Исследователи из Shanghai Jiao Tong University разработали миниатюрный оптический сенсор, который способен передавать роботизированным хирургическим системам ощущение прикосновения. Размер устройства составляет около 1,7 миллиметра, а его работа основана не на электронике, а на анализе света внутри тонкого волоконного элемента. Подробнее – в обзоре El.kz.
Разработка предназначена для операций, где врачам и роботам приходится работать в крайне ограниченном пространстве. Обычные системы визуализации показывают структуру тканей, но ничего не говорят о силе давления или скручивании инструмента при контакте с поверхностью.
В основе устройства находится оптоволокно с мягким наконечником из эластичного материала. Во время касания наконечник слегка деформируется, а изменения внутри сенсора меняют распространение света. Полученный световой рисунок передаётся на камеру, после чего система анализирует данные и определяет направление нагрузки.
Разработчики утверждают, что такая схема позволяет отказаться от сложной проводки и громоздких элементов, которые обычно используются в миниатюрных датчиках. Сенсор одновременно фиксирует давление, крутящий момент и сдвиг, не разделяя измерения на отдельные этапы.
По словам руководителя проекта Jianlong Yang, технология может помочь хирургическим роботам быстрее замечать опасный контакт с тканями и корректировать движения прямо во время операции.
Во время испытаний исследователи проверяли работу сенсора под различной нагрузкой. Устройство показало стабильные результаты при сжатии и скручивании, а измерения оставались одинаковыми даже после повторных циклов нагрузки.
Отдельно сенсор протестировали на мягких моделях тканей с плотными сферическими объектами внутри. Система смогла обнаружить скрытые элементы под поверхностью материала, имитирующие опухолевые образования.
Разработчики считают, что технология может использоваться в малоинвазивной хирургии, где инструменты проходят через узкие каналы, а любое лишнее движение повышает риск повреждения тканей.
Сейчас команда работает над тем, чтобы сделать производство сенсоров более стабильным и уменьшить необходимость дополнительной калибровки. Также исследователи планируют интегрировать систему в реальные медицинские и промышленные роботизированные комплексы для длительных испытаний.
В дальнейшем разработчики намерены адаптировать технологию для компактных устройств, которые можно будет использовать в клиниках и инженерных системах без сложной настройки.
El.kz также писал о том, что робот впервые удалил катаракту с ювелирной точностью.