Робототехническая медицинская реабилитационная техника pdf. Отделение роботизированных методов медицинской реабилитации. Концепция разработки и внедрения роботов в восстановительной медицине для здоровых людей

Сопоставление активов и пассивов банка позволяют оценить степень надежности банка. Может оказаться, что активы являются чересчур рисковыми, а пассивы «давят» на банк, заставляя гнаться за доходностью в ущерб надежности. Разберемся с понятиями и анализом.

Понятие активов и пассивов коммерческого банка

Термины «актив» и «пассив» тесно связаны с бухгалтерским учетом. Они показывают все имущество и обязательства, находящееся на балансе организации. Все банки отражают эти данные в бухгалтерском балансе, который ежеквартально представляют в ЦБ РФ. Такие сведения не составляют коммерческой тайны, находятся в открытом доступе. Зачастую, эту информацию можно увидеть на официальном сайте кредитной организации.

Согласно Википедии, активы — это объекты собственности, принадлежащие банку и имеющие денежную оценку. Это могут быть наличные деньги, выданные ссуды, инвестиции, пр.

Пассивы – это источник происхождения активов. Говоря простым языком, это обязательства кредитной организации (в том числе, перед ее владельцами).

Важно понимать, что активы и пассивы банка – это отражение одних и тех же операций. Пассивы показывают происхождение, а активы – место размещения средств.

Например, клиент сделал депозит 1000 рублей, на которые банк приобрел ценные бумаги. В бухгалтерском балансе будут значиться:

Активы – 1000 рублей (ценные бумаги).

Пассивы – 1000 рублей (привлеченные вклады).

Даже если бы банк никуда не стал инвестировать эти средства, они все равно числились бы в обоих разделах. Только вместо графы «ценные бумаги» их указали бы как «денежные средства».

Структура активов банка

Формирование активов банка происходит в результате размещения средств с целью извлечения прибыли. Такие операции называются активными.

Состав активов банковских организаций:

деньги на корсчетах;
наличные в банковской кассе;
обязательные резервы;
валюта;
выданные займы;
доли в УК других организаций;
драгметаллы и камни;
недвижимое имущество;
прочее.

В целях анализа структуры, этот список можно ранжировать по нескольким критериям:

По ликвидности (скорости превращения в деньги) – высоколиквидные (наличные в кассе, остатки на корсчетах); среднеликвидные (корпоративные ЦБ, доли в УК); низколиквидные (недвижимость, земля).
По доходности (возможности приносить прибыль) – дающие доход (инвестиции, выданные займы); не дающие доход (материальные активы).
По надежности (степени наличия риска потерять актив) – безрисковые (средства на корсчетах в ЦБ РФ); низкорисковые (ссуды под залог драгметаллов, ценных бумаг государства); среднерисковые; высокорисковые (займы клиентам, включая просроченные).

Надежность и степень доходности, как правило, находятся в обратной зависимости: чем выше ожидаемый доход, тем более рисковым является вложение. Поэтому главная задача менеджмента банка – соблюдение баланса доходности, ликвидности и риска. С одной стороны, необходимо стремиться к получению максимальной прибыли, а с другой – не подвергать средства вкладчиков и инвесторов чрезмерному риску. Кроме того, банк в любой момент должен быть способен рассчитаться по своим обязательствам.

Структура пассивов банка

Пассивы банка включают в себя 2 группы – собственный капитал (уставный, добавочный, резервный) и привлеченные средства (займы, обязательства, вклады физических лиц). Причем первая группа обычно составляет порядка 10 %. Это значит, что свою деятельность банки осуществляют на заемные средства.

Пассивы образуются в результате проведения пассивных операций, т.е. привлечения заемных либо собственных средств. К таким операциям относятся:

эмиссия ценных бумаг;
привлечение депозитов;
займы;
отчисления от прибыли;

В состав банковских пассивов входят собственные средства, т.к. они тоже используются для формирования активной части баланса.

Анализ активов и пассивов коммерческого банка

Все имущество, имеющееся в распоряжении банка (активы) имеет свое происхождение (пассивы).

Отсюда следует, что:

А = П = О + К

А – активы.

П – пассивы.

О – обязательства.

К – капитал.

Одна из задач управления имуществом кредитной организации – поддержание достаточного уровня ликвидности, т. е. способности вовремя выполнять свои обязательства.

На основе анализа имущества и обязательств можно сделать вывод о надежности банка. Наиболее доступные методы – горизонтальный и вертикальный анализ. Их примеры показаны в таблице .

Горизонтальный анализ – сравнение итоговых значений статей баланса за разные периоды. Это позволяет оценить изменения данных за прошедшее время (например, год).

