Tecnologia Científica
Pronto para o trabalho: Roba´s de saúde obtem um bom prognóstico para a próxima pandemia
Os robôs ajudaram os hospitais a enfrentar a pandemia do coronavarus. Que lia§aµes os engenheiros estãolevando com eles ao pensar sobre a próxima geraça£o de robôs de saúde?
Por
Catherine Graham - 05/04/2021
Getty Images
Nãomuito depois da pandemia de gripe espanhola de 1918, o escritor tcheco Karel ÄŒapek introduziu pela primeira vez o termo "roba´" para descrever pessoas artificiais em sua pea§a de ficção cientafica RUR. Embora ainda não tenhamos criado os robôs humanoides
altamente inteligentes imaginados por ÄŒapek, os robôs mais comumente usados ​​hoje são sistemas complexos que funcionam ao lado de humanos, auxiliando em um conjunto cada vez maior de tarefas.
Em um artigo na Nature Machine Intelligence , os pesquisadores da Johns Hopkins discutem como a pandemia do coronavarus gerou inovações inesperadas na automação, ao mesmo tempo que revela gargalos para a implantação de sistemas robóticos em ambientes de saúde. Eles afirmam que os avanços na interação humano-roba´ - como melhorar a capacidade dos robôs de sentir, tocar e decidir - determinara£o se os robôs de amanha£ ajudara£o os hospitais a se manterem a frente da próxima pandemia.
No comenta¡rio, a equipe identifica três maneiras pelas quais os robôs melhoraram muito o atendimento ao paciente e a segurança do provedor durante o COVID-19: minimizando o contato entre pacientes infectados e profissionais de saúde, reduzindo a necessidade de EPI e dando aos provedores mais tempo para se concentrarem em tarefas craticas. Eles pensam em como as tecnologias podem ser aproveitadas para desenvolver robôs adapta¡veis ​​e confia¡veis ​​para futuras crises de doenças infecciosas.
"VOCaŠ ENTRA EM UMA PANDEMIA COM OS ROBa”S QUE POSSUI, NaƒO OS ROBa”S QUE GOSTARIA DE TER. ... PRECISAMOS CONSTRUIR RECURSOS BaSICOS EM SISTEMAS IMPLANTADOS QUE POSSAM SER FACILMENTE ADAPTADOS PARA OS DESAFIOS DO MOMENTO."
Russell Taylor
O Hub entrou em contato com os autores de comenta¡rios Axel Krieger e Russel Taylor, da Whiting School of Engineering, e Brian Garibaldi , diretor da Johns Hopkins Biocontainment Unit da Johns Hopkins Medicine, para obter informações sobre o futuro dos robôs durante surtos de doenças infecciosas.
O que a comunidade de roba³tica da área de saúde aprendeu durante esta crise?
Taylor: Vocaª entra em uma pandemia com os robôs que possui, não os robôs que gostaria de ter. Nãopodemos construir uma frota de robôs para uma emergaªncia e coloca¡-los em um depa³sito. Isso não éapenas economicamente via¡vel, mas, no momento em que vocêprecisar, eles podem estar obsoletos. Uma coisa que reconhecemos éque precisamos construir recursos ba¡sicos em sistemas implantados que possam ser facilmente adaptados para os desafios do momento.
Já tanhamos robôs que entregavam refeições ou mediam a temperatura de um paciente. Agora estamos falando sobre sistemas muito mais sofisticados - que podem fazer uma limpeza sanãria, que podem realizar tarefas de enfermagem, que podem fazer muitas coisas além de apenas entregar suprimentos - e que apresentam alguns desafios de engenharia interessantes.
Um grande problema tem sido a implantação e a rapidez com que um usua¡rio não especialista pode personalizar um roba´. Por exemplo, nosso roba´ ventilador de UTI foi projetado para um tipo de ventilador que pressiona botaµes. Mas alguns ventiladores tem botaµes, então precisamos ser capazes de adicionar uma modalidade para que o roba´ também possa manipular os botaµes. Digamos que vocêqueira um roba´ que possa atender a vários ventiladores; então, vocêprecisaria de um roba´ ma³vel com um acessório de braa§o, e esse roba´ também poderia fazer muitos outros trabalhos aºteis no cha£o do hospital.
Os robôs do futuro tera£o um papel mais significativo no tratamento clanico de doenças infecciosas, mas ainda existem barreiras para ter ferramentas roba³ticas prontas para quando a próxima pandemia chegar. Onde os engenheiros devem concentrar seus esforços de pesquisa para garantir que estejamos preparados?
Krieger: A pandemia mostrou algumas das limitações atuais dos sistemas robóticos para funcionar e se adaptar de maneira robusta em ambientes difaceis e muta¡veis ​​em grande escala. Os robôs em hospitais ocupados precisam ser capazes de gerenciar eventos inesperados e incertezas. A pesquisa precisa se concentrar no avanço da autonomia e nas estratanãgias de aprendizagem para robôs de saúde, para que eles possam realizar tarefas com supervisão limitada. A abordagem mais realista para robôs de saúde em um futuro pra³ximo éa autonomia compartilhada, que combina o conhecimento de especialistas médicos com as capacidades dos robôs.
Onde estãoas maiores oportunidades para robôs ajudarem os profissionais de saúde da linha de frente? Quais tarefas sera£o mais benanãficas?
Garibaldi: Um provedor humano precisa colocar um EPI novo toda vez que entrar na sala onde um paciente infeccioso estãosendo tratado. Os robôs não precisam usar EPI, o que libera suprimentos valiosos e tempo para fornecedores humanos. Quanto mais os robôs podem fazer, mais isso permite que os provedores humanos dediquem sua atenção a outros aspectos do cuidado.
Acho que uma grande área em que os engenheiros devem se concentrar éno aprimoramento da capacidade dos robôs de realizar tarefas motoras finas, para que possam realizar tarefas diretas de atendimento ao paciente, como colocar um tubo intravenoso, intubar a traqueia ou inserir cateteres centrais. Outras tarefas potenciais podem incluir limpeza ba¡sica da sala, flebotomia e gerenciamento e manipulação de ventiladores e monitores.
Qual papel os profissionais de saúde e os pacientes devem desempenhar no projeto desses sistemas robóticos para garantir que sejam eficazes e seguros?
Garibaldi: Os profissionais de saúde e os pacientes precisam estar conforta¡veis ​​tanto com a funcionalidade dos sistemas robóticos quanto com a interface real roba´-humano. Existem certas tarefas que os pacientes podem preferir que sejam realizadas por um clanico humano. Além da seleção de tarefas, os pacientes e cuidadores podem fornecer feedback importante sobre os materiais usados ​​na construção roba³tica - particularmente em componentes que tocam diretamente um paciente humano - bem como o design geral.
Taylor: Eles precisam estar envolvidos em todas as etapas do processo. Os engenheiros precisam de feedback sobre como esses sistemas realmente funcionam na natureza. Tambanãm queremos entender suas reações aos sistemas, especialmente se um cuidador disser: 'Nãotenho certeza se posso confiar em um roba´ para fazer isso'.
O que vocêestãopesquisando agora relacionado a esse problema?
Taylor: Estou interessado na questãoda autonomia ma³vel e consciência situacional: como pode um computador desenvolver informações suficientes sobre o ambiente para que possa fazer a tarefa que deve fazer, e como pode relacionar seu movimento geral e capacidades de detecção para essa tarefa especafica? Se eu digo a um roba´ para limpar uma sala, o roba´ precisa ser capaz de entender o que estãona sala e o que precisa ser limpo, e isso muda de dia para dia e de sala para sala. No Laborata³rio de Sensoriamento Computacional e Roba³tica, temos equipes investigando como a realidade aumentada pode aprimorar a colaboração humano-roba´. Muitos estãotrabalhando no contexto de robôs ciraºrgicos, mas hámuitas sobreposições com aplicações de cuidados clínicos.
Krieger: Nossa equipe estãotrabalhando em melhorias para o nosso roba´ de UTI para fornecer maior precisão e maior fidelidade na operação dos ventiladores. Tambanãm estamos investigando o uso de robôs na realização de imagens de ultrassom de pulma£o usando ca¢meras 3D e sensores de força. Por fim, estamos trabalhando em outros procedimentos ciraºrgicos robóticos auta´nomos, como suturas e ressecções de tumor.
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