如今，機(jī)器人和人工智能不僅成為了人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?，也在醫(yī)療行業(yè)扮演了重要的角色。在這里，醫(yī)療機(jī)器人通過(guò)多種方式幫助提高醫(yī)療操作的效率。

醫(yī)療機(jī)器人由人工智能設(shè)計(jì)而成，機(jī)身由不同材料制成，如金屬、塑料和復(fù)合材料。本文將討論醫(yī)療機(jī)器人的用途以及機(jī)械加工技術(shù)如何幫助制造醫(yī)療機(jī)器人零件。

什么是醫(yī)療機(jī)器人？

醫(yī)療機(jī)器人具有特殊的設(shè)計(jì)和功能，使其適用于醫(yī)療領(lǐng)域。它們大多可遠(yuǎn)程控制，適用于執(zhí)行手術(shù)治療程序和藥品配送等任務(wù)。

每個(gè)機(jī)器人都由一些典型的部件組成，其中包括：

• 控制器：控制器是嵌入在醫(yī)療機(jī)器人中的大腦或處理單元。它是每個(gè)機(jī)器人所獨(dú)有的，主要是一個(gè)插入式小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，機(jī)器人的所有程序都在其中運(yùn)行。
• 電源：機(jī)器人的電源可以是內(nèi)部電池，也可以是固定的外部電源。電源的類型決定了機(jī)器人在性能和運(yùn)動(dòng)方面的靈活性。例如，與使用固定電源的機(jī)器人不同，使用內(nèi)置電池的機(jī)器人行動(dòng)更加靈活。
• 編程：編程是一組指令，規(guī)定機(jī)器人要做什么。控制器編程有助于醫(yī)療機(jī)器人正確執(zhí)行指令，避免低效和錯(cuò)誤。
• 傳感器：傳感器有各種形狀、大小和功能，用于檢測(cè)周圍環(huán)境。
• 末端執(zhí)行器：末端效應(yīng)器可讓機(jī)器人與周圍環(huán)境互動(dòng)并工作。

醫(yī)療機(jī)器人在醫(yī)療保健行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)

共享醫(yī)療工作

醫(yī)療領(lǐng)域的機(jī)器人可獨(dú)立執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的工作流程，從而減輕醫(yī)護(hù)人員的工作量。它們還能確保一致性，解決醫(yī)護(hù)人員短缺的問(wèn)題。

例如，醫(yī)療機(jī)器人可以自動(dòng)使用消毒劑和殺菌劑清潔病房。這樣，醫(yī)務(wù)人員可以專注于照顧病人和其他重要工作。

提高工作場(chǎng)所的安全性

任何醫(yī)療機(jī)構(gòu)都有相當(dāng)一部分不健康的微生物，醫(yī)務(wù)人員和病人很容易受到它們的影響。醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)適用于可控的系統(tǒng)清潔，有助于減少病原體的流通，防止感染醫(yī)療中心的疾病。

此外，專門設(shè)計(jì)的醫(yī)療機(jī)器人還能幫助醫(yī)護(hù)人員完成移動(dòng)病人、病床或機(jī)器等繁重的工作。

協(xié)助手術(shù)

有些醫(yī)療機(jī)器人足夠先進(jìn)，可以在手術(shù)過(guò)程中協(xié)助外科醫(yī)生。在心臟手術(shù)中使用機(jī)器人技術(shù)就是一個(gè)常見(jiàn)的例子。這些醫(yī)療機(jī)器人之所以適用，是因?yàn)樗鼈兛梢詿o(wú)差錯(cuò)地執(zhí)行高度精確的外科手術(shù)，這也有助于提高手術(shù)的成功率。

醫(yī)療機(jī)器人的類型

醫(yī)療機(jī)器人有多種類型，但最常見(jiàn)的類型包括以下幾種：

1. 手術(shù)機(jī)器人

這類醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人可確保手術(shù)過(guò)程精確高效。根據(jù)復(fù)雜程度，有些機(jī)器人可以在人類外科手術(shù)醫(yī)生操作下進(jìn)行外科手術(shù)。