Вертикальный (структурный) анализ – сравнение структуры имущества и обязательств. При его проведении, все статьи баланса выражают в процентах к его итогу. Затем берутся данные за 2 или более периода и сравниваются изменения удельных весов каждой категории.

Кроме того, на основе данных баланса можно рассчитать несколько коэффициентов.

Коэффициент достаточности капитала (Н1) – показывает долю собственных средств в имуществе. Высокое значение этого показателя говорит о надежности банка, т. к. он становится менее зависим от кредиторов

Н1 = «К»/ «А» (с учетом риска)

Коэффициенты ликвидности показывают, сможет ли банк своевременно расплачиваться по своим обязательствам.

Мгновенная ликвидность (Н2):

Н2 = Высоколиквидные «А» / «О» до вострбования

Текущая ликвидность (Н3) :

Н3 = «А» менее 30 дней / «О» менее 30 дней

Долгосрочная ликвидность (Н4):

Н4 = «А» более года / («К» + «О» более года),

«А» — активы,

«О» — обязательства;

«К» — капитал.

Естественно, этот анализ будет лишь поверхностным. Центральный Банк России оценивает кредитные организации по десяткам параметров. Однако, проследив динамику данных показателей, а также сравнив их с лидерами отрасли, можно сделать некоторые выводы о надежности банка.

Банковские активы – это отражение в балансе размещенных средств в виде остатка на определенный момент времени. Под активами понимают:
1. Денежные средства в кассе и на счетах в ЦБ.
2. Средства, размещенные в других кредитных организациях в виде депозитов.
3. Вложение в паи, акции и другие ценные бумаги .
4. Выданные кредиты.
5. Основные средства и нематериальные активы.
6. Прочие активы, например, авансированные вложения в строительство, средства в расчетах самого банка, его собственные резервы и т.д.
Сумма всех активов банка должна быть равной суммарной стоимости всех его пассивов, включая капитал банка и привлеченные средства других лиц (обязательства).

Особенности активов

Можно выделить следующие особенности для понимания сущности активов, а именно:
1) Отражает запасы и остатки баланса, но не потока денежных средств ;
2) Являются результатом активных операций , следовательно, активы – производны. Они лишь фиксируют состояние динамичной активной операции на какой-то момент времени;
3) Являются результатом трансформации пассивов в активы;
Результативность активов выражается:
1) В достижении целей акционеров и вкладчиков – получение ими оптимальных доходов;
2) В достижении конечных и промежуточных целей банка как субъекта хозяйствования – поддержания ликвидности банка и обеспечения его доходности;
3) В обеспечении необходимого уровня оплаты труда сотрудников банка, в соответствии с трудовыми затратами и качеством их работы.

Классификация активов

В соответствии с международными стандартами, можно выделить следующие категории активов:

Стандартные

Если способность заемщика обслуживать свои долги не вызывает никаких сомнений. То есть, когда имеется обеспечение, а обязательства выполняются на должном уровне.

Наблюдаемые

Активы с потенциальными слабостями, которые могут подвергнуть платежеспособность заемщика риску и ухудшить качество актива в целом, если ситуацию не проконтролировать и не исправить.

Ниже стандарта

Активы с явно выраженными недостатками, которые усложняют обслуживание долга. Например, если наблюдается нехватка первичных финансовых источников для погашения кредита. В таком случае следует найти возможность для использования вторичных источников погашения: залог, продажа основных средств, рефинансирование или изыскание дополнительных ресурсов. Активы ниже стандарта обычно представляют собой авансы заемщикам.

Сомнительные

Когда существует вероятность убытков , но определенные факторы могут улучшить положение.

Убыточные

Это активы, которые имеют настолько низкую ликвидационную стоимость , что дальнейшее их содержание на балансе неоправданно. С практической точки зрения желательно его списать.

Классификация активов по уровню ликвидности

С точки зрения ликвидности – быстроты превращения в наличные деньги, в банковской практике различают:

Высоколиквидные активы , которые находятся непосредственно в денежной форме: кассовая наличность, остатки средств банков на корреспондентских счетах. И те резервы, которые можно легко обратить в денежную форму, например, легкореализуемые государственные ценные бумаги;
Среднеликвидные активы – переводятся в деньги с небольшим риском потерь и с небольшой задержкой. Например, краткосрочные ссуды, а также ценные бумаги на вторичном рынке;
Труднореализуемые активы : долгосрочные кредиты, ценные бумаги без развитого вторичного рынка, долевое участие в капитале;
Низколиквидные активы – вложения в основные фонды банка, либо безнадежные активы – у которых вероятность превращения в наличные деньги весьма незначительная, либо нулевая.

