Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника»


Скачать 412.7 Kb.
НазваниеПояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника»
страница1/4
Дата публикации13.05.2013
Размер412.7 Kb.
ТипПояснительная записка
userdocs.ru > Право > Пояснительная записка
  1   2   3   4
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Робототехника и Мехатроника»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. каф. Лукьянов Е. А.

"______"________2011 г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


К курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» ________________________________________________

Автор работы: Вирченко Андрей Игоревич _________________________

Специальность: Мехатроника ____________________________________

Обозначение курсовой работы: 0401.78.0000.000ПЗ____Группа УМ-31 _

Руководитель проекта: Череватенко В.А.

(подпись) (Ф.И.О.)

Работа защищена ________________ ____________________________

(дата) (оценка)

Члены комиссии _________________ ____________________________

(подпись) (Ф.И.О)

_________________ ____________________________

(подпись) (Ф.И.О)

_________________ ____________________________

(подпись) (Ф.И.О)

Ростов-на-Дону 2011 г.

^ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Робототехника и Мехатроника»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. каф. Лукьянов Е. А. "______"________2011 г.

ЗАДАНИЕ


На курсовую работу

Студент: Вирченко А. И. _________Код________Группа УМ-31 ________

Тема: «Современная медицинская робототехника»__________________

Срок представления работы к защите "________"___________________________2011 г.

Исходные данные для проектирования:_______________________________

1 Отчет по курсовой работе: Пояснительная записка; Приложение; _________________________________________________________________

2 Перечень графического материала: __________________________________________________________________________________________________________________________________

Руководитель работы Череватенко В.А.

_________________________________________________________________

подпись, дата (фамилия, инициалы)

Задание принял к исполнению ________________________________________________Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

1

0401.78.0000.000ПЗ

_________________

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

2

0401.78.0000.000ПЗ

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………. 3

Робот хирург «Да Винчи»…………………………………………………….... 5

Диагностический аппарат «Рози»……………………………………………...….. 6

Роботы помощники…………………………………………………...…….. 8

Электронная кожа……………………………….………………………………….. 9

Робот-хирург……………………………………………………………..... 13

Робот для переноски пациентов RIBA……...…………………...………….. 14

Сенсорно-импульсный протез руки MPL…………………………………… 14

Робот помощник Yurina……………………………………………………. 15

Роботизированное инвалидное кресло……………………………………… 16

Антенна-биосенсор………………………………………………………… 16

Источник питания сердечного имплантата………………………………….. 17

Роботизированная рука Rapuda……………………………………………... 17

Мозговые имплантаты……………………………………………………… 19

Носимый энцефалометр…………………………………………………….. 19

Автоматизированная носимая искусственная почка AWAK…………………. 20

Автоматический анестезиолог………………………………………………. 21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………... 23

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………... 24
Приложение А…………………………………………….…………………………. 25

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

3

0401.78.0000.000ПЗ

ВВЕДЕНИЕ

Мехатроника — это область науки и техники, посвященная созданию и эксплуатации машин и систем с компьютерным управлением движением, которая базируется на знаниях в области механики, электроники и микропроцессорной техники, информатики и компьютерного управления движением машин и агрегатов.

Термин состоит из двух частей — «меха», от слова механика, и «троника», от слова электроника. В СССР до возникновения термина «мехатроника» применялись приборы с названием «механотроны».

Термин «мехатроника» введён японцем Тецуро Мориа (Tetsuro Moria), старшим инженером компании Yaskawa Electric, в 1969 году.

Сначала данный термин был торговой маркой (зарегистрирована в 1972 году), но после его широкого распространения компания отказалась от его использования в качестве зарегистрированного торгового знака.

Несмотря на наличие стандартного определения, мехатроника остаётся несколько спорным понятием. Часто этот термин употребляют в значении электромеханика, что является спорным, но допустимым

Мехатроника широко используется на современных заводах по производству плат SMT методом.

Стандартное определение (1995):

Мехатронный модуль — это функционально и конструктивно самостоятельное изделие для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу.

К элементам различной физической природы относят механические, электротехнические, электронные, цифровые, пневматические, гидравлические, информационные и т. д. компоненты.

Мехатронная система — совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.

Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с силовой электроникой, которые управляются с помощью различных микроконтроллеров, ПК или других вычислительных устройств. При этом система в истинно мехатронном подходе, несмотря на использование стандартных компонентов, строится как можно более монолитно, конструкторы стараются объединить все части системы воедино без использования лишних интерфейсов между модулями. В частности, применяя встроенные непосредственно в микроконтроллеры АЦП, интеллектуальные силовые преобразователи и т. п. Это уменьшает массу и размеры системы, повышает ее надёжность и дает некоторые другие преимущества. Любая система, управляющая группой приводов может считаться мехатронной.

