Файл: Дипломная работа роботизированные комплексы военного назначения перспективы развития и эффективность применения тема.docx

---

2.2 Медицинский робот

Сегодня медицинский робот – это электронно-механическое устройство, которое частично или полностью выполняет функции человека или его отдельных органов и систем (иногда животного) при решении различных медицинских задач. При этом любого медицинского робота рассматривается как система, обладающая следующими характеристиками:

• 
  универсальность, понимаемая как способность выполнять самые различные действия или производственные операции и легко переходить с одного вида действий на другой;
  
• 
  автономность, под которой понимают способность автоматически выполнять действия и операции, действуя лишь с программным обеспечением либо с управляющей командой и изменяющимися условиями внешней среды;
  
• 
  автоматичность, т. е. способность выполнять достаточно сложные и завершенные действия или производственные циклы без непосредственного вмешательства человека-оператора.
  

Опыт войн прошедшего ХХ и первого десятилетия ХХI в. со всей очевидностью демонстрирует чрезвычайную важность скорейшего проведения при ранении простейших медицинских манипуляций, направленных на спасение жизни, т. е. оказания первой и доврачебной помощи, которую более чем в 50 % случаев оказывают санитары. Оказывая помощь и вынося раненого с поля боя, медицинские специалисты сами имеют высокий риск ранения или гибели. Так, в годы Великой Отечественной войны больше 80 % всех погибших на фронтах медицинских работников составили именно санитары, труд которых на поле боя требует больших физических и психологических усилий, особенно при ведении боевых действий в сложных внешних условиях, что приводит к их физическому истощению наравне с различными боевыми подразделениями.

Указанные факторы ведут к снижению или утрате боеспособности подразделений медицинской службы, а значит, снижению возможностей по оказанию медицинской помощи и эвакуации раненых и больных. Поэтому сегодня, у военной медицинской службы РФ стоит задача по созданию несколько перспективных робототехнических систем. Это робототехнические системы для медицинского обеспечения повседневной деятельности Вооруженных сил, а также робототехнические системы, используемые при медицинском обеспечении выполнения боевых задач и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

---

В первую группу входят робототехнические системы, которые размещаются в стационарах и медицинской реабилитации. Также, к этой группе следует отнести роботов со вспомогательными функциями, таких как: системы по уходу за больными, передвижения инвалидов, роботизированные системы обеспечения лекарственными средствами и ассистирования медицинским манипуляциям для стационаров.

Вторая группа медицинских робототехнических систем должна включать системы проведения медицинской разведки, системы эвакуации раненых и пострадавших, мобильные лечебно-диагностические робототехнические системы, возможно, системы доставки запасов медицинского имущества. Для систем этой группы обязательным является сочетаемость с соответствующими образцами вооружения и военной техники, используемыми в ВС РФ. Разработка этих технических средств должна вестись в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по заказу МО РФ.

На данный момент, множество стран и коалиций разрабатывают перспективные робототехнические комплексы для военных.

Создание многофункциональных робототехнических комплексов относится к приоритетным направлениям работы оборонного комплекса НАТО. Так американскими учёными активно разрабатывается роботизированная спасательная команда, состоящая из роботов различного типа, способных функционировать как обособленно, так и в составе группы, оказывая помощь раненым на поле боя в ситуациях, когда оказание помощи непосредственно личным составом медицинской службы становится смертельно опасным.

К настоящему моменту разработано автономное передвижное средство для оказания медпомощи в критических ситуациях – Critical Care Pod. Оно позволяет производить эвакуацию при различных условиях окружающей среды с контролем физиологического состояния пострадавшего. Pod обеспечивает:

• 
  индивидуальный мониторинг состояния потерпевшего и продолжительную передачу наиболее важных данных;
  
• 
  введение жидкости или лекарств;
  
• 
  поддержку жизненно важных функций механическими способами;
  
• 
  защиту от различных видов оружия и неблагоприятных факторов окружающей среды.
  

Научно-исследовательский центр перспективных технологий и телемедицины (TATRC) регулярно проводит демонстрационные испытания образцов новой техники в данной области, в том числе роботов-санитаров. Целью одних из последних испытаний TATRC было подтвердить возможности потенциальных приложений боевых систем будущего (Future Combat System), небольших безэкипажных наземных машин (Small UGV) и робота MULE (Multifunction Utility Logistics Equipment)f в медицинских целях. Эти роботизированные машины отмечены также военным командованием самоходных танков США (TACOM) как обладающие потенциальными возможностями для выполнения задач охраны и разведки в качестве робота-часового.