Выбор метода управления активами зависит от конкретных условий, в которых работает банк,

Понятие активов коммерческого банка и их структура

Определение 1

Активами коммерческого банка являются размещение собственных и привлеченных средств банка, необходимых для получения высокого материального дохода.

Традиционно, все активы коммерческого банка разделяются по объектам и областям вложений, которыми могут являться:

Денежные средства. Сюда входят национальная и зарубежная валюта;
Драгоценные металлы и драгоценные камни;
Кредиты, которые предоставляются различным типам заемщиков и на самые разнообразные нужды;
Ценные бумаги;
Недвижимость;
Материальные и технические средства и многое другое.

Данное разделение активов имеет наиболее единый характер и является в какой-то степени условной.

Пример 1

Так, например, кредиты, которые являются денежным капитал ом, который в свою очередь функционирует в самых разнообразных областях и сферах народного хозяйства и основным предназначением которых является формирование различных конечных объектов инвестирования (вложений), является материальным оборотным средством и главным капиталом. Помимо этого, данное разделение отражает исторически сформировавшуюся область банковских вложений и закрепленным конкретными разделами банковским балансом.

В плане счетов кредитных организаций, активы разделяются на:

Остатки денежных средств, которые расположены на корреспондентских счетах;
Остаток наличности в кассе банка;
Обязательные резервы в Центральном банке РФ;
Зарубежная валюта;
Кредиты, которые были выданы;
Вложения в ценные бумаги;
Инвестиции в уставной капитал иных предприятий;
Различные вложения в драгоценные металлы;
Вложения в недвижимость;
Материальная и техническая база банка.

По уровню ликвидности, все активы коммерческого банка подразделяются на:

Самоликвидные. Сюда входят все денежные средства, которые существуют в наличной и безналичной форме;
Высоколиквидные. Время осуществления, которых исчисляется днями;
Среднеликвидные. Время осуществления, которых исчисляется неделями;
Низколиквидные. Время осуществления, которых исчисляется месяцами.

Замечание 1

Помимо этого, все активы коммерческого банка разделяются на доходные и недоходные. Данное разделение также является условным, поскольку в конечном результате все активы принимают непосредственное участие в развитии дохода, но только одни - непосредственно, а другие - опосредованно оказывают влияние на получению дохода.

Свойства активов коммерческого банка

Активы коммерческого банка наделены такими свойствами, как:

Ликвидность. Это умение довольно быстро превращаться в деньги без потери рыночной стоимости;
Степень рискованности, или степень надежности. Это способность актива к возврату без потери, имеющейся у него номинальной денежной суммы;
Доходность. Это способность актива приносить определенный материальный доход;
Уровень срочности.

Замечание 2

Важно отметить, что ликвидность активов напрямую зависит от положения, то есть степени активности определенных сфер финансового и товарного рынка. Так, чем больше будет являться спрос на конкретные объекты банковских вложений, тем больше будет являться ликвидность соответствующих активов. Проще говоря, чем проще будет продать данные активы, получив за них «живые» деньги.

Ликвидность также зависит и от цены продавца. Продавцом в данном случае выступает сам банк. Так, например, чем больше будет являться цена продажи актива, тем сложнее будет его продать, вследствие чего будет выше срок его превращения в денежные средства, а конечным результатом, ликвидность данного актива будет меньше.

Вторая половина ХХ века стала временем интенсивного развития всех областей науки, техники, электроники и роботостроения. Медицина стала одним из главных векторов внедрения роботов и искусственного интеллекта. Главной целью развития медицинской робототехники является высокая точность и качество обслуживания, повышение эффективности лечения, уменьшение рисков нанесения вреда здоровью человека. Поэтому в этой статье мы рассмотрим новые методы лечения, а также использование роботов и автоматизированных систем в различных областях медицины.

Еще в середине 70-х годов в больнице городе Фэрфакс, США, штат Виржиния, появился первый медицинский мобильный робот ASM, который перевозил контейнеры с подносами для питания больных. В 1985 году впервые мир увидел роботизированную хирургическую систему PUMA 650, разработанную специально для нейрохирургии. Чуть позже хирурги получили новый манипулятор PROBOT, а в 1992 году появилась система RoboDoc, применявшаяся в ортопедии при протезировании суставов. Через год компания Computer Motion Inc. представила автоматическую руку Aesop для удержания и изменения положения видеокамеры при лапароскопических операциях. А в 1998 году этот же производитель создал более совершенную систему ZEUS. Обе эти системы не являлись полностью автономными, их задачей было ассистирование врачам при операции. В конце 90х годов компания-разработчик Intuitive Surgical Inc создала универсальную роботизированную хирургическую систему с дистанционным управлением – Da Vinci, которая с каждым годом совершенствуется и внедряется во многие медицинские центры мира до сих пор.

