الروبوتات الطبية: مستقبل واعد ولكن...
أوس ستار الغانمي
2024-05-09 04:25
إذا كنت تتمنى يوماً ما أن تتمكن بيد واحدة من إنجاز ما تحتاج عادةً إلى اليدين كلتيهما للقيام به فإن ذلك ممكن، ويعمل العلماء حالياً ليكون هذا الأمر بمتناول يدك، كما أنهم يبحثون في كيفية تأثير تلك التكنولوجيا على دماغك.
إبهام آلي
ضمن نتائج إحدى الدراسات المستمرة لباحثين بريطانيين من «يونيفرستي كولدج» في لندن (UCL)، طوّر العلماء إنتاج «إبهام آلي بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد 3D - Printed Robotic Thumb»، وهو ما يُعرف باسم «الإبهام الثالث Third Thumb» الذي يتم ارتداؤه على «اليد المسيطرة Dominant Hand» لدى الشخص (اليُمنى أو اليُسرى)، مما يجعله قادراً على القيام بالأعمال التي تتطلب عادةً كلتا اليدين لإنجازها.
ووفق ما تم نشره ضمن مجلة «علم الروبوتات Science Robotics»، وجد أولئك الباحثون أن المتطوعين تعلموا بسرعة كيفية استخدام أصبع الإبهام الإضافي، وذلك في رفع وحمل وفرز وتكديس أشياء متعددة، باستخدام يدهم المعزَّزة بإصبع الروبوت.
وقد أظهرت فحوص التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) للدماغ أنه بعد أيام قليلة فقط من ذلك الاستخدام، أعاد الدماغ تنظيم ما «تمثله» اليد الطبيعية في المنطقة الدماغية المرتبطة بالتحكّم في الحركة. ومن حيث المبدأ وصف الباحثون ذلك بحصول «تقلّص». أي حصل «تقلص» في حجم المنطقة التي تمثّل اليد الطبيعية في الدماغ. وأضافوا لم يتضح بعد ما إذا كان هذا التغيير جيداً أم سيئاً، مؤقتاً أم لا.
ولكنهم قالوا إنه يجب أن يعطي مجال استخدام الروبوت في «تعزيز الحركة Motor Augmentation» شيئاً للنظر فيه والمضيّ به قدماً، لأنه مجال علمي متطور ومزدهر.
ويشير مصطلح «تعزيز الحركة» إلى الأجهزة الآلية التي يمكن أن تعمل كأصابع إضافية أو حتى ذراع كاملة، بهدف توسيع قدرة الحركة البشرية الطبيعية.
وقالت الباحثة داني كلود، مصممة روبوت الإبهام الثالث، إن الأمر قد يبدو مثل الخيال العلمي، لكن الأصابع الإضافية يمكن أن تكون مفيدة في مجموعة من الوظائف. وكمثال على ذلك، استشهدت بعمال المصانع أو المهندسين الذين يؤدون بشكل روتيني مهام متكررة تتطلب جهداً جسدياً، وقالت كلود: «يمكن أن تساعدهم أيدٍ أو أصابع إضافية في مواقف التجميع الصعبة، مما يسمح لهم بأداء عملهم بطريقة أكثر أماناً وفعالية، وربما من دون مساعدة من الآخرين».
وقالت تمار ماكين، أستاذة علم الأعصاب الإدراكي بـ«لندن يونيفرستي كولدج»: «إن الزوائد الروبوتية يمكن استخدامها في كل شيء بدءاً من السيناريوهات عالية الدقة -مثل الجراحة- إلى الأعمال الروتينية. وهناك كثير من الأشياء التي يمكننا القيام بها إذا كانت لدينا إضافة إلى اليد، يمكننا تقطيع الخضار في أثناء تحريك المرق، أو احتساء قهوتنا في أثناء الكتابة. الفرص لا حصر لها، ولكن لأن هذا مفهوم جديد -ولأن عالمنا مصمَّم لاستيعاب أيدينا ذات الأصابع الخمس– سيبذل الأشخاص جهداً لتخيل ما يمكن استخدامه من أجله». ولكن على الرغم من إمكانية تخيل كثير من الاحتمالات، فقد كان الباحثون أيضاً حذرين: لا أحد يعرف بالضبط كيف سيستجيب الدماغ لهذه الوظائف الإضافية الروبوتية.
تعزيز روبوتي
ويتم ارتداء الجهاز الجديد لروبوت الإبهام الثالث، على جانب إصبع الخنصر من اليد، ويتثبّت بأشرطة تلتفّ حول المعصم والكفّ، ويقوم مرتديها بتشغيل إصبع الإبهام الجديد عن طريق التلاعب بأجهزة الاستشعار المثبتة تحت كل إصبع كبير في القدم «Big Toe». وقال الباحثون إنه على الرغم من هذا التنسيق المعقّد بين إصبع القدم والروبوت، أصبح المشاركون في الدراسة بارعين في استخدام الإبهام بعد خمسة أيام فقط.