---

Для выполнения задач роботизированной охраны и функций военной медицины требуется практически одинаковое аппаратное и программное обеспечение роботов. Главные систематические различия охватывают задачи, связанные с грузоподъёмностью и технологиями подразумеваемого применения роботизированных систем.

В России проводится научно-исследовательская работа по созданию робототехнического комплекса медицинской службы «Патриот», предназначенного для розыска, вывоза раненых с поля боя и оказания им элементов первой помощи. В состав опытного образца комплекса входят транспортная управляющая машина и дистанционно управляемая эвакуационная машина. Дистанционно управляемый комплекс оснащён системой видеонаблюдения, лазерными дальномерами, его ориентировочная грузоподъёмность составляет 150 кг, имеется бронированный контейнер. В тоже время испытания показали, что данный комплекс нуждается в существенном улучшении.

Один из вариантов мобильного робота высокой проходимости MULE, разработанных фирмой Lockheed Martin для боевых действий в рамках программы «Боевые системы будущего – (FCS)», также может использоваться в качестве транспортной платформы роботизированной эвакуационной машины REV. Масса образца робота MULE составляет около 700 кг. Он может перевозить полезную нагрузку до 50 % от собственной массы. Силовая установка робота является гибридной электрической, что обеспечивает роботу возможность длительного пребывания в режиме длительного «молчания». MULE также обладает достаточным частотным диапазоном (полосой пропускания) для поддержания режима телемедицины и передачи видеоизображения.

Другим примером применения пары роботов по технологии «кенгуру» для эвакуации пострадавшего (раненого) является концепция и методика, разработанные в рамках проекта роботизированной экстремальной медицины и обнаружения опасности (Robotic Emergency Medicineand Danger Detection – REMeD-D), возглавляемого центром дистанционной медицинской помощи обслуживаемых районов (CERMUSA). Это совместный проект Японии и США. Роль малого робота (REX), осуществляющего поиск и локализацию пострадавшего (раненого) в опасной зоне, выполняет Packbot фирмы iRobot. Packbot, оснащенный датчиками химического и биологического обнаружения, а также видеокамерами с высокой разрешающей способностью, десантируется роботом большего размера.

---

Наиболее продвинутой на сегодняшний день, считается робототехническая система для проведения широкого спектра оперативных хирургических вмешательств, что подтверждется успешностью результатов клинических исследований, включающих десятки тысяч наблюдений в десятках стран мира. Развитие роботохирургии зачастую идет параллельно с совершенствованием телемедицинских технологий, что обусловлено объективным стремлением достичь возможности проводить оперативное лечение, управляя роботизированным комплексом на определенном (иногда весьма значительном) удалении хирурга-оператора от пациента. К примеру, в развитие данного направления исследований NASA организовало несколько подводных экспедиций, в ходе которых в условиях батискафа проведены испытания телеуправляемых хирургических роботов, ориентируясь на дальнейшее использование полученных результатов в космической и военной медицине.

На сегодняшний день, самым известным хирургическим робототехническим комплексом является «DaVinci». Основные области применения «DaVinci» – кардиология, гинекология, урология и общая хирургия. В США функционирует порядка 2000 роботохирургических комплексов, в России – 9, на которых с 2009 г. выполнено более 1,5 тыс. оперативных вмешательств. Следует отметить, что разработки в области робот-ассистированной хирургии продолжаются и не ограничиваются роботохирургической системой «DaVinci». Например, создаются специализированные комплексы для проведения оперативных вмешательств на глазах, головном мозге, травматологических вмешательств и т. д.

В настоящее время в программах и планах оснащения Вооруженных сил РФ усиленно ведутся работы по созданию наземных робототехнических комплексов медицинского назначения. Важным преимуществом применения робототехники при эвакуации раненых является не только возможность обеспечения дистанционной передачи данных от датчиков робота, находящегося в потенциально опасной зоне, что улучшает информативность, но и замена человека в случаях, когда выполнение задачи находится за пределами его возможностей либо сопряжено с чрезмерной угрозой здоровью и жизни.

---