移动手术机器人能够帮助缩小医疗保健方面的差距吗?Rhineland-Palatinate工业大学Kaiserslautern-Landau(RPTU)和DFKI的研究人员正在解决这个问题。他们正在使用未来的移动通信标准6G，将机器人技术与人工智能方法相结合。他们的目标是:进行一项分析，展示遥控机器人在外科手术中的潜力，并确定人工智能和通信网络的要求。他们将于11月13日至16日在德国 Düsseldorf 举行的Medica医疗技术贸易博览会上，在3号馆E80展位的Rhineland-Palatinate研究展台上展示他们的研究成果。
在手术中使用机器人并不是一个全新的想法。创新之处在于使这些系统可以远程或移动操作。项目负责人Marc Ruffing在DFKI进行“智能网络”研究，在RPTU担任“无线电通信和导航主席”，他概述了所涉及的挑战:“到目前为止，执行操作的人必须在手术室附近，因为远程控制机器人的移动使用由于此类系统的规模和基础设施尚不实用。此外，系统的控制并不直观。操作人员在屏蔽屏幕上使用操纵杆。自然运动和触觉反馈都缺失了。与人类不同，机器人不够敏感。”
对延迟的高要求
Ruffing和他的团队已经将克服这些障碍作为他们的研究任务。为了做到这一点，他们使用了一个由两个协作机器人手臂组成的演示器，因此代表了一个经典的设置。一只机械臂可以由人手通过另一只的引导来控制。该系统以力反馈的形式实现虚拟触觉反馈，从被控机械臂传递到被控机械臂。这让控制型的人感觉到他们在做什么。两个机器人之间的通信通过网络进行。在传输过程中没有大型数据包——问题的关键是相当不同的:“特别是在远程控制操作等高度敏感的活动的情况下，特别适用于高延迟要求。实施手术的人发出的控制命令必须毫不拖延地到达治疗地点，”团队负责人Christoph Lipps解释说。“这就是为什么我们使用测试场景来指定未来6G移动通信标准在实时控制方面必须满足的要求。”
让控制更“自然”
与此同时，该团队正在研究如何使用智能技术来改善系统的运行。除此之外，他们正在测试一种基于近红外的动作捕捉系统。这使得像手这样的物体及其运动可以在空间中以毫米级的精度被捕获。这将消除对不自然的操纵杆控制的需求。还可以将人机接口(脑机接口，BMI)集成到系统中。“通过使用脑电图或近红外光谱来测量一个人的脑电波，我们可以获得有关他们精神状态的数据，”该团队的研究助理Matthias Rüb说。“人工神经网络，一种机器学习领域的应用程序，负责分析。它扫描脑机接口测量的数据，并为它们分配精神状态。例如，如果医生的注意力减少或他的压力水平增加，就会发出警告信息。
对“Open6GHub”的贡献
该团队将利用该项目的结果来填写手术机器人实时远程控制的规范。“我们不是在开发医疗设备，”Ruffing 总结道。“相反，我们感兴趣的是定义6G和人工智能的需求，以便将该技术投入使用，例如，以移动手术室的形式或内置到救护车中。”
该项目位于“Open6GHub”框架下，由Hans Dieter Schotten教授协调，他是DFKI智能网络研究领域的负责人，也是RPTU无线电通信与导航系主任。除了RPTU和DFKI之外，其他大学和研究机构也参与了该项目。在研究联盟中，合作伙伴希望为整体6G架构的发展做出贡献，并在以下领域推出端到端解决方案，其中包括:具有高度敏捷的所谓有机网络的先进网络拓扑，安全性和弹性，太赫兹和光子传输方法，网络中的传感器功能及其智能使用和进一步处理，以及特定应用的无线电协议。
在此过程中，研究人员对对话和合作持开放态度。Schotten说:“我们正在寻求尽早与公众进行互动对话，同时也准备好与行业和用户合作。”“为此，我们将设立开放实验室和开放实验场。最后但同样很重要的是，我们希望通过让中小企业和初创企业及其成果参与进来，促进开放的创新体系。”