وعلّق الدكتور إيران كلاين، طبيب الأعصاب في جامعة واشنطن والمتخصص في التقاطع بين علم الأعصاب والفلسفة، بالقول: «أعتقد أن الشيء المثير للاهتمام في هذه الدراسة أنها تطرح السؤال الأكبر: ما الذي سنسمح به كأشياء كي تصبح جزءاً منّا؟».
وهناك اليوم تطور في مجال علم الأعصاب لتكنولوجيا التعزيز الروبوتي (Robotic Augmentation Neuroscience)، وهو جانب علمي يُعنى بدراسة تفاعل الدماغ مع الآلة (Brain - Machine Interface). وصحيح أنه لا يزال ثمة كثير من البحث الذي يتعين القيام به، وسيتم اكتشاف الحدود النهائية لهذه التكنولوجيا عندما يصبح استخدامها شائعاً في العالم الحقيقي، لكن العلامات المبكرة جيدة للغاية، ويبدو أن مرونة الدماغ كافية للسماح بدمج ردود الفعل الروبوتية والتحكم الحركي في شبكاتنا العصبية الحالية. بيد أنه لا تزال هناك أسئلة حول مدى اكتمال هذا الدمج، وما التأثيرات العصبية الأخرى التي قد تنتج.
وللتوضيح، ما وجده الباحثون باستخدام التصوير الوظيفي بالرنين المغناطيسي للدماغ، هو أن الأشخاص غيّروا الطريقة التي استخدموا بها عضلات أيديهم بالإبهام الثالث، من أجل استيعاب الإصبع الإضافي. وكان هناك أيضاً تأثير على منطقة الحركة في قشرة الدماغ (Motor Cortex) التي تمثل اليد بالإبهام الإضافي.
ذاكرة العضلات
وفي البداية، أي في الحالة الطبيعية من دون تركيب روبوت الإبهام الثالث، كان لكل إصبع يتحرك بشكل مستقل نمطٌ مميز من تنشيط منطقة الحركة في قشرة الدماغ. وبعد تثبيت الروبوت والتدريب على استخدام الإبهام الإضافي، أصبحت هذه الأنماط أقل تميزاً وانخفض مستوى «التآزر الحركي Kinematic Synergy» لتحريك أصابع اليد، ولكن ظل المرء يستخدم بفاعلية عالية هذا الإبهام الإضافي وبتناغم وتنسيق مع الأصابع الأخرى في اليد الطبيعية. وتطورت «ذاكرة العضلات» التي هي في الحقيقة ذاكرة دماغية (ضمن مستوى الإدراك الواعي) لحركات عضلية منسقة محددة. مثل ما يحصل في أثناء الكتابة على الكومبيوتر أو الآلة الكاتبة، إذْ لا يفكر المرء على الإطلاق في مكان كل مفتاح أو أي إصبع يجب أن يحركه، بل تظهر الكلمات التي يفكر بكتابتها على الشاشة بعملية تلقائية.
وهو ما وضحه الدكتور كلاين من جامعة واشنطن بقوله: «الدماغ يتغير طوال الوقت استجابةً لمهارات التعلم». وأوضح أن هذا ليس مفهوماً جديداً تماماً، بل إن استخدام الإنسان لعدد من الأشياء كالنظارة أو السماعة أو العصا أو غيره، يجعل المرء يشعر بأنها جزء منه.
4 أنواع رئيسية من روبوتات الرعاية الصحية
أدى استخدام التكنولوجيا والذكاء الصناعي في الرعاية الصحية إلى فتح مجالات وآفاق واسعة لزيادة دور الروبوتات الطبية «Medical Robots» في تخفيف الضغط على مقدمي الرعاية بسبب الشيخوخة وتزايد عدد السكان وظهور الأوبئة وارتفاع تكاليف الرعاية الصحية. وبالأساس، يمكن أن تساعد الروبوتات البشر على إكمال المهام بسرعة أكبر، مع عدد أقل من الأخطاء، بل تمكّنهم حتى من القيام بأشياء كان من المستحيل القيام بها لولا ذلك.
وإليك الأنواع الأربعة الرئيسية من الروبوتات المستخدمة لتحسين مستوى الرعاية في المستشفيات:
الروبوتات الجراحية «Surgical Robots»:
يتضمن الاستخدام الأكثر شيوعاً للروبوتات في الجراحة أذرعاً ميكانيكية مزودة بكاميرا و- أو معدات جراحية ملحقة بها، والتي يتحكم فيها الجراح. وتعني العمليات بمساعدة الروبوت، أنه يمكن إكمال الإجراءات المعقدة بمزيد من الدقة والتحكم الإضافي. وغالباً ما تكون العمليات بمساعدة الروبوت طفيفة التوغل «Minimally Invasive» أيضاً، مما يوفّر بديلاً للعمليات الجراحية المفتوحة، والتي تنطوي على مزيد من المخاطر المرتبطة وتتطلب فترة أطول للتعافي.
