de usinagem CNC em primeiro plano.
Adequação para projetos complexos
As peças do robô têm designs complexos. Portanto, você precisa de um processo de fabricação compatível com projetos complexos. Aqui, a impressão 3D e a usinagem CNC são os métodos mais adequados. Em geral, as máquinas CNC de 5 eixos são melhores para produzir peças robóticas complexas porque podem girar e mover-se ao longo de vários eixos para criar o projeto final.
Tendências futuras da robótica na área médica
Devido às diferentes áreas de aplicação, avanços tecnológicos, etc., é difícil prever o futuro da robótica na área médica. No entanto, algumas das seguintes tendências estão tendo um impacto claro:
1. Toque humano aprimorado
O uso de pele artificial dará aos robôs médicos humanóides uma melhor sensação de tato. Além disso, esses robôs podem prestar cuidados particularmente bons aos pacientes devido à sua capacidade de detectar a pressão ambiente. Essa tendência está a caminho de atingir o objetivo de dar aos robôs uma melhor sensação de tato.
2. Melhor desempenho robótico em cirurgias
As tecnologias robóticas estão transformando o campo cirúrgico da medicina, pois auxiliam os cirurgiões em movimentos complexos durante as operações. Aumentam a precisão, o controle e a flexibilidade durante procedimentos cirúrgicos.
Isso permite que os cirurgiões realizem procedimentos cirúrgicos complexos com menos esforço. Os robôs podem ajudar a coletar equipamentos médicos e auxiliar na cirurgia real.
3. Fortalecer a empatia pelos robôs
Antes do recente desenvolvimento da IA, o termo empatia não era aplicável aos robôs. Portanto, os robôs foram programados apenas para realizar operações simples e diretas. No entanto, a introdução da empatia em alguns robôs sofisticados resultou numa melhor interação entre pacientes, equipa médica e robôs.
Aumentar a empatia dos robôs funciona de maneira diferente para cada grupo. Por exemplo, robôs e trabalhadores facilitam a distribuição e a solicitação de informações. Quando se trata de robôs e pacientes, a incorporação de IA ajuda os pacientes a sentirem que estão falando com humanos. Isso pode reduzir a depressão e a solidão.
4. Teleassistência
Teleassistência envolve um cuidador humano operando um robô para prestar atendimento aos pacientes. Alguns componentes como AR, sensores, manipulação robótica, teleconferência, etc. contribuem para o desenvolvimento da teleassistência.
Serviços de prototipagem e usinagem médica da WayKen para seus projetos de robótica
Como uma empresa de fabricação rápida com certificação ISO, nos especializamos em uma variedade de técnicas de usinagem, incluindo fresamento de precisão, torneamento, eletroerosão a fio, impressão 3D, moldagem por injeção rápida, etc. de para manter a alta qualidade. Basta fazer upload de seus arquivos CAD e obter um orçamento e feedback do DFM hoje mesmo!
Concluindo
Hoje, a tecnologia robótica é usada de diversas maneiras na área médica e tem impacto direto ou indireto na vida dos pacientes. No entanto, este artigo explicou em detalhes como os robôs médicos estão mudando e evoluindo a área médica e os processos de fabricação necessários para criá-los.
Perguntas frequentes
Os robôs médicos podem cometer erros?
Em comparação com procedimentos cirúrgicos realizados por médicos, as chances de um robô médico cometer um erro são muito baixas devido aos seus cálculos precisos e ao movimento suave dos seus braços.
Quão seguro é usar um robô médico durante procedimentos cirúrgicos?
A maioria dos procedimentos cirúrgicos envolve algum grau de risco, mas as cirurgias assistidas por robôs são consideradas muito seguras.
Qual é o melhor processo de fabricação para produzir robôs médicos?
Os robôs médicos consistem em muitas peças e podem ser fabricados usando diferentes métodos de fabricação, como usinagem CNC, impressão 3D e moldagem por injeção. A escolha do processo de fabricação depende do seu orçamento, projeto, quantidade a ser produzida, etc.
