Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Разработка системы управления медицинским микророботом с применением методов нечеткой логики

# 12, декабрь 2014
DOI: 10.7463/1214.0748369
Файл статьи: SE-BMSTU...o075.pdf (1590.54Кб)
авторы: профессор, д.т.н. Ющенко А. С., Войнов В. В.

УДК 621.865.8

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Исследование посвящено разработке микророботов для диагностики и лечения трубчатых органов человека (кровеносные сосуды, желудочно-кишечный тракт и др.). Микророботы должны перемещаться внутри трубчатых органов подобно движению дождевого червя. Подобные микророботы разрабатывались в России и за рубежом, в том числе и в МГТУ им. Н.Э.Баумана. Система управления робота должна адаптировать процесс движения к особенностям биологической среды. При этом главным требованием к конструкции робота является  безопасность его применения внутри человеческого тела.
Экспериментальная модель микроробота состоит из трех гибких элементов, последовательное сокращение которых обеспечивает поступательное движение устройства. Диаметр робота меньше, чем диаметр кровеносного сосуда. При создании пониженного давления элемент сокращается и размещенные на нем контактные элементы прижимаются к стенкам сосуда. На борту робота имеется микро-видеокамера, позволяющая передавать информацию хирургу о ситуации внутри сосуда, а также другое необходимое оборудование. На опорных элементах имеются тензометрические датчики для контроля контактных сил. Движитель робота – гидравлического типа  с использованием физиологического раствора в качестве рабочей жидкости, что позволяет избежать опасности эмболии.
Микроробот является частью робототехнической системы, включающей также гидропривод, вынесенный в стационарную ее часть, и интеллектуальный интерфейс оператора. Хирург-оператор имеет возможность исследовать внутреннюю поверхность сосуда с помощью имеющегося на борту робота оборудования и управлять его движением внутри сосуда. Его действия поддерживаются экспертной системой. Конструкция микроробота обеспечивает его удержание в потоке крови и его движение внутри сосуда, не повреждая его внутреннюю поверхность.
Особенность движения робота – в его циклическом характере, при котором звенья последовательно принимают одно из двух возможных положений: звено активно (сжато) или пассивно (растянуто). Условия перехода от одного состояния к другому определены только приблизительно и зависят от конкретной ситуации. Поэтому предлагаемая математическая модель основана на концепции нечетких конечных автоматов. При этом условия перехода определяются с помощью нечетких продукционных правил.
Медицинские микророботы обладают широкими возможностями выполнять диагностические или хирургические операции, проникая в труднодоступные отделы организма; делают такие операции менее травматическими  и более безопасными для пациента.

Список литературы
  1. Войнов В.В., Поспелов В.И., Гаврюшин С.С. Оценка влияния микро-робототехнической системы на стенки кровеносного сосуда человека // XIV науч.-техн. конференция «Экстремальная робототехника»: матер. СПб., 2004. C . 126- 133.
  2. Градецкий В.Г., Князьков М.М., Фомин Л.Ф., Чащухин В.Г. Механика миниатюрных роботов. М.: Наука, 2010. 265 с.
  3. Войнов В.В. Адаптивная система управления внутрисосудистым медицинским микророботом: дис. … канд. техн. наук. М., МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.
  4. Войнов В.В., Ющенко А.С. Адаптивное управление микророботом для диагностики трубчатых органов // Вопросы оборонной техники. Сер. 16. 2005. Вып. 7-8. С. 103-108.
  5. Мелихов А.Н., Бернштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. М.: Наука, 1990. 272 с.

Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)