تشمل الأمثلة على الإجراءات التي تتم بمساعدة الروبوت استخلاص الخزعات، وإزالة الأورام السرطانية، وإصلاح صمامات القلب، وعمليات تكميم المعدة. وبعض هذه الروبوتات تمتلك أربعة أذرع ميكانيكية، يمكن تزويد كل منها بمجموعة من الأدوات الجراحية، وبعضها تمت الموافقة عليه من قبل إدارة الغذاء والدواء الأميركية (FDA) وبعض الروبوتات متخصص في تنظير البطن الرقمي (Digital Laparoscopy)، وهي عملية يتم إجراؤها عن طريق إحداث شق صغير في البطن أو الحوض، واستخدام كاميرا فيديو مصغرة لتوجيه الجراح.
روبوتات المستشفيات «Hospital Robots»:
يمكن أن تؤدي روبوتات المستشفيات مجموعة واسعة من الوظائف لتخفيف العبء اليومي عن الأطباء والممرضات والجراحين والفنيين. وهذا يشمل توزيع الأدوية وتخزينها واختيارها وإعادتها وإعادة تخزينها تلقائياً والتعامل مع العينات المعملية وتطهير الأجهزة والمعدات في أماكن الرعاية الصحية... ما يُسهم في توفير النفقات وأداء المهام الطبية بدقة وتقليل الأخطاء في المستشفيات وإتاحة الوقت لاختصاصي الرعاية الصحية للتركيز على رعاية المرضى.
روبوتات الرعاية «Care Robots»:
وفي حين أن كثيراً من هذه التقنيات مصممة للاستخدام في المستشفيات ومراكز الرعاية الصحية الأخرى، لكن يمكن لروبوتات الرعاية تقديم الدعم للمرضى المسنين أو المعوقين في منازلهم. وصحيح أنه لم يتم نشرها على نطاق واسع بعد، لكن من المتوقع أن يتغير هذا بشكل كبير خلال العقد المقبل لأداء مهام أكثر تعقيداً في المستقبل، بدءاً من تذكير المرضى بموعد تناول الأدوية وتقديم الطعام في أوقات الوجبات والتأكد من تناول الأدوية بالشكل الصحيح، إلى تقديم الدعم النفسي. وعلى سبيل المثال، تُستخدم حالياً روبوتات الرعاية في الغالب لأداء وظائف بسيطة مثل مساعدة المرضى على الدخول إلى السرير والنهوض منه، أو رفع المرضى من الأسرة إلى الكراسي المتحركة، أو مساعدة أولئك الذين يحتاجون إلى المساعدة للوقوف.
روبوتات الهياكل الخارجية «Exoskeletons Robots»:
وتشير المصادر الطبية إلى أن سوق روبوتات الهياكل الخارجية من أسرع القطاعات نمواً في جميع الروبوتات. وهي روبوتات مصممة لتوفير إعادة التأهيل البدني للمرضى الذين يتعافون من اضطرابات الأطراف السفلية مثل السكتات الدماغية وإصابات الحبل الشوكي. وتستخدم أجهزة استشعار موضوعة على الجلد لاكتشاف الإشارات الكهربائية في جسم المريض والاستجابة بحركة مفاصلهم. ولكن في الآونة الأخيرة، برز «اتصال الآلة بالدماغ» في تكنولوجيا روبوتات الهيكل الخارجي، أي التي تقرأ العقل.
الروبوتات الدقيقة... تطوُّر في التشخيص والمعالجة
عند ذكر الروبوتات، فإننا نفكر عموماً في الآلات الضخمة المزودة بأنظمة معقدة من الإلكترونيات وأجهزة الاستشعار والبطاريات والمشغلات. لكن على المستوى المجهري، تختلف الروبوتات الدقيقة «Micro Robot» تماماً.
وكما هو الحال في كثير من أمثلة المُحاكاة الصناعية لأشياء في الطبيعة، كإنتاج السيارة والطائرة وغيره، فإن طريقة التنقل وأشكال التغيرات (الهيكلية والوظيفية) التي تقوم بها الكائنات الدقيقة مع تغير ظروفها البيئية داخل الجسم وسوائله، هي التي ألهمت العلماء المبادئ الأساسية لصنع الروبوتات الدقيقة اللينة بسهولة، وبتكلفة معقولة، وبقدرات عالية على السباحة من خلال السوائل المعقدة الموجودة في جسم الإنسان.
ولذا عند بدء تصنيع الروبوتات الدقيقة القادرة على السباحة داخل الجسم، كان ثمة مجموعة من التحديات في طريقة التركيب، وطريقة التوصيل إلى داخل الجسم، وآليه اكتساب قدرات التفاعل مع البيئة المحيطة بها كالتي تمتلكها الخلايا الحية والميكروبات.
وفي شأن التركيب والتوصيل، استخدام العلماء طريقة الطي القائمة على الأوريغامي «Origami – Based»، كتطبيق عملي لـ«الذكاء المُجسّد Embodied Intelligence».
