Тимоти Ли построил роботизированную малярную руку, которая может воспроизводить линии и формы, которые хирург создает с помощью скальпеля, используя кисть и холст. Его изобретение, творческое сочетание искусства и науки, могло однажды помочь врачам в проведении сложных хирургических операций с помощью роботов, не заходя в операционную.
Переосмысление робототехникиЛи, второкурсник, планирующий получить специализацию по химии, в старшие годы учился на конструировании всего: от робота, который может балансировать на балке, до роботизированной руки, которая может бросать мяч. В течение своего первого года в Wake Forest он услышал о роботе для игры на ударных, созданном исследователями Технологического института Джорджии, и начал думать о новых способах применения своего хобби.
«Я никогда не думал, что с роботами можно сочинять музыку», — сказал он. «Это заставило меня задуматься:« Что еще можно сделать с роботами, о которых большинство людей не думает и не может себе представить? » Я подумал, что могу что-нибудь сделать с живописью, и это натолкнуло на мысль о роботизированной хирургии ».Ли сказал, что у живописи и хирургии больше общего, чем кажется на первый взгляд.
Художник должен быть проворным и точным в своих мазках так же, как хирург должен быть проворным и точным со скальпелем.«Когда вы рассекаете часть человеческого тела, вы должны быть идеальными на сто процентов», — сказал он. «Если вы думаете о рисовании чего-то вроде Моны Лизы, вы должны идеально владеть кистью».При поддержке гранта Центра исследований и творческой деятельности для студентов (URECA) Ли объединился с Крейгом Гамильтоном, доцентом биомедицинской инженерии в Баптистском медицинском центре Уэйк Форест, и приступил к работе над своей механической рукой.
Больше, чем рисование по номерамЛи заказал детали через Интернет и собрал свое устройство. Его изобретение приобрело художественный оборот, когда он начал трудный процесс обучения его рисованию.«Это намного сложнее, чем вы думаете», — сказал Ли. «Сначала я сказал ему пройти пять делений влево или пять делений вправо, и обычно все идет не так, как планировалось.
После нескольких недель программирования я в конце концов дошел до того, что робот мог рисовать формы и линии. в определенном цвете ".Ли сказал, что с этого момента было относительно легко научить робота рисовать что-то вроде заката или дома без участия человека-оператора. Затем Ли начал учить робота рисовать линии и формы, соответствующие расположению человеческих органов.
«Наша цель состояла в том, чтобы заставить робота самостоятельно копировать линии и формы, которые хирург создает с помощью скальпеля», — сказал он. «Вы можете представить себе холст для рисования как тело, а кисть — как хирургический нож».Практика в студии хирургаВ настоящее время хирургические роботы управляются человеком-оператором и не выполняют процедуры автономно. Хотя робота Ли никогда не заставят работать в операционной, он и другие подобные ему роботы однажды могут помочь исследователям в разработке полностью автономных хирургов-роботов.
Помимо обучения робота рисованию автономно, Ли также изучил идею использования своего робота в качестве обучающего инструмента для хирургов, которым необходимо попрактиковаться в использовании хирургической руки да Винчи.«В Медицинском центре Уэйк Форест врачи используют копии тел, чтобы обучать хирургов пользоваться системой да Винчи», — сказал Ли. «Эти копии довольно дороги по сравнению с моей роботизированной рукой, которая стоит около 1500 долларов».В апреле этого года Ли будет представлять Wake Forest на ACC Meeting of the Minds, мероприятии, на котором выдающиеся исследователи из каждого университета ACC собираются в одном университете-члене, чтобы представить свои исследования устно или в виде плаката. В этом году мероприятие пройдет в Питтсбургском университете, где Ли продемонстрирует способности своего робота к рисованию.
«Работа с доктором Гамильтоном над моим роботом была прекрасной возможностью, и мы определенно еще многому можем научиться из нее», — сказал Ли. «Это просто показывает, что наука и искусство взаимосвязаны сильнее, чем думает большинство людей».