बड़े डिजाइन महत्वाकांक्षा वाला एक छोटा रोबोट
सिंगापुर स्थित नानयांग टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने बीज के आकार का एक चुंबकीय शल्य रोबोट विकसित किया है, जो उपलब्ध उम्मीदवार मेटाडेटा के अनुसार एक सेकंड से भी कम समय में पाँच उपकरणों के बीच स्विच कर सकता है। इस सीमित लेकिन स्पष्ट विवरण से भी इसका महत्व आसानी से समझ में आता है। शल्य रोबोटिक्स ने अब तक मुख्य रूप से सटीकता, दृश्यांकन और नियंत्रण में सुधार के जरिए प्रगति की है। लेकिन यह काम जिस दिशा को लक्ष