وللتوضيح، فإن الروبوتات الصغيرة المصممة للاستخدام داخل الجسم، تتكون من طبقات من الهيدروجيل المتوافق حيوياً، والمطوية بطريقة «الأوريغامي». وكما هو معروف، طريقة الطي الأوريغامي في أبسط صورها، تعتمد تحويل ورقة مسطحة إلى تصاميم معقدة مجسّمة من خلال الطي (كما يصنع الأطفال قارباً أو طائرة من ورقة). وهي نفس الطريقة المُستخدمة في الأقمار الصناعية والمحطات الفضائية، التي يتم فتحها في الفضاء بعد أن كانت عند إرسالها كتلة واحدة.
وتم أيضاً تطوير صناعة روبوتات دقيقة تتكيف مع خصائص السائل الذي تتحرك خلاله. وعلى سبيل المثال، إذا واجهت تغيراً في اللزوجة أو التركيز التناضحي «Osmotic Concentration» للأملاح والمعادن، داخل سائل الدم أو أي سوائل أخرى في الجسم، فإنها تعدّل شكلها للحفاظ على سرعتها وقدرتها على المناورة دون فقدان السيطرة على اتجاه الحركة. ولأنها تتضمن جزيئات مغناطيسية صغيرة، يُمكن إعادة برمجتها والتحكم في دفعها (من خارج الجسم) باستخدام مجال كهرومغناطيسي متغير، أو تركها للتنقل بمفردها من خلال التجاويف باستخدام تدفق السوائل.
وضمن مجلة «تطورات العلوم Science Advances»، عرض باحثون من بريطانيا وسويسرا مقالتهم العلمية بعنوان «الحركة التكيفية للسباحة الدقيقة الصناعية»، وقالوا: «إن تطوير سباحين أدوات صناعية مجهرية MicroSwimmers (روبوتات دقيقة) يمكنها عبور الحواجز البيولوجية، والتنقل عبر سوائل الجسم، والوصول إلى المواقع المرضية البعيدة، سيُحدث تغيراً جذرياً في العلاجات المستهدفة». وفقًا لصحيفة "الشرق الأوسط".
يساعد الممرضات ويدردش مع المرضى
يمكن لروبوتات الذكاء الاصطناعي أن تخفف بعض العبء عن كاهل الممرضات المنهكات من خلال التعامل مع أسئلة المرضى وأداء مهام بسيطة".
من المتوقع أن تعج المستشفيات قريباً بأطباء وممرضين آليين يقومون برعاية المرضى والرد على أسئلتهم واستفساراتهم وتقديم الرعاية اللازمة لهم، وذلك بعد النجاح الكبير الذي حققته التجارب في هذا المجال، خاصة مع تصاعد وتيرة الأزمة الناتجة عن نقص الأطباء والعاملين في المهن الطبية في العديد من دول العالم بما يؤخر من عمليات العلاج التي يحتاجها المرضى.
وبحسب التفاصيل التي نشرتها جريدة "ديلي ميل" البريطانية، واطلعت عليها "العربية نت"، فقد نجحت تجربة مهمة في هذا المجال ببريطانيا، حيث حقق "الروبوت" نجاحاً كبيراً في التعامل مع المرضى والإجابة على استفساراتهم، وهو ما يُمكن أن يخفف بشكل كبير من الأعباء الملقاة على عاتق الأطباء وكادر التمريض في المستشفيات.
وقالت الجريدة "إنه يمكن لروبوتات الذكاء الاصطناعي أن تخفف بعض العبء عن كاهل الممرضات المنهكات من خلال التعامل مع أسئلة المرضى وأداء مهام بسيطة".
وأجريت تجربة ناجحة مؤخراً في إحدى المستشفيات، وتبين أن الروبوتات كانت قادرة على الإجابة "بسلاسة" على الاستفسارات المتعلقة بطول الوقت حتى يصبح الطبيب متفرغاً ومواضيع أخرى.
وكانت الآلات أيضاً قادرة على المشاركة في "دردشة عامة" مع المرضى، بالإضافة إلى تقديم الاختبارات والألغاز وحتى تمارين التنفس المهدئة، والأهم من ذلك، أنهم وجدوا أنهم قادرون على مواكبة المحادثات التي تشمل العديد من الممرضات والمرضى في وقت واحد.
ولعب "الروبورتاريوم الوطني" في بريطانيا -ومقره جامعة هيريوت وات في إدنبرة- دوراً محورياً في مشروع "الروبوتات المساعدة اجتماعياً في الرعاية الصحية للشيخوخة" الذي يموله الاتحاد الأوروبي بقيمة 7 ملايين جنيه إسترليني.
وتهدف تجربة أجريت على مرضى كبار السن في أحد مستشفيات باريس إلى اختبار ما إذا كانت الروبوتات قادرة على "مساعدة المرضى، وتخفيف قلقهم، وتخفيف الضغط على طاقم التمريض".
وقال العلماء إن الروبوتات يمكن أن تكون حيوية في "تعزيز الإنتاجية" فيما يتعلق "بالواجبات البسيطة ولكن المتكررة" في الرعاية الصحية، وأشاروا إلى أنه يمكن بفضل هذه الروبوتات أيضاً تقليل خطر انتقال العدوى عن طريق تقليل الاتصال الجسدي المحتمل بين الأطباء والمرضى.
وتم إدخال ما يسمى بـ"الروبوتات الاجتماعية" بشكل متزايد إلى الأماكن العامة باستخدام نفس التكنولوجيا التي تستخدمها روبوتات الدردشة لإجراء محادثات بطلاقة تشبه المحادثات البشرية مع الزوار.
وقال أوليفر ليمون، أستاذ الذكاء الاصطناعي والقائد المشارك في برنامج (National Robotarium) إن النتائج تمثل "معلماً هاماً" في جلب الروبوتات الاجتماعية إلى المستشفيات.
وأضاف "إن احتمال تعاون الروبوتات بسلاسة مع موظفي المستشفى لتعزيز تجربة المريض أصبح الآن أقرب إلى الواقع"،
وتابع: "لقد أظهرت التجارب الأولية الواعدة قدرة الروبوت الخاص بنا على التحدث بفعالية مع المرضى ومرافقيهم في وقت واحد".
وأوضح أن الآلات كانت قادرة على تنفيذ "المهام الروتينية"، مثل إعطاء التوجيهات وتوفير المعلومات العامة، مع الإجابة أيضاً على "الأسئلة المتكررة"، مثل أوقات العمل و"كم من الوقت يجب أن أنتظر؟". وأضاف أنه يمكنهم أيضاً "المساعدة في التخلص من القلق وتوفير الترفيه"، من خلال تمارين التهدئة وممارسة الألعاب مع المرضى.
وقال الوزير في الحكومة الاسكتلندية مالكولم أوفورد "إن التجارب المبكرة على الروبوتات المساعدة تثبت نجاح الإمكانات الكبيرة التي تتمتع بها هذه التكنولوجيا المتقدمة لتقديم الدعم الحيوي للعاملين في مجال الصحة، وتحسين رعاية المرضى ومنع انتشار العدوى والأمراض". وفقًا لموقع "العربية".
ابتكارات تُمهد لجيل جديد
مع تقدم التكنولوجيا الطبية، أصبح تنفيذ العمليات الجراحية المُعقدة حقيقة واقعة. وبفضل التقنيات الجديدة، مثل الروبوتات الطبية، امتلك الجراحون القدرة على الوصول لمناطق كان يصعب الوصول إليها سابقاً، وباتوا ينفذون جراحات دقيقة مثل جراحات المخ والأعصاب والقلب والعظام. لكن هذا ليس نهاية المطاف، فهناك مجال واعد آخر، وهو روبوتات طبية دقيقة، وهي روبوتات صغيرة للغاية، قادرة على التحرك في مساحات ضيقة؛ ما يجعلها مثالية لأماكن يصعب الوصول إليها جراحياً مثل الأوعية الدموية الدقيقة والجهاز العصبي.
ويمكن لهذه الروبوتات أن تساعد في توصيل الأدوية والعلاجات إلى مناطق معينة من الجسم، مثل الأورام أو الخلايا المريضة، بالإضافة إلى إزالة الخلايا أو الأنسجة المريضة، مثل الأورام أو الخلايا السرطانية.
روبوتات ناعمة صغيرة
تتمتع الروبوتات الناعمة الصغيرة وهي روبوتات دقيقة جداً وقابلة للطي، بالقدرة على تنفيذ الإجراءات الطبية، مثل الخزعة، ونقل الخلايا والأنسجة، بطريقة طفيفة التوغل. وهناك طرق عدة لتحريك والتحكم في هذه الروبوتات، أبرزها التحكم عن بُعد باستخدام مجال مغناطيسي أو ضوء أو موجات صوتية. ولا تزال الروبوتات الناعمة الصغيرة قيد التطوير، وفي محاولة لخروج تلك الروبوتات إلى النور، ابتكر فريق من الباحثين في جامعة «واترلو» الكندية، مواد ذكية متقدمة قالوا إنها ستكون بمثابة اللبنات الأساسية لجيل مستقبلي من الروبوتات الطبية الدقيقة، ونشرت النتائج في 2023 في دورية «نيتشر كومينكيشنز». وأوضح الباحثون أن المادة المبتكرة عبارة عن مركبات هيدروجيل متقدمة تتضمن جزيئات السليلوز النانوية المستدامة المشتقة من النباتات، ويمكن استخدامها كوحدة بناء للأجيال القادمة من الروبوتات صغيرة الحجم.
والهيدروجيل أو الهلام المائي، هو بوليمر متشابك لا يذوب في الماء، إذ إنه شديد الامتصاص، لكنه يحافظ على هياكل محددة جيداً، وتدعم هذه الخصائص العديد من التطبيقات، خاصة في المجال الطبي الحيوي. وأضاف الباحثون أن طول الروبوتات الناعمة الصغيرة المعتمدة على تلك المادة، يبلغ سنتيمتراً واحداً كحد أقصى، وهي متوافقة بيولوجياً مع الجسم وغير سامة.
