רובוט חדשני מסוגל לאתר רסיסים מתכתיים בגוף ולהנחות לכיוונם מחט

רובוט חדשני מאוניברסיטת דיוק מסוגל לאתר רסיסים מתכתיים בגוף ולהנחות לכיוונם כלים טיפוליים. הרובוט בעל יישומים בסילוק רסיסים בשדה הקרב, ובהשתלת 'זרעים' רדיואקטיביים לטיפול בסרטן

בוקר אחד בחודש מאי האחרון, התעורר אלפרד מאן ומיד חש שדבר-מה שונה. בפעם הראשונה מזה 65 שנים, הוא היה מסוגל לדבר ברור וללעוס מזון מוצק בקלות. בבדיקה מדוקדקת, מצא מר מאן רסיס מתכת על כרית המיטה. רסיס זה, אחד מרסיסים רבים שננעצו בגופו בקרב מונטה קאזינו ב- 1944, לא התגלה מעולם על-ידי המנתחים, ונותר חבוי בלסתו של מאן במשך למעלה מיובל.

סיפורו של אלפרד מאן מייצג את תלאותיהם של פצועים רבים – החל ממלחמת העולם השנייה וכלה במלחמת לבנון השנייה. הרופאים והמנתחים האנושיים, על כל מיומנותם, מודעים היטב למגבלותיהם. פעמים רבות הם נתקלים בקשיים באיתור רסיסים שחדרו לגוף בשדה הקרב, או בסילוקם. בעיה זו ידועה ברבים, אך טרם זכתה למענה הולם, מלבד אולי בספרי ובסרטי המדע הבדיוני. ביצירות אלו מן העתיד הרחוק, מככב הרובוט הרפואי – מכשיר פלא המרחף מעל גוף האדם הפצוע ובודק את מצבו הבריאותי ואת כל הדרוש-תיקון. לאחר סקירה מהירה, שולף הרובוט את ידיו המכאניות ומנתח את הפצוע במומחיות שעולה על זו של כל מנתח אנושי. רובוטים כאלו עשויים להיות על סיפון הספינה אנטרפרייז, או אפילו בגרסת זעיר-אנפין בשדה הקרב העתידני. נכון להיום, קיימת גרסה ראשונית של רובוט כזה באוניברסיטת דיוק שבארצות-הברית.

הרובוט החדש, פרי מוחם הקודח של קבוצת ביו-מהנדסים, עדיין אינו מסוגל להגיש אקמול או להלחים פצעים פתוחים, אך הוא ניחן בכשרון האחד העולה על זה של המנתחים האנושיים: הוא מאתר רסיסי מתכת זעירים הנעוצים בבשר, ומכוון מחט לנקודה בה קבוע הרסיס. כל זאת, ללא הכוונה או עזרה אנושית. בעתיד, מיועד הרובוט לטיפול ברסיסים מתכתיים שחדרו לבשר בשדה הקרב, אך יש לו ייעוד גם בזמן שלום. אותו רובוט יוכל להשתיל או לסלק 'זרעים' רדיואקטיביים, בהם משתמשים לטיפול בסרטן הערמונית וסרטנים אחרים.

המהנדסים התחילו את מלאכת היצירה עם רובוט שולחני בסיסי, שעיניו מבוססות על טכנולוגיית אולטרא-סאונד תלת-מימדית חדישה. מוחו של הרובוט מתופעל באמצעות תכנת אינטליגנציה מלאכותית, המקבלת את המידע התלת-מימדי מהעיניים, מעבדת אותו ומורה לרובוט להזיז את גפיו בהתאם. החוקרים השתמשו בגישה זו בעבר כדי לאתר איזורים שהסתיידו בסימולציה של רקמת שד, אך בניסויים הנוכחיים הוסיף רוג'רס אלקטרומגנט לקצהו של מתמר האולטרא-סאונד – המכשיר שמשגר וקולט את הגלים האולטרא-סוניים. אלמנט זה אפשר לרובוט לאתר פיסת מתכת זעירה באמבט מים, ולהנחות לכיוונה מחט המורכבת על קצה זרוע רובוטית.

“חיברנו אלקטרומגנט לגלאי התלת-מימדי שלנו, והוא גרם לרסיס לרטוט בדיוק מספיק כדי שניתן יהיה לאתר את התנועה שלו,” אמר א.ג. רוג'רס, שסיים זה עתה תואר ראשון בביו-הנדסה באוניברסיטת דיוק. “התנועה של הרסיס, שנגרמה על-ידי האלקטרומגנט, לא היתה נראית לעין אנושית, אבל במערכת הדופלר צבע התלת-מימדית, הרסיס שנע נראה בצבע אדום ברור.”

“ברגע שהקואורדינאטות של הרסיס נקבעו על-ידי המחשב,” סיכם רוג'רס, “הוא הנחה בהצלחה מחט לאזור הרסיס.”
כיצד עוזרת הכוונת מחט לטיפול ברסיס? לפי החוקרים, מדובר בניסוי ראשוני בלבד. בניסויים מתקדמים יותר תוחלף המחט בכלי זעיר אחר, כפינצטה, שיוכל לחדור לתוך הבשר ולסלק את הרסיסים הבעייתיים. מכיוון שהחוקרים קיבלו תוצאות חיוביות בשימוש ברובוט פשוט יחסית, ובתכנת בינה מלאכותית בסיסית, הם משוכנעים שפרוצדורות פשוטות ובטוחות יהפכו לחלק מהרוטינה של הטיפול הרפואי בעתיד, ובמיוחד ככל שהרובוטים וטכנולוגיית הבינה המלאכותית ישתפרו.

“הראנו שבעקרון, המערכת עובדת,” אמר סטפן סמית', מנהל קבוצת התמרת אולטרא-סאונד באוניברסיטת דיוק, וחבר בכיר בצוות המחקר. “בשיטות קונבנציונליות, יכול להיות קשה מאד לגלות חתיכות רסיסים קטנות, במיוחד בשדה. לצבא יש תכנית רחבת-היקף לפתח את השימוש ברובוטים ניתוחיים בשדה, והתקדמות זו יכולה לשחק תפקיד.”

לידיעה באוניברסיטת דיוק