Классификация медицинских роботов:

В настоящее время роботы играют колоссальную роль в развитии современной медицины. Они способствуют точной работе при операциях, помогают провести диагностику и поставить правильный диагноз. Заменяют отсутствующие конечности и органы, восстанавливают и улучшают физические возможности человека, снижают время на госпитализацию, обеспечивают удобство, быстроту реагирования и комфорт, экономят финансовые затраты на обслуживание.

Существует несколько видов медицинских роботов, отличающихся своими функциональными возможностями и конструкцией, а также сферой применения для различных областей медицины:

Роботы-хирурги и роботизированные хирургические системы - применяются для проведения сложных хирургических операций. Являются не автономными устройствами, а дистанционно управляемым инструментом, который обеспечивает врача точностью, повышенной сноровкой и управляемостью, дополнительной механической силой, уменьшает утомляемость хирурга, снижает риск заболевания хирургической бригады гепатитом, ВИЧ и другими заболеваниями.

Роботы-симуляторы пациентов - предназначены для отработки навыков принятия решений и практических врачебных интервенций в лечении патологий. Такие устройства полностью воспроизводят физиологию человека, моделирует клинические сценарии, реагируют на введение препаратов, анализируют действия обучаемых и соответствующим образом реагируют на клинические воздействия.

Экзоскелеты и роботизированные протезы - экзоскелеты способствуют повышению физической силы и помогают при восстановительном процессе опорно-двигательного аппарата. Роботизированные протезы - импланты, которые заменяют отсутствующие конечности, состоят из механико-электрических элементов, микроконтроллеров с искусственным интеллектом, а также способны управляться от нервных окончаний человека.

Роботы для медицинских учреждений и роботы-помощники - являются альтернативой санитарам, медсестрам и медбратам, сиделкам, няням и другому медицинскому персоналу, способны обеспечивать уход и внимание пациенту, помогать в реабилитации, обеспечивать постоянную связь с лечащим врачом, транспортировать больного.

Нанороботы - микророботы, действующие в организме человека на молекулярном уровне. Разрабатываются для диагностики и лечения раковых заболеваний, проведения исследований кровеносных сосудов и восстановления поврежденных клеток, могут анализировать структуру ДНК, проводить ее корректировку, уничтожать бактерии и вирусы и т.д.

Другие специализированные медицинские роботы - существует огромное количество роботов, помогающие в том или ином процессе лечения человека. Например, устройства, которые способны автоматически перемещаться, дезинфицировать и кварцевать больничные помещения, замерять пульс, брать кровь на анализ, производить и выдавать медикаменты и др.

Рассмотрим подробнее каждый вид роботов на примерах современных автоматизированных устройств, разрабатываемых и внедренных во многих сферах медицины.

Роботы-хирурги и роботизированные хирургические системы:

Самым известным роботом-хирургом во всем мире является аппарат "Da Vinci". Устройство, произведенное компанией Intuitive Surgical, весит полтонны и состоит из двух блоков, один - блок управления, предназначен для оператора, а второй - четырёхрукий автомат, который выполняет роль хирурга. Манипулятор с искусственными запястьями имеет семь степеней свободы, аналогично с рукой человека, и 3D визуализационную систему, которая выводит трехмерное изображение на монитор. Такая конструкция повышает точность движений хирурга, исключает тремор рук, неловкие движения, уменьшает длину разрезов и кровопотерю во время операции.

Робот хирург Da Vinci

С помощью робота возможно провести огромное количество различных операций таких, как восстановление митрального клапана, реваскуляризация миокарда, абляция тканей сердца, установка эпикардиального электронного стимулятора сердца для бивентрикулярной ресинхронизации, операции на щитовидной железе , желудочное шунтирование, фундопликация по Nissen, гистерэктомия и миомэктомия, операции на позвоночнике, замена дисков, тимэктомия - операция по удалению вилочковой железы, лобэктомия легкого, операции в урологии , эзофагоэктомия, резекция опухоли средостения, радикальная простатэктомия, пиелопластика, удаление мочевого пузыря, перевязка и развязка маточных труб , радикальная нефрэктомия и резекция почки, реимплантация мочеточника и другие.

В настоящее время развернулась борьба за рынок медицинских роботов и автоматизированных хирургических систем. Ученые и компании-производители медицинского оборудования стремятся внедрить свои устройства, поэтому с каждым годом появляется все больше роботизированных аппаратов.