2. 化療機(jī)器人

這些醫(yī)療機(jī)器人可以幫助設(shè)置光束源，遠(yuǎn)程安置病人，并安排成像系統(tǒng)。此外，化療機(jī)器人還能治療身體不同部位的腫瘤。

3. 康復(fù)機(jī)器人

這些醫(yī)療機(jī)器人可以幫助和輔助老年人或殘疾患者的行動(dòng)。它們適用于康復(fù)服務(wù)，如治療性練習(xí)和訓(xùn)練，并能通過(guò)仔細(xì)評(píng)估監(jiān)測(cè)病人的進(jìn)展。

4. 實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人

這些醫(yī)療機(jī)器人可協(xié)助實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員移動(dòng)可能有害的生物或化學(xué)物質(zhì)。此外，它們還適用于高速、準(zhǔn)確地檢查物質(zhì)，從而減少誤差。

5. 機(jī)器人假肢

機(jī)器人假肢可以為失去肢體的病人提供一個(gè)栩栩如生的肢體，幫助他們恢復(fù)平衡。與傳統(tǒng)假肢不同，機(jī)器人假肢具有某些復(fù)雜的功能。

例如，它們可以遙控，此外，人工智能機(jī)器人假肢可以隨著時(shí)間的推移不斷學(xué)習(xí)，并且符合人體工程學(xué)。

6. 醫(yī)療機(jī)器人

醫(yī)院醫(yī)療機(jī)器人可以幫助醫(yī)護(hù)人員減輕一些工作任務(wù)。它們經(jīng)過(guò)編程，對(duì)周圍環(huán)境了如指掌，可以執(zhí)行送餐、送藥和采樣等任務(wù)。

常見(jiàn)醫(yī)療機(jī)器人零件制造工藝

在制造醫(yī)療機(jī)器人時(shí)，必須了解該類型的零件在制造過(guò)程要求嚴(yán)格的公差、高精度和準(zhǔn)確性，這是因?yàn)獒t(yī)療機(jī)器人與各種復(fù)雜的情況打交道，一個(gè)小小的失誤就可能導(dǎo)致無(wú)法挽回的損失。

生產(chǎn)醫(yī)療機(jī)器人的常見(jiàn)制造工藝包括以下幾種：

精密 CNC 加工

CNC （計(jì)算機(jī)數(shù)控）加工是精確制造嚴(yán)格公差醫(yī)療機(jī)器人部件的理想選擇。它是一種計(jì)算機(jī)控制的減法制造工藝，依靠CAD 軟件來(lái)制造零件。該工藝適用于制造醫(yī)療機(jī)器人部件，如傳感器、末端效應(yīng)器等。

精密CNC加工的優(yōu)勢(shì)

精密數(shù)控加工在醫(yī)療機(jī)器人制造中非常適用，因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：

• 快速生產(chǎn)：數(shù)控車削和銑削等加工操作速度非常快。無(wú)論是單件生產(chǎn)還是小批量生產(chǎn)，都可以在不降低精度的情況下快速制造醫(yī)療機(jī)器人部件。
• 復(fù)雜形狀和嚴(yán)格公差：CNC加工非常適用于制造形狀復(fù)雜、公差嚴(yán)格的零件。大多數(shù)醫(yī)療機(jī)器人部件都具有復(fù)雜設(shè)計(jì)，因此，它們需要基于高精度的加工工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)這些要求。
• 材料兼容性高：CNC加工與制造醫(yī)療機(jī)器人零件的所有材料都兼容，這些材料包括塑料、鋼、鋁、鈦和其他復(fù)合材料。

包覆成型和嵌入成型

這是一種注塑成型工藝，適用于制造由兩種材料（不同或相同）組成的部件。

包覆成型是一種兩步制造工藝，用兩種相同或不同的塑料材料制造零件。操作員在一個(gè)注塑模具中制作第一個(gè)零件，然后將制作好的產(chǎn)品放置在另一個(gè)模具中。接著，操作員對(duì)第二個(gè)零件進(jìn)行注塑，通過(guò)兩個(gè)注塑步驟生產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品。