وطور فريق البحث الذي قاده الدكتور حامد شاهسافان، الأستاذ في قسم الهندسة الكيميائية جامعة «واترلو»، منهجاً شاملاً لتصميم الروبوتات الدقيقة وتوليفها وتصنيعها ومعالجتها. وفي حديث لـ«الشرق الأوسط»، شرح شاهسافان هذا النهج الذي يتركز على 4 عناصر أساسية، أولها أن هذه الهلاميات المائية تستجيب للمحفزات الخارجية، ما يعني أنها تتأثر عند تعرضها للتغير في درجة الحرارة البيئية والملوحة والحموضة. ثانياً، يتميز الهيدروجيل بالالتئام الذاتي، بحيث يمكن لصق الأجزاء المختلفة من المادة دون الحاجة لمواد لاصقة. ثالثاً، يحتوي الهيدروجيل على جسيمات نانوية تشبه القضبان من بلورات السليلوز النانوية، التي، بتركيز معين، يمكن أن تخلق طوراً بلورياً سائلاً وتكون موجهة جيداً في اتجاهات مختلفة، ما يسهل عملية التحكم بها. وأخيراً الهيدروجيل غير السام.
استخدامات متعددة
وعن الخطوة التالية في هذا البحث، أشار شاهسافان إلى أن الفريق يتطلع إلى تقليص حجم الروبوتات وجعلها «أقل مليمترية». كما يطمح الفريق لاستخدام المادة المبتكرة مثل حبر لإجراءات الطباعة ثلاثية الأبعاد المختلفة، واستخدام التركيبات الناعمة المصنوعة من هذه المواد كروبوتات وأجهزة طبية حيوية صغيرة الحجم لتطبيقات العالم الحقيقي. وأوضح أنه يمكن استخدام هذه المادة مثل حبر لإنشاء المحركات اللينة والروبوتات بمقاييس مختلفة باستخدام تقنيات التصنيع المضافة المختلفة.
وتعد الدكتورة فيرونيكا ماجدانز، الأستاذة المساعدة في هندسة تصميم الأنظمة بجامعة واترلو الكندية، بأن تشكل الروبوتات الطبية الدقيقة تغيراً كبيراً في المجال الطبي.
وعن كيفية تغيير تجربة العلاج بالنسبة لمرضى السرطان أو الكلى، وهل سيزيد معدل نجاح علاجات الخصوبة إذا تمكن المتخصصون من توجيه الحيوانات المنوية الحية مباشرة إلى الموقع الأكثر ملاءمة، تقول ماجدانز: «سر الإجابة عن هذه الأسئلة وغيرها يكمن في الروبوتات الطبية الدقيقة».
يركز عمل ماجدانز على الهندسة الطبية الحيوية. وقد انضمت أخيراً إلى فريق معهد لايبنتز لأبحاث الحالة الصلبة والمواد في ألمانيا، حيث طور الباحثون روبوتات صغيرة مصنوعة من البلاتين والحديد يمكنها التحرك بسرعة بفضل التفاعلات التحفيزية التي يغذيها بيروكسيد الهيدروجين.
كما قامت بتطوير روبوتات صغيرة يمكن التحكم فيها مغناطيسياً لمختلف التطبيقات الطبية والبيئية والتصنيعية. تقول ماجدانز: «تم تشخيص إصابة أخي بسرطان الدم عندما كان عمره أربع سنوات فقط. إن رؤية مدى تأثير الآثار الجانبية للعلاج الكيميائي التقليدي عليه جعلتني أدرك أننا بحاجة إلى إيجاد طرق أفضل لعلاج السرطان».
وليست العلاجات الطبية هي المجالات الوحيدة التي يبشر فيها تطبيق الروبوتات الصغيرة بتطور كبير، بل إن حجمها الصغير يجعلها مثالية للتطبيقات البيئية مثل استشعار الملوثات في مياه البحر، ويمكن استخدامها أيضاً في التصنيع والأتمتة للمساعدة في مهام مثل تجميع الأجزاء عن بعد، وفق ماجدانز. وفقًا ما نشرته صحيفة "الشرق الأوسط".
تزاحم الأطباء في غرف العمليات
حين نسمع كلمة "روبوت" تحضر إلى أذهاننا صورة آلات شكلها قريب إلى الإنسان، وتتكلم وتنفّذ الأوامر التي تعطى لها كما في أفلام حرب النجوم، أو تنتفض علينا كما في الأفلام الكثيرة التي تناولت ثورات الروبوتات على الإنسان واحتلال العالم لتقوده محله.