Конкурентами "Da Vinci" стали новый робот-хирург MiroSurge , предназначенный для операций на сердце, роботизированная рука от компании UPM для точной вставки игл, катетеров и других хирургических инструментов в процедурах минимально инвазивной хирургии, хирургическая платформа под названием IGAR от компании CSII , роботизированная система-катетер Sensei X , производства Hansen Medical Inc для проведения сложных операций на сердце, система для трансплантации волос ARTAS от Restoration Robotics , хирургическая система Mazor Renaissance , которая помогает производить операции на позвоночнике и головном мозге, робот-хирург от ученых из SSSA Biorobotics Institute , а также робот-помощник для отслеживания хирургических инструментов от GE Global Research , находящийся в стадии разработки, и многие другие. Роботизированные хирургические системы служат ассистентами или помощниками для врачей и не являются полностью автономными устройствами.

Робот хирург MiroSurge

Робот хирург от UPM

Робот хирург IGAR

Робот катетер Sensei X

Роботизированная система по трансплантации волос ARTAS

Робот хирург Mazor Renaissance

Робот хирург от SSSA Biorobotics Institute

Робот для отслеживания хирургических инструментов от GE Global Research

Роботы-симуляторы пациентов:

Для отработки практических навыков будущих врачей существуют специальные роботы-манекены, которые воспроизводят функциональные особенности сердечно–сосудистой, дыхательной, выделительной систем, а также непроизвольно реагируют на различные действия обучающихся, например, при введении фармакологических препаратов. Самый популярный робот-симулятор пациента – HPS (Human Patient Simulator) от американской компании METI. К нему можно подключить прикроватный монитор и отслеживать показатели кровяного давления, минутного сердечного выброса, ЭКГ и температуры тела. Устройство способно потреблять кислород и выделять углекислый газ, как при настоящем дыхании. В режиме анестезии возможно поглощение или выделение закиси азота. Такая функция обеспечивает отработку навыков по искусственной вентиляции легких. Зрачки в глазах робота способны реагировать на свет, а подвижные веки закрываются или открываются в зависимости от того, находится ли пациент в сознании. На сонных, плечевых, бедренных, лучевых подколенных артериях прощупывается пульс, который меняется автоматически и зависит от артериального давления.

Симулятор HPS имеет 30 профилей пациентов с различными физиологическими данными, имитируя здорового мужнину, беременную женщину, пожилого человека и т.д. В процессе обучения моделируется определенный клинический сценарий, в котором описывается место действия и состояние пациента, цели, необходимое оборудование и медикаменты. Робот имеет фармакологическую библиотеку, состоящую из 50 препаратов, включая газообразные анестетики и внутривенные препараты. Управление манекеном производится с помощью беспроводного компьютера, позволяя инструктору контролировать все аспекты процесса обучения непосредственно рядом со студентом.

Следует отметить большую популярность манекенов-симуляторов рожениц, например, GD/F55. Он разработан для обучения медицинского персонала в отделениях акушерства и гинекологии, позволяет отработать практические навыки и умения в гинекологии, акушерстве, неонтологии, педиатрии, интенсивной терапии и сестринском уходе в родильном отделении. Робот Simroid имитирует пациента в кресле стоматолога, его ротовая полость в точности повторяет человеческую. Устройство способно симулировать звуки и стон, которые создает человек, если ему больно. Существуют роботы-тренажеры для обучения манипуляционной технике. Это, по сути, муляж человека с имитаторами вен и сосудов, выполненных из эластичных трубок. На таком устройстве студенты отрабатывают навыки венесекции, катетеризации, венепункции.

Экзоскелеты и роботизированные протезы:

Один из самых известных медицинских устройств является роботизированный костюм - экзоскелет. Он помогает людям с ограниченными физическими возможностями перемещать свои тела. В момент, когда человек пытается пошевелить руками или ногами, специальные датчики на коже считывают небольшие изменения в электрических сигналах организма, приводя в рабочее состояние механические элементы экзоскелета. Одними из популярных устройств стали Walking Assist Device (вспомогательное устройство для ходьбы) от японской компании Honda , реабилитационный экзоскелет HAL от компании Cyberdyne , широко применяемый в японских больницах, аппарат Parker Hannifin университета Вандербильта (Vanderbilt University) , дающий возможность двигать суставами бедер и колен, мощный экзоскелет NASA Х1 , разработанный для космонавтов и парализованных людей, экзоскелет Kickstart от Cadence Biomedical , работающий не от батареи, а использующий кинетическую энергию, генерируемую человеком при ходьбе, экзоскелеты eLEGS, Esko Rex, HULC от производителя Ekso Bionics , ReWalk от компании ARGO , Mindwalker от компании Space Applications Services , помогающие парализованным людям, а также уникальный мозг-машинный интерфейс (BMI) или просто экзоскелет для мозга MAHI-EXO II для восстановления двигательных функций методом считывания мозговых волн.

Широкое применение экзоскелетов помогает многим людям во всем мире почувствовать себя полноценными. Даже полностью парализованные люди уже сегодня имеют возможность ходить. Ярким примером служат роботизированные ноги физика Амита Гоффера , которые управляются с помощью специальных костылей и могут автоматически определять, когда нужно сделать шаг, распознавать речевые сигналы "вперед", "сидеть", "стоять".

Экзоскелет для ходьбы Walking Assist

Экзоскелет HAL от Cyberdyne

Экзоскелет Parker Hannifin

Экзоскелет NASA Х1

Экзоскелет Kickstart от Cadence Biomedical

Экзоскелет HULC от Ekso Bionics

Экзоскелет ReWalk от ARGO

Экзоскелет Mindwalker от Space Applications Services

Экзоскелет для мозга MAHI-EXO II

Экзоскелет от Амит Гоффера

Но что же делать, когда конечности отсутствуют? Это касается в основном ветеранов войны, а также жертв случайных обстоятельств. В связи с этим такие компании, как компания Quantum International Corp (QUAN) и их экзопротезы и Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) совместно с Департаментом помощи ветеранам, Центром реабилитации и Службой развития США вкладывают огромные средства в исследование и разработку роботизированных протезов (бионических рук или ног), которые обладают искусственным интеллектом, способные чувствовать окружающую среду и распознавать намерения пользователя. Эти устройства с точностью имитируют поведение природных конечностей, а также управляются с помощью собственного мозга (микроэлектроды, имплантированные в мозг, или датчики считывают нейросигналы и передают их в виде электрических сигналов в микроконтроллер). Обладатель самой популярной бионической руки стоимостью в 15000 долларов США - британец Найджел Экланд, который ездит по миру и пропагандирует использование искусственных роботизированных протезов.

Одним из важных научных разработок стали искусственные роботизированные лодыжки iWalk BiOM , разработанные профессором Массачусетского технологического института Хью Херром (Hugh Herr) и его группой биомехатроники в лаборатории MIT Media Lab. iWalk получает финансирование от американского Департамента по делам ветеранов и Министерства обороны, и поэтому многие инвалиды-ветераны, служившие в Ираке и Афганистане, уже получили свои бионические лодыжки.

Роботизированные лодыжки iWalk BiOM

Ученые со всего мира стремятся не только улучшить функциональные особенности роботизированных протезов, а придать им реалистичный вид. Американские исследователи во главе с Женан Бао (Zhenan Bao) из Стэнфордского университета (Stanford University) в Калифорнии, создали нанокожу для медицинских протезных устройств . Это полимерный материал обладает высокой гибкостью, прочностью, электропроводностью и чувствительностью к давлению (считывание сигналов по типу сенсорных панелей).

Нанокожа из Stanford University

Роботы для медицинских учреждений и роботы-помощники:

Больница будущего - больница с минимальным человеческим персоналом. С каждым днем в медицинские учреждение все больше внедряются роботы-медсестры, роботы-медбратья и роботы телеприсутствия для контакта с лечащим врачом. Например, в Японии уже давно работают роботы-санитары от Panasonic , роботы-помощники Human Support Robot (HSR) от компании Toyota , ирландский робот-медбрат RP7 от разработчика InTouch Health, корейский робот KIRO-M5 и многие другие. Такие устройства представляют собой платформу на колесах и способны измерять пульс, температуру, контролировать время приема пищи и медикаментов, своевременно оповещать о проблемных ситуациях и необходимых действиях, поддерживать связь с живым медицинским персоналом, собирать разбросанные или упавшие вещи и т.д.

Роботы-санитары от Panasonic

Робот-помощник HSR от Toyota

Робот медбрат RP7 от InTouch Health

Робот-медсестра KIRO-M5

Зачастую, в условиях непрерывного медицинского обслуживания, врачи физически не могут уделить достаточно внимания пациентам, особенно если они находятся на большом расстоянии друг от друга. Разработчики роботизированной медицинской техники постарались и создали роботов-телеприсутствия (например, LifeBot 5 , или RP-VITA от компании iRobot и InTouch Health). Автоматизированные системы позволяют передавать аудио и видео сигнал через сети 4G, 3G, LTE, WiMAX, Wi-Fi, спутниковую или радиосвязь, измерять сердцебиение пациента, кровяное давление и температуру тела. Некоторые устройства могут выполнять электрокардиографию и УЗИ, имеют электронный стетоскоп и отоскоп, перемещаются в больничных коридорах и палатах, огибая препятствия. Такие медицинские помощники обеспечивают своевременный уход и обрабатывают клинические данные в режиме реального времени.