嵌入成型與包覆成型類似。不過(guò)，塑料是在一種稱為嵌件的非塑料材料（大多數(shù)情況下是金屬）上成型的。這種方法非常適合制造醫(yī)療機(jī)器人中使用的緊固件。

3D打印

3D打印是一種快速成型制造工藝，使用3D打印機(jī)根據(jù) CAD 模型生產(chǎn)出的零件,它是醫(yī)療零件制造中最常見(jiàn)的制造方法，適用于制造機(jī)器人假肢等機(jī)器人的手板件驗(yàn)證。

如何為醫(yī)用機(jī)器人零件選擇正確的加工工藝？

在為醫(yī)療機(jī)器人選擇加工工藝之前需要考慮一些因素，這些考慮因素包括：

原型制造與正式生產(chǎn)

原型制造主要用于生產(chǎn)測(cè)試的部件，它發(fā)生在制造的早期階段，大多數(shù)情況下可通過(guò) 3D 打印和 CNC 加工來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于正式生產(chǎn)，可使用注塑成型或小批量 CNC 加工工藝。

精度和公差

組裝成醫(yī)用機(jī)器人的部件應(yīng)高度精確，需要采用具有嚴(yán)格公差的制造工藝來(lái)避免誤差。就精度而言，上述所有工藝都是合適的。不過(guò)，CNC加工工藝更勝一籌。

設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度

機(jī)器人零件設(shè)計(jì)復(fù)雜，您需要選擇一種與復(fù)雜設(shè)計(jì)相匹配的制造工藝。在這方面，3D 打印和數(shù)控加工是理想的方法。一般來(lái)說(shuō)，五軸數(shù)控機(jī)床適合制造復(fù)雜的機(jī)器人部件，因?yàn)樗鼈兡軌蜓囟鄠€(gè)軸旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)，以生產(chǎn)出最終設(shè)計(jì)。

醫(yī)療領(lǐng)域機(jī)器人技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)

1. 觸覺(jué)改善

使用人造皮膚將賦予仿人醫(yī)療機(jī)器人更好的觸覺(jué)。此外，由于能夠感知環(huán)境壓力，這種機(jī)器人還能為病人提供特殊護(hù)理，這一趨勢(shì)正朝著實(shí)現(xiàn)讓機(jī)器人通過(guò)觸覺(jué)改善對(duì)事物的感覺(jué)這一目標(biāo)邁進(jìn)。

2. 更好的機(jī)器人手術(shù)性能

機(jī)器人技術(shù)正在改變醫(yī)學(xué)的外科領(lǐng)域，因?yàn)樗鼈兛梢詤f(xié)助外科醫(yī)生在手術(shù)中完成復(fù)雜的操作，從而提高了手術(shù)操作的精確性、控制性和靈活性。

這樣，外科醫(yī)生可以更輕松地完成復(fù)雜的外科手術(shù)。機(jī)器人可以幫助拿取醫(yī)療設(shè)備和實(shí)際手術(shù)。

3. 增強(qiáng)對(duì)機(jī)器人的互動(dòng)

在人工智能發(fā)展之前，同理心一詞并不適用于機(jī)器人。因此，機(jī)器人的程序只能執(zhí)行簡(jiǎn)單直接的操作。然而，隨著一些高度復(fù)雜的機(jī)器人引入，病人、醫(yī)務(wù)人員和機(jī)器人之間的互動(dòng)變得更好了。

提高機(jī)器人的同理心對(duì)每個(gè)群體的作用都不同。例如，對(duì)機(jī)器人和病人，人工智能的融入有助于確保病人感覺(jué)自己是在與人交談。。

4. 遠(yuǎn)程護(hù)理

遠(yuǎn)程護(hù)理是指人類護(hù)士操作機(jī)器人為病人提供護(hù)理服務(wù)。一些組件，如 AR、傳感器、機(jī)器人操縱、遠(yuǎn)程會(huì)議等，有助于遠(yuǎn)程護(hù)理的發(fā)展。

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結(jié)論

如今，機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用多種多樣，直接或間接地影響著人類的生活。本文闡述了醫(yī)用機(jī)器人如何改變和發(fā)展醫(yī)療領(lǐng)域，以及制造醫(yī)用機(jī)器人所涉及的制造流程。