Современное определение (2008):

^ Мехатроника – область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

4

0401.78.0000.000ПЗ

компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно-новых модулей, систем и машин с интеллектуальным управлением и их функциональными движениями.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

5

0401.78.0000.000ПЗ

Робот-хирург «Да Винчи»
Один из наиболее известных и прославленных достижений последнего времени стал робот по названием «Да Винчи», который, как можно догадаться был назван в честь великого инженера, художника и ученого Леонардо Да Винчи. Новинка позволяет хирургам выполнять самые сложные операции, не касаясь пациента и с минимальным повреждением его тканей. Робот, который может применяться в кардиологии, гинекологии, урологии и общей хирургии, был продемонстрирован медицинским центром и отделением хирургии университета штата Аризона.

Во время операции с “да Винчи” хирург находится за пару метров от операционного стола за компьютером, на мониторе которого представлено трехмерное изображение оперируемого органа. Врач управляет тонкими хирургическими инструментами, проникающими в тело пациента сквозь небольшие отверстия. Такие инструменты с дистанционным управлением можно использовать для точных операций на небольших и труднодоступных участках тела.

Доказательством необычайных возможностей “да Винчи” стал первый в мире полностью эндоскопический байпас, выполненный совсем недавно в Колумбийском Пресвитерианском медицинском центре в Нью-Йорке. Уникальную операцию провели директор центра по роботизированной кардиохирургии Майкл Аргензиано, и заведующий отделом кардиоторакальной хирургии доктор Крейг Смит. При этом они использовали всего лишь три небольших отверстия — два для манипуляторов и одно — для видеокамеры. Понять, что это значит, может только человек, хоть раз наблюдавший “традиционную” операцию на открытом сердце.

Действия бригады, “открывающей” грудную клетку пациента, производят на новичка (по журналистскому заданию мне как-то пришлось побывать в этой роли) неизгладимое впечатление. До сих пор помню мурашки по всему телу от жуткого визга разрезающей грудину дисковой пилы и огромную рану, в которой деловито сновали руки в окровавленных резиновых перчатках.

В Соединенных Штатах байпас или аортокоронарное шунтирование является самой распространенной операцией на открытом сердце. Ежегодно эту процедуру проходят здесь 375 тысяч человек. Широкое внедрение “да Винчи” могло бы значительно облегчить их судьбу, помогая пациентам быстрее поправляться после операции и раньше выписываться из госпиталей.

Главный хирург аризонского центра, где испытывают “да Винчи”, доктор Алан Гамильтон вообще уверен в том, что роботостроение произведет революцию в хирургии. Пока что эта революция только начинается, а вот в... кино “да Винчи” уже произвел изрядный фурор. Хирургический робот сыграл роль в последнем кинофильме сериала о Джеймсе Бонде “Умри в другой день” (Die Another Day).

В начале фильма крупным планом показываются три механические руки, шарящие по телу захваченного врагами агента 007. “Хирурги и шпионы похожи друг на друга, поскольку они стремятся выполнить свои задачи без излишней

суеты и с использованием новейших технологий, — сказал представитель лондонского Имперского колледжа, где трудится сейчас “да Винчи”. — Фильмы о Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

6

0401.78.0000.000ПЗ

Джеймсе Бонде всегда восхищали меня демонстрацией невиданных технических новинок. Но я никогда не думал, что когда-нибудь отдел, который я возглавляю, будет сотрудничать с производителями бондианы”.

“Да Винчи” — лишь один из примеров развития новой отрасли в медицине.

Другие роботы применяются в самых различных операциях, вплоть до хирургии головного мозга. Пока что эти устройства достаточно громоздки, но врачи надеются на появление и миниатюрных помощников. Прошлым летом, например, отдел энергетики американской Национальной лаборатории Sandia в Альбукерке уже построил самый маленький в мире робот высотой в один сантиметр. А британская корпорация Nanotechnology Development разрабатывает крошку Fractal Surgeon, который будет самостоятельно собираться из еще меньших блоков внутри человеческого тела, проводить там необходимые действия и саморазбираться.

Теперь же робота оснастили самыми продвинутыми "глазами" в мире (о чём свидетельствует пресс-релиз компании). Трёхмерное зрение было у него и раньше, а вот высокой чёткости добились только сейчас.

Новая версия позволяет следить за операцией сразу двум хирургам. Один из них может как ассистировать, так и учиться мастерству у старших коллег. На рабочем дисплее может быть отображена не только картинка с камер, но и два дополнительных параметра, например данные ультразвука и ЭКГ.

