Nasa leidt robot op tot chirurg

04/04/14 om 15:26 - Bijgewerkt om 15:26

De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa wil zijn Robonaut 2 - de eerste behendige antropomorfische robot in de ruimte - omvormen tot een perfecte chirurg.

Nasa leidt robot op tot chirurg

© Reuters

In de robot die de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa ontwierp, moet wel een uitstekende chirurg schuilen. Hij zal niet panikeren bij een noodgeval, zijn handen zullen niet trillen na een nachtje stappen, hij zal zijn familie niet missen in de verre ruimte en hij moet niet eens ademen.

Endovasculaire chirurgie

Toch zijn die hoopvolle capaciteiten nog niet helemaal aan de oppervlakte gekomen. De motorische functies van de chirurg-in-wording staan nog niet volledig op punt. Daar werkt een team op aarde aan, want Nasa heeft grootse plannen met de nieuwe aanwinst.

De bedoeling is om de robot zover te krijgen om operaties uit te voeren op zijn ploeggenoten in de ruimte. De toekomstige beste dokter ter wereld moet worden ingezet in onherbergzame gebieden.

Een team van Nasa ontwikkelt technieken om de robot de kneepjes van het vak aan te leren. Zo wordt de Robonaut op aarde opgeleid om de hartslag in de nek van een pop te kunnen vinden. Zodra dat lukt, moet de robot een spuit kunnen geven zonder de halsslagader te raken. Als de injectie bij de pop lukt, kan de robot het precisiewerk perfect nabootsen bij een menselijke reële patiënt, waarbij de machine de spuit vanuit net dezelfde hoek zal geven. Het uiteindelijke doel is om de robot medische operaties zoals endovasculaire chirurgie - waarbij de patiënt via de bloedvaten wordt geopereerd - te laten uitvoeren.

Schoonmaker van het ISS

De spectaculaire doktersstunts in de ruimte lijken echter nog veraf. De robot slaagde er tot nu toe enkel in een zwevende rol plakband te vangen. Bovendien kan hij zich nog niet in een omgeving zonder zwaartekracht voortbewegen.

Momenteel bestaan er al vier robots in de Robonautreeks en er zijn er nog enkele in ontwikkeling. Maar de Robonaut 2 is de eerste behendige antropomorfische robot in de ruimte. Of dat is zijn torso toch. Voorlopig werd enkel het bovenlichaam met armen en hoofd naar het Internationaal Ruimtestation (ISS) gestuurd. De benen blijven nog even op aarde, tot de volgende missie beide delen kan verenigen.

Zodra het zover is, zal de robot - zolang hij zijn doktersdiploma nog niet gehaald heeft - als schoonmaker van het ISS worden ingezet. Hij zal basistaken uitvoeren om het station schoon te houden, zoals bijvoorbeeld het afvegen van handvaten. De volgende stap is om de robot te leren wandelen zodat hij ook buiten het station onderhoudswerken kan uitvoeren.

Handelingen met vertraging zijn uitdaging

Om al die handelingen te maken, wordt de robot vanop aarde bediend door Nasamedewerkers via een gezichtsmasker en handschoenen met virtuele realiteit. Zo ziet de medewerker wat de robot ziet en kan hij de bewegingen sturen. Vanuit de virtuele kit in het centrum in Houston worden de gegevens over de positie van handen en nek naar de ruimte verzonden. Videogegevens en andere data worden daarop teruggestuurd. De robot kan ook via een eenvoudig keyboard op een laptop bestuurd worden voor de minder gesofisticeerde zielen onder ons.

De grootste uitdaging om het tot chirurg te schoppen in de telegeneeskunde is de vertraging tussen de bewegingen van de medewerker op aarde en de robot in de ruimte. Een seconde vertraging bij het uitvoeren van een insnijding kan het verschil maken tussen te diep of te oppervlakkig en heeft dus een enorme invloed op het verloop van de operatie.

Tussen de aarde en het ISS is er sprake van enkele seconden vertraging, maar dat kan oplopen tot langere periodes. Tussen de aarde en Mars is er zelfs sprake van 20 tot 30 seconden vertraging, wat het probleem nog moeilijker maakt.

Een mogelijke oplossing daarbij is dat de astronauten in het ISS de robot controleren, niet de medewerkers thuis. Een andere mogelijkheid is om de robot te programmeren zodat die autonoom kan handelen tijdens bepaalde fases van een operatie. Via een afstandsbediening zou de robot door die verschillende fases begeleid kunnen worden.

Toch kan Robonaut 2 ook nu al bepaalde handelingen zelf uitvoeren. Op bevel kan hij bijvoorbeeld een voorwerp van de grond rapen: hij lokaliseert en identificeert het object om het ten slotte vast te grijpen.

Geen bovenmenselijke kracht

De Robonaut heeft zeven gewrichten in zijn benen en camera's in de voeten zodat hij kan zien waar hij naartoe gaat. Hij heeft vijf ogen waarmee hij behalve dezelfde lichtgolven als de mens, ook infraroodlicht kan opvangen om zijn dieptezicht te verbeteren. De robot denkt met zijn buik die vol krachtige processors zit, want in zijn hoofd is geen plaats voor hersenen.

In de vingers zitten pezen die naar de voorarm lopen op een gelijkaardige manier als bij de menselijke arm. Als de robot iets aanraakt, meten kleine sensoren op de vingers de kracht waarmee dat gebeurt, waardoor ook een zachte aanraking mogelijk is.

De robot werd niet ontworpen om bovenmenselijke kracht te hebben, maar hij is sterk volgens menselijke normen. Hij kan een gewicht van 9 kilogram (volgens de zwaartekracht op aarde) opheffen en verplaatsen met een arm.

Nasa ziet ondanks de grote uitdagingen veel potentieel in de uitvinding en hoopt dat de grootse plannen zullen resulteren in een evolutie van de kleuterrobot in het ISS naar een volleerd chirurg op Mars.

Lees meer over:

Onze partners