Puha robotok hódíthatják meg a magyar egészségügyet: itt vetnék be őket

A Szegedi Tudományegyetem Mérnöki Kar Műszaki Intézetének munkatársai 2008 óta foglalkoznak az ember és a gép együttműködését segítő soft robotikával Dr. Sárosi József stratégiai és fejlesztési dékánhelyettes és Csikós Sándor egyetemi tanársegéd vezetésével. A pneumatikus műizmokat tanulmányozó csapatba 2017-be csöppent bele a Mechatronikai és Automatizálási Intézet munkatársa, Mészáros Attila, aki a Proof of Concept pályázati lehetőségét kihasználva 2020-ban saját kutatásba kezdett, építve az új technológiában rejlő számtalan lehetőségre.

Elég friss területnek mondható a soft robotika, habár a működéséhez szükséges elvek és eszközök régóta ismertek a tudományos közösségben. Nevesebb külföldi kutatóintézetek a 2010-es évek elején kezdtek foglalkozni a témával, és azóta az egyik legkutatottabb területté nőtte ki magát. Egyre több tudományos cikk jelenik meg, amely a soft robotikával foglalkozik annak köszönhetően, hogy a technológia nagyon sokoldalú felhasználási lehetőséget rejt magában. Soft robotikai kutatások eredményei sok tudományterületen megjelentek már, például az orvostudományban, biotechnológiában vagy beszélhetünk akár ipari felhasználásról is

– beszélt általánosságban a tanszéki mérnök a tudományágról.

De miben is különbözik a soft robotika a most bevett, megszokott robottechnológiától? A főbb különbség az anyaghasználatban ragadható meg, mert míg a hagyományos technológia merev, rideg anyagokkal dolgozik, ami a végén egy darabos mozgást eredményez, addig az úgynevezett „lágy” robotikát egy, az előzőnél jóval puhább anyaghasználat jellemzi, amivel a természetben előforduló mozgásokat, így például a hernyók perisztaltikus mozgását is jól tudják imitálni.

Ezáltal a ma használt gépekkel ellentétben ezek a lágy robotikai eszközök sokkal nagyobb mozgásszabadságot képesek biztosítani, amely így egy sérült végtag ízületeinek, izmainak rehabilitációjában is sokkal nagyobb segítséget nyújthat. Mészáros Attila a HelloVidék kérdésére elárulta, az általuk végzett alapkutatás szerint pedig jelenleg egy olyan, a rehabilitációban bevethető eszköz sem kapható kereskedelmi forgalomban, amely akár csak részben is tartalmazna soft robotikai elemeket.

Jelenleg ott tart a kutatásunk, hogy az előzetes kutatási eredmények alapján elkészítettük három különböző kialakítású soft-aktuátor 3D modelljét, amelyek szerkezeti kialakításánál figyelembe vettük azokat a mozgásformákat és a közben fellépő erőviszonyokat, melyek a rehabilitációs folyamatok során előfordulhatnak. A következő lépés ezeknek a modelleknek egy szimulációs környezetben való tesztelése lesz, ahol megközelítőleg pontos adatokat fogunk kapni arra vonatkozóan, hogy mekkora erőkifejtésre és milyen mértékű hajlító mozgásra lesznek képesek. Reményeink szerint a szimulációs eredmények igazolni fogják, hogy a soft robotikai elemek képesek rehabilitációs mozgások végrehajtására

– beszélt a kutatás aktuális állapotáról a tanszéki mérnök, aki többek között azt is elárulta, valószínűsítik, hogy az általuk kifejlesztett technológia mind az alsó, mind pedig a felső végtagok rehabilitációjában bevethető eszközként szerepelhet majd.

Mielőtt azonban rákanyarodnánk, hogy mindez mégis mikor érhet el a klinikai tesztelés fázisába, tegyünk egy rövid kitérőt a soft-aktuátor fogalmának magyarázatára! Az aktuátor egy olyan elektromos árammal, olajjal vagy – ebben az esetben – levegővel működtetett elem, amely képes egy vezérlő algoritmus jeleit konkrét cselekvéssé alakítani. Nagyon leegyszerűsítve olyan, mint egy fordítógép és jelátalakító egyben. Mindezt és a tervezett rehabilitációs eszköz végtaggal érintkező részegységeit pedig a 3D szkennelési és nyomtatási technológiával teljesen az egyéni paraméterekre tudják majd szabni, amely miatt még a gyártási idő is jelentősen lerövidül, lévén nem sok kis darabból kell őket összeszerelni vagy egy gyártósoron „kiönteni”, mint a fröccsöntött műanyag és fém eszközöket.

És mivel a kutatást a Proof of Concept Alap támogatja, amelynek célja, hogy elősegítse az egyetemen keletkezett technológiák prototípusának előállítását és piaci hasznosítását, minden esély megvan arra, hogy a kutatásból előbb-utóbb kereskedelmi forgalomban kapható termék legyen. Ezzel pedig el is érkeztünk a sokakat izgalomban tartó kérdésig, hogy mindez potenciálisan mikor válhat valósággá.

Ha sikeresek lesznek a szimulációs eredményeink, akkor bízom benne, hogy lehetőséget kapunk arra, hogy az ötletünket legalább prototípus szintre tudjuk fejleszteni. Felkészülve a jövő kihívásaira, pár eszközt már be is szereztünk, amelyek a későbbi próbagyártásokat nagyban segíteni fogják. Reméljük, a projekt zárást követő 1 éven belül fizikailag is testet ölt az ötletünk és elkezdődhetnek ez első korai tesztelések

– zárta gondolatait Mészáros Attila tanszéki mérnök.