ربات‌های جراح بخش مهمی از مهندسی پزشکی و تحقیقات رباتیک را به خود اختصاص داده‌اند. این دسته از ربات‌ها با شاخه رباتیک پزشکی مرتبط هستند و اهمیت آنها رو به افزایش است. توان رسان در تأمین قطعات خاص مورد استفاده در ربات‌های جراح و فناوری پیشرفته رباتیک در اتاق عمل مدت‌ها است که مشغول تحقیق، تأمین و مشاوره دادن به همکاران صنعتی خود می‌باشد. در این مقاله به بررسی بخش‌های مختلف این گونه ربات‌ها و ویژگی‌های آنها خواهیم پرداخت.
ربات‌های جراح برای انجام حرکت‌های مورد نیاز خود به نرم‌افزاری هوشمند و کنترل مستمر توسط اپراتور نیاز دارند. بهینه سازی فرآیندهای ربات از طریق نرم افزار هوشمند انجام می‌شود. به همین علت، به چنین پیکربندی هایی تله منیپلاتور(سیستم‌های هوشمندی که از راه دور توسط اپراتور و با نظارت نرم افزارهای هوشمند کنترل می‌شوند) می‌گویند. ربات‌های جراح، در نقش دستیار به کار می‌روند و عموماً فعالیت‌هایی را که فراتر از حد توانایی انسان از لحاظ کیفی و یا کمی هستند را انجام می‌دهند.
تعداد ربات‌های جراح مورد استفاده در بیمارستان‌ها و کلینیک‌ها رو به افزایش است. تصور دخالت ربات‌ها در فعالیت‌هایی که نقش اساسی در تعیین مرگ و زندگی افراد دارند، هنوز با شک و تردید در بین عموم مردم مواجه است. اما شرایط رو به رشد و قابل قبولی در بکارگیری این نوآوری‌ها و مسائل فنی در اتاق عمل میسر شده است.
ساختار ربات‌های جراح
ربات‌های جراح از نظر اندازه و شکل متفاوت هستند. اما از دید پیکربندی شباهت‌های اساسی دارند. آنها معمولاً از یک واحد کنترل همراه با یک یا چند بازوی ماهر تشکیل شده‌اند.
بازوی ربات از بخش‌هایی شامل مفاصل، سنسورها، سیستم‌های درایو و یک عملگر نهایی تشکیل شده است. عملگر نهایی ارتباط بین ربات جراح و محیط پیرامون آن را میسر می‌سازد. ربات از این قسمت با بدن انسان تماس پیدا می‌کند. برای اطمینان از حداکثر دقت کار، چرخ دنده‌های موجود در مفاصل ربات باید قابلیت کارکردن در شرایط دشوار را داشته باشند. این بخش یکی از قسمت‌های بسیار با اهمیت می‌باشد که مجموعه توان رسان با کمک همکاران بین المللی خود به تامین قطعات بسیار دقیق و آموزش شرکت‌ها در انتحاب صحیح این قطعات برای چنین پروژه‌هایی اقدام می‌کند. نمونه آن چرخ دنده‌های هارمونیک درایو هستند که با ساختار کم حجم و عملکردی نرم و دقیق با لقی صفر در دنیا شناخته می‌شوند که در ایران، شرکت توان رسان به عنوان نمایندگی انحصاری فنی و بازرگانی کمپانی هارمونیک درایو آلمان، خدمات گوناگونی از جمله مشاوره، تأمین و خدمات پس از فروش محصولات این کمپانی را ارائه می‌نماید.
واحد کنترل، فناوری‌های یکپارچه ربات جراح را با کاربر مرتبط می‌کند و رابط بین فناوری و انسان است. پزشک با به کارگیری المان های کنترل و دسته‌های کنترل کابین ربات، بازوی ربات را به حرکت در می‌آورد. بازوهای ربات‌های حراج و عملگرهای نهایی معمولا مجهز به سنسورهای خاص و دارای واسطه لامسه‌ای هستند که در کابین کنترل حسی مانند انجام عمل واقعی را برای جراح به وجود می‌آورد. حسی شبیه لمس اجزای بدن در هنگام جراحی به کمک ابزار جراحی وقتی جراح خود در حال انجام عمل به صورت مستقیم است.
کاربرد ربات‌های جراح
قابلیت‌ها و ویژگی‌های ربات‌های جراح مدرن کاربردهای مهمی در روش‌های کمتر تهاجمی در جراحی مانند جراحی لاپاراسکوپی دارند. چنین روش‌هایی شامل برش‌های بسیار کوچک در حد چند میلی متر است. این روش نه تنها بیمار را در برابر تحمل ناراحتی‌های طولانی مدت پس از عمل جراحی مصون می‌دارد، بلکه طول مدت بستری در بیمارستان را نیز به حداقل می‌رساند.
فرمان‌های صادر شده توسط کاربر به وسیله واحد کنترل در این ربات‌ها به بازوی رباتیک ارسال می‌گردد، بازوی رباتیک و عملگر نهایی آن با بهره‌گیری از گیربکس‌های بسیار دقیق قابلیت آن را دارد که برش‌هایی در ابعداد میلیمتری با دقت بسیار بالا ایجاد نماید.
برای مثال در زمینه ارتوپدی، ربات‌های جراح می‌توانند برای قرار دادن دقیق پروتزهای مفصل زانو استفاده شوند. از آنجایی که آناتومی مفصل زانو انسان از فردی به فرد دیگر بسیار متفاوت است، استفاده از فرآیندهای استاندارد در هنگام انجام این گونه عمل‌های زانو ممکن نیست. ربات‌های جراح در چنین شرایطی با نظارت اپراتور، بر اساس یک مدل سه‌بعدی از پیش پیکربندی شده و اصلاح آنها در صورت لزوم، به کار گرفته می-شوند.
اگرچه گستره کاربردهایی که در آن ربات‌های جراح استفاده می‌شوند تا حد زیادی در روش‌های جراحی مانند جراحی لاپاراسکوپی، جراحی قفسه سینه، ارتوپدی و جراحی ضایعه (تروما) است، اما پتانسیل بسیاری برای کاربردهای بیشتر دردیگر رشته‌های تخصصی مانند گوش و حلق و بینی برای آنها پیش بینی می‌گردد.
دقت، اثربخشی و دسترسی از راه دور
استفاده از ربات‌های جراح فواید بسیاری را به همراه دارد. برای مثال بسته به ساختار ربات، اجزای آن مانند بازو، می‌توانند آزادانه در یک فضا حرکت کنند. این بدان معنی است که می توان حرکاتی را انجام داد و یا موقعیت‌هایی را پیاده ساخت که دستیابی به آنها برای انسان مشکل ساز یا حتی غیرممکن است.
اپراتور می‌تواند عمل جراحی را از راه دور هدایت کند و اقدامات ربات را به وسیله یک کابین خارجی کنترل کند. بازو و عملگر نهایی ربات به یک یا چند دوربین متصل است که اپراتور می‌تواند آنچه را که اتفاق می افتد مشاهده کند. به نظر می‌رسد با سرعتی زیاد به عصر جراحان رباتیک نزدیک می‌شویم، دورانی که بیش از پیش رباتیک و هوش مصنوعی را به پزشکی پیوند می‌دهد.