Робот телепристутсвия LifeBot 5

Робот телепристутсвия RP-VITA

Для безопасной транспортировки образцов, лекарств, оборудования и расходных материалов в больницах, лабораториях и аптеках с большим успехом используются роботы-курьеры. Помощники имеют современную навигационную систему и бортовые датчики, позволяющие с легкостью передвигаться в помещениях со сложной планировкой. К яркими представителям подобных устройств можно отнести американские RoboCouriers от компании Adept Technology и Aethon из Медицинскомго центра University of Maryland , японские Hospi-R от Panasonic и Terapio от компании Adtex .

Робот курьер RoboCouriers от Adept Technology

Робот курьер Aethon

Робот курьер Hospi-R от Panasonic

Робот курьер Terapio от Adtex

Отдельным направлением развития роботизированной медицинской техники является создание колясок-трансформеров, автоматизированных кроватей и специальных транспортных средств для инвалидов. Вспомним о таких разработках, как кресло с резиновыми гусеницами Unimo от японской компании Nano-Optonics , (Chiba Institute of Technology) под руководством доцента Шуро Накаджима (Shuro Nakajima), использующая ноги-колеса для преодоления лестниц или канав, робоколяска Tek Robotic Mobilisation Device от компании Action Trackchair. Компания Panasonic готова решить проблему переноса больного с кресла на кровать, требующую больших физических усилий медицинского персонала. Это устройство самостоятельно превращается из кровати в кресло и наоборот, когда это необходимо. Компания Murata Manufacturing Co объединилась с Kowa, что бы сделать инновационное медицинское транспортное средство Electric Walking Assist Car , представляющее собой автономный велосипед с маятниковой системой управления и гироскопом. Эта разработка в основном предназначена для престарелых и людей, которые имеют проблемы с ходьбой. Отдельно отметим серию японских роботов RoboHelper от Muscle Actuator Motor Company , которые являются незаменимыми помощниками медсестрам по уходу за лежачими пациентами. Аппараты способны поднять человека с кровати в сидячее положение или забрать физические отходы лежачего человека, исключая использование горшков и уток.

Нанороботы:

Нанороботы или наноботы - роботы размером с молекулу (менее 10 нм), способные двигаться, считывать и обрабатывать информацию, а также программироваться и выполнять определенные задачи. Это совершенно новое направление в развитии робототехники. Сферы использования таких устройств: ранняя диагностика рака и целенаправленная доставка лекарств в раковые клетки, биомедицинский инструментарий, хирургия, фармакокинетика, мониторинг больных диабетом, производство посредством молекулярной сборки нанороботами устройства из отдельных молекул по его чертежам, военное применение в качестве средств наблюдения и шпионажа, а также в качестве оружия, космические исследования и разработки и др.

На данный момент известны разработки медицинских микроскопических роботов для выявления и лечения рака от южнокорейских ученых , биороботы от ученых из университета штата Иллинойс , которые могут перемещаться в вязких жидкостях и биологических средах самостоятельно, прототип морской миноги - наноробот Cyberplasm , который будет передвигаться в организме человека, выявляя заболевания на ранней стадии, нанороботы инженера Адо Пуна , которые могут путешевствовать по кровеносной системе, доставлять лекарства, брать анализы и удалять сгустки крови, магнитный наноробот Spermbot - разработка ученого Oliver Schmidt и его коллег из Института интегративной нанонаук в Дрездене (Германия) для достаки спермы и лекарств, наноботы для замены белков в организме от ученых из Венского университета (University of Vienna) совместно с исследователями из Университета природных ресурсов и наук о жизни Вены (University of Natural Resources and Life Sciences Vienna).

Микророботы Cyberplasm

Нанороботы Адо Пуна

Магнитный наноробот Spermbot

Нанороботы для замены белков

Другие специализированные медицинские роботы:

Существует огромное количество специализированных роботов, выполняющих отдельные задачи, без которых невозможно представить себе эффективное и качественное лечение. Одними из таких устройств являются роботизированный кварцевый аппарат Xenex и робот-дезинфектор TRU-D SmartUVC от Philips Healthcare . Несомненно, такие аппараты просто незаменимые помощники в борьбе с внутрибольничными инфекциями и вирусами, которые служат одной из самых серьезных проблем в медицинских учреждениях.

Роботизированный кварцевый аппарат Xenex

Робот-дезинфектор TRU-D SmartUVC от Philips Healthcare

Сбор анализа крови - наиболее распространенная медицинская процедура. Качество при выполнении процедуры зависит от квалификации и физического состояния медицинского работника. Зачастую попытка взять кровь с первого раза заканчивается неудачей. Поэтому для решения этой проблемы был разработан робот Veebot , имеющий компьютерное зрение, с помощью которого он определяет местоположение вены и аккуратно направляет туда иглу.

Робот для забора крови Veebot

Робот для изучения рвотного процесса Vomiting Larry позволяет исследовать норовирусы, приводящие к 21 миллиону заболеваний, включающие симптомы тошноты, водянистой диареи, боли в животе, потери вкуса, общей вялости, слабости, боли в мышцах, головнуюой боли, кашля, субфебрильной температуры, и, конечно, сильной рвоты.

Робот для изучения рвотного процесса Vomiting Larry

Самым популярным роботом для детей остается PARO - пушистая детская игрушка в виде гренландского тюленя. Терапевтический робот может шевелить головой и лапами, распознавать голос, интонацию, прикосновения, измерять температуру и освещенность в комнате. Его конкурентом является огромный обнимающийся плюшевый робот-медведь HugBot , который замеряет пульс и кровяное давление.

Терапевтический робот PARO

Робот-медведь HugBot

Отдельная ветка медицины, занимающаяся диагностикой, лечением болезней, травм и расстройств у животных - это ветеринария. Для обучения квалифицированных специалистов в этой области Колледж ветеринарной медицины в разработке роботов-домашних животных создает уникальных роботов-тренажеров в виде собак и кошек . Для приближения к точной модели поведения животного программное обеспечение разрабатывается отдельно в Центре перспективных вычислительных систем при Корнельском университете (САС).

Роботы-тренажеры в виде собак и кошек

Эффективность роботов в медицине:

Очевидно, что применение роботов в медицине носит ряд преимуществ перед традиционным лечением с участием человеческого фактора. Использование механических рук в хирургии предотвращает многие осложнения и ошибки при операциях, сокращают послеоперационный восстановительный период, уменьшают риск заражения и инфицирования больного и персонала, исключают большую потерю крови, снижают болевые ощущения, способствуют лучшему косметическому эффекту (небольшие рубцы и шрамы). Роботизированные медицинские помощники и реабилитационные роботы позволяют уделить пристальное внимание к пациенту во время лечения, контролировать процесс выздоровления, ограничить живой персонал от трудоемкой и неприятной работы, позволить больному чувствовать себя полноценным человеком. Инновационные методы лечения и оборудование с каждым днем приближают нас к более здоровой, безопасной и долгой жизни.

С каждым годом мировой рынок медицинских роботов пополняется новыми устройствами и, несомненно, растет. По данным исследовательской компании Research and Markets, к 2020 году рынок только одних реабилитационных роботов, биопротезов и экзоскелетов вырастит до 1,8 млрд. долларов США. Главным бумом медицинских роботов ожидается после принятия единого стандарта ISO 13482 , который станет сводом правил для элементов конструкции, материалов и программного обеспечения, применяемого в устройствах.

Заключение:

Без сомнения можно сказать, что медицинские роботы- это будущее медицины. Применение автоматизированных систем значительно сокращает врачебные ошибки, уменьшает дефицит медицинского персонала. Наноробототехника помогает преодолеть тяжелые заболевания и предотвратить осложнения на ранней стадии, широко применять эффективные нанолекарства. В течении ближайших 10-15 лет медицина ступит на новый уровень с использованием роботизированного обслуживания. К сожалению, Украина находится в плачевном состоянии в отношении этой отрасли развития. К примеру, в России в Екатеринбурге знаменитый робот-хирург "Da Vinci" провел свою первую операцию еще в 2007 году. А в 2012 году президент Дмитрий Анатольевич Медведев поручил Минздраву России вместе с Минпромторгом проработать вопрос по развитию новых медицинских технологий с применением робототехники. Эту инициативу поддержала Российская академия наук. Реалия такова, что при отсутствии реальной поддержки власти Украины в развитии области медицинской робототехники, наше государство с каждым годом отстает от других цивилизованных стран. Отсюда следует показатель уровня развития страны в целом, ведь забота о здоровье и жизни гражданина, упомянутая в главном законе - Конституции Украины, является "наивысшей социальной ценностью".