فكيف الحال لو كان الحديث عن الروبوت الطبي أو الجراحي، سنعتقد أنه آلة تملك أيدي وأصابع وعينين، ويمكنها أن تجري العمليات الجراحية بدلاً من الطبيب، وأنها ستحلّ محله. فتتناقض آراء الناس حول هذا الروبوت الطبيب، على أساس أنه قد يخطئ في العملية الجراحية أو أنه لا يملك الوعي البشري لوضع الحلول في المشكلات الطارئة خلال العمليات، أو سنجد آراء أخرى ترى الروبوت أكثر أماناً ونظافة وقدرة تقنية على إجراء العمليات.
مساعد لا بديل
غير أن الأمر لا يجري بهذه الطريقة في كل الأحوال، فالروبوت الجراحي يديره طبيب جراّح، وهو الذي يعطيه الأوامر اللازمة ليؤدي بعمله، ولا يستطيع إجراء عمليات جراحية وحده، لذا فهو مساعده لا بديله. فالروبوتات هي في مرتبة "خدم البشر"، وهو الوصف الذي استخدمه الكاتب العلمي الأميركي إسحاق عظيموف، في قصصه القصيرة حول عالم المستقبل والروبوتات.
بات عمل الروبوت في غرف العمليات الجراحية مكملاً لعمل الطبيب، ولا يمكن القول إنه حلّ مكانه، لأن الطبيب الجراح هو من يديره أو يقوده، ما يعني استحالة إجراء الروبوت العملية منفرداً.
يتحكّم الجرّاح بحركات الروبوت من خلال كمبيوتر خاص، يمكّنه من إعطاء الأوامر للأذرع الخاصة بالروبوت. وقد أصبح الجراح الآلي من التقنيات الضرورية في كثير من العمليات الجراحية مثل الجراحات النسائية والمسالك البولية والبروستات وعمليات القلب والقسطرة والشرايين وجراحات الدماغ. وفقًا لموقع "اندبندنت عربية".
تساعد في الكشف عن مشكلات الصحة العقلية لدى الأطفال
اقترحت دراسة أن الروبوتات يمكن أن تساعد في اكتشاف مشكلات الصحة العقلية لدى الأطفال.
استخدم باحثو جامعة كامبريدج روبوتاً يشبه حجم الطفل لإكمال سلسلة من الاستبيانات لتقييم الصحة العقلية مع 28 طفلاً تتراوح أعمارهم بين 8 أعوام و13 عاماً، وفقاً لشبكة «سكاي نيوز».
وجد البحث أن الأطفال كانوا على استعداد للثقة بالروبوت، وفي بعض الأحيان يشاركون المعلومات التي لم يشاركوها بعد عبر الإنترنت أو خلال الاستبيانات الشخصية.
على الرغم من أن الروبوتات لا يُقصد استخدامها بديلاً لدعم الصحة العقلية، فإن الباحثين يقولون إنها يمكن أن تكون إضافة مفيدة لأساليب تقييم الصحة العقلية.
قالت طالبة الدكتوراه نيدا عترات عباسي، المؤلفة الأولى للدراسة: «نظراً إلى أن الروبوت الذي نستخدمه هو بحجم طفل، ولا يشكل تهديداً على الإطلاق، فقد يرى الأطفال الروبوت على أنه صديق مقرب؛ فهم يشعرون أنهم لن يواجهوا مشكلة عند مشاركة الأسرار معه».
وتابعت: «وجد باحثون آخرون أن احتمال إفصاح الأطفال عن معلومات خاصة، مثل تعرضهم للتنمر، على سبيل المثال، إلى إنسان آلي، أكبر من الإفصاح عن هذه الأمور لشخص عادي بالغ».
حصل كل طفل على جلسة فردية مدتها 45 دقيقة مع روبوت «ناو»، وهو إنسان آلي يبلغ طوله نحو 60 سنتيمتراً. تفاعل الأطفال مع الروبوت من خلال التحدث معه، أو عن طريق لمس أجهزة الاستشعار الموجودة في يدي الروبوت وقدميه. تتبعت أجهزة الاستشعار الإضافية نبضات القلب وحركات الرأس والعين أثناء الجلسة.
وتدرس البروفيسور هاتيس جونيس، التي تقود «مختبر الذكاء العاطفي والروبوتات» في قسم علوم وتكنولوجيا الكومبيوتر في «كامبريدج»، كيف يمكن استخدام الروبوتات للمساعدة اجتماعياً بوصفها مدربين للصحة العقلية للبالغين.
في السنوات الأخيرة، كانت تدرس أيضاً كيف يمكن للأطفال الاستفادة من ذلك. وقالت إن الأطفال «ينجذبون إلى التكنولوجيا».
وتابعت جونيس: «إذا كانوا يستخدمون أداة قائمة على الشاشة، فسيتم سحبهم من العالم المادي. لكن الروبوتات مثالية؛ لأنها موجودة في العالم المادي، فهي أكثر تفاعلية، وبالتالي يكون الأطفال أكثر تفاعلاً».
ما المشاكل التي قد تنتج عن جراحات المستقبل الروبوتية؟
يتزايد الاعتماد على تطبيقات الذكاء الصناعي في المجالات الطبية في الآونة الأخيرة وبخطى أكثر سرعة وتوسعاً بالمقارنة مع العقدين الماضيين.
وفي هذا الشأن، تناول موقع "Futurism" بعض الجوانب الإيجابية وكذا السلبية لهذا التطور، خاصة بعد الاعتماد على نطاق أوسع في استخدام الروبوتات الجراحية.
وبحسب الموقع، المعني بشؤون تكنولوجيا المستقبل، فإن الروبوتات الجراحية ومن أكثرها شهرة نظام da Vinci، في معظم الحالات حتى الآن، تستخدم باعتبارها امتداداً لجرّاح من البشر يسيطر على الجهاز من وحدة تحكم عن بعد داخل غرفة العمليات.
وهناك واحدة من أكثر الإجراءات طموحاً، بل ويقال إنها الأولى في العالم، وقعت في مونتريال في عام 2010، حيث كان أول أداء جنباً إلى جنب بين كل من جرّاح روبوت وكذلك طبيب تخدير روبوت (سمي كنوع من التندر باسم "McSleepy")، وكانت البيانات التي تم جمعها عن هذا الإجراء تعكس الأداء الرائع لهؤلاء الأطباء الروبوت.
وفي عام 2015، وبعد أكثر من عقد من الزمن بعد دخول الروبوتات الجراحية لأول مرة إلى غرفة العمليات، أجرى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تحليلاً بأثر رجعي من بيانات إدارة الأغذية والدواء FDA، لتقييم سلامة الجراحة الروبوتية. وكان هناك 144 حالة وفاة للمرضى و1391 إصابة مريض، تم الإبلاغ عنها، خلال فترة الدراسة، والتي كانت أساسا بسبب صعوبات فنية أو عطل الجهاز. وأشار التقرير إلى أنه "على الرغم من العدد المرتفع نسبياً من التقارير، فإن الغالبية العظمى من الإجراءات كانت ناجحة ولا تنطوي على أي مشاكل". ولكن عدد الأحداث في المناطق الجراحية الأكثر تعقيداً (مثل جراحة القلب والأوعية الدموية) كان "أعلى بكثير" مما كان عليه في مجالات مثل أمراض النساء والجراحة العامة.
ويبدو أن هذا الوضع يشبه الوجبات الجاهزة، في حين أن الجراحة الروبوتية يمكن أن تجرى بأداء جيد في بعض التخصصات، فإن من الأفضل أن يتولى العمليات الجراحية المعقدة جراحون من البشر، على الأقل حتى الآن. ولكن يمكن أن يتغير هذا الوضع بسرعة، وأن يصبح الجراح الروبوت قادراً على العمل بشكل أكثر استقلالية عن الجراحين البشر، ولكن سيصبح من الصعب معرفة من سيلقى عليه اللوم عندما يحدث خطأ.
ربما أن التكنولوجيا لا تزال جديدة نسبياً، فإن التقاضي في مثل هذه الحالات يشكل شيئاً من الرمادية من الناحية القانونية. وتقليدياً، فإن الخبراء يعتبرون أن سوء الممارسة الطبية يكون نتيجة الإهمال من جانب الطبيب أو انتهاك مستوى محدد من الرعاية.
ولكن تبقى الأسئلة.. هل يمكن لعائلة المريض أن تُحمل المسؤولية للجراح البشري المشرف على الروبوت؟ أم ستتحمل الشركة التي صنعت الروبوت، المسؤولية؟ أو هل يقع اللوم على المهندس الذي صمم ذلك الروبوت؟
هذه هي الأسئلة التي ليس لها في الوقت الحاضر إجابات واضحة - ولكن يجب معالجتها عاجلاً وليس آجلاً.
وسوف يتعاظم دور الذكاء الصناعي في مجالات الطب في السنوات القادمة، ففي تقريرأعدته Accenture Consulting، تبين أن القيمة السوقية للذكاء الصناعي في الطب في عام 2014 بلغت 600 مليون دولار. وبحلول عام 2021، فإن من المتوقع أن يصل هذا الرقم إلى 6.6 مليار دولار.
على الرغم من أننا نخشى أحياناً أن تقود الروبوتات المراحل التالية نحو دمج الذكاء الصناعي في الطب، فإن البشر هم الذين يجرون هذه الحوارات، وفي نهاية المطاف هم أنفسهم الذين يقودون التغيير. نحن الذين نقرر أين ينبغي تطبيق الذكاء الصناعي، وما الذي ينبغي تركه أو الاستمرار في أدائه بالطريقة القديمة.
وبدلاً من محاولة التنبؤ بما ستكون عليه زيارة الطبيب في خلال 20 عاماً قادمة، يمكن للأطباء من الآن استخدام الذكاء الصناعي كأداة للبدء في بناء المستقبل الذي يريدونه، المستقبل الذي يعتبر حاليا الأفضل بالنسبة لهم ولمرضاهم. وفقًا لموقع