Многорукий da Vinci позволяет оперировать с большой точностью, а значит, и с минимальным вмешательством в организм пациента. В результате восстановление после операции происходит быстрее, чем обычно (фото 2009 Intuitive Surgical)
Диагностический аппарат «Рози»
Еще одна интересная новость. Сотрудники Университета Вандербильта (США) выступили с концепцией новой автоматической когнитивной системы TriageBot. Машины будут собирать медицинскую информацию, осуществлять основные диагностические измерения и в конечном итоге ставить предварительные диагнозы, пока люди занимаются более неотложными проблемами. В результате пациенты будут меньше ждать, а специалисты вздохнут свободнее и существенно снизят количество ошибок. «Последние достижения в области дизайна

гуманоидных роботов, сенсорных технологий и архитектуры когнитивного контроля сделали такую систему возможной», — подчёркивает соавтор проекта Митч Уилкс. В США около 40% пациентов отделений экстренной помощи поступают туда в состоянии, опасном для жизни. Врачам приходится уделять им первоочередное внимание. Роботы могли бы заняться остальными 60%. Если проект окажется успешным, через пять лет возле стойки регистрации появятся электронные терминалы, подобные тем, что установлены в аэропортах, а также специальные «умные» стулья и мобильные роботы. При поступлении пациент

должен прежде всего зарегистрироваться. В предлагаемой системе сопровождающее лицо сможет внести все необходимые данные через терминал с сенсорным экраном. Возможны голосовые подсказки. При этом автомат сможет распознавать наличие критической информации (например, острая боль в груди) и информировать о ней врача, чтобы пациентом занялись как можно скорее. В противном случае больного направят в зал ожидания. План более подробной диагностики пациента разрабатывается в соответствии с этими первоначальными сведениями. В предлагаемой системе простейшие процедуры можно проделать уже в приёмной, на специальном стуле, который измерит кровяное давление, пульс, насыщение крови кислородом, частоту дыхания, высоту и вес. Кроме того, мобильные помощники будут периодически проверять состояние пациентов в зале ожидания, уделяя особое внимание артериальному давлению, частоте пульса и, возможно, интенсивности болевых ощущений. В случае обнаружения критических изменений робот обязан проинформировать человеческий персонал. Последний элемент системы TriageBot — это администратор, который следит за машинами, обеспечивает связь с больничной базой данных и служит посредником между автоматикой и медиками. Планируется провести ряд исследований, в ходе которых будет определён точный набор функций роботов и их внешний вид. Параллельно разрабатываются прототипы.

Для более точных и удобных расчетов ученые создали чудного робота –фармацевта. Электронно-механическое чудо, работающее в большом подвале Пресвитерианской больницы в городе Альбукерке, штат Нью-Мексико, зовут Рози. “Родитель” этого мощного механического агрегата, перемещающегося по четырехметровому рельсу в темной застекленной комнате, — новое подразделение корпорации Intel — Intel Community Solutions, использующее достижения фирмы для решения социальных задач.

Задача Рози, — приготовление и распределение лекарств сотен наименований. Работает он круглосуточно, практически не делает перерывов и при этом совершенно не ошибается. За два с половиной года службы в больничной аптеке не было ни одного случая, когда бы пациенту отправили не то лекарство. Коэффициент точности работы Рози — 99,7 процентов, а это значит, что сортировка и дозировка прописанных препаратов никогда не отличается от тех, что указаны в рецептах врачей.

Более того, Рози помог своевременно обнаружить множество ошибок. Рози никогда не отправит больному лекарство с истекшим сроком годности. Залогом его точности являются заложенные в электронный мозг машины государственные стандарты контроля качества. Между тем, согласно данным Национального института здоровья в Вашингтоне из-за ошибок с лекарствами в стране ежегодно умирают около 50 тысяч человек. Но приготовление и распределение лекарств — не единственная проблема, которую в Пресвитерианской больнице решили с помощью Рози. До его появления было очень сложно следить за отпуском наркотических средств: сотрудники тратили уйму времени, пересчитывая таблетки, Изм.

  1   2   3   4

Похожие:

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconПояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники»...

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconПояснительная записка к курсовой работе по курсу «Компьютерная графика»
Калужский филиал Московского Государственного Технического Университета им. Н. Э. Баумана
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconПояснительная записка курсовой работы по дисциплине расчет и конструирование изделий и форм
Учреждение образования ‹‹белорусский государственный технологический университет››
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconК курсовой работе по дисциплине:   на тему

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Основы передачи дискретных сообщений»
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconПассажирский самолет L -410 Пояснительная записка по самостоятельной...
Основной задачей летательного аппарата «l- 410» является перевозка пассажиров, а так-же различных грузов. На турболете установлены...
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconРасчетно-пояснительная записка к курсовой работе по курсу «Техника...
Эффективность перевозок автомобильным транспортом является очень важным показателем, так как более 60% всех перевозок в мире осуществляется...
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconПояснительная записка Рабочий журнал по дисциплине «Безопасность...
Основы охраны труда», предназначен для выполнения студентами высших учебных заведенный ІV уровня аккредитации по специальностям «лечебное...
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconМетодические указания к курсовой работе по дисциплине «Статистика»
Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Статистика» / Сост. Т. И. Мазаева, Н. Н. Скитер, Е. Е. Смотрова, О. А. Донскова;...
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Основы мехатроники» на тему: «Современная медицинская робототехника» iconПояснительная записка Учебная дисциплина «Основы социального государства»
Учебно – методический комплекс адаптирован преподавателем филиала рггу в г. Электросталь Райковой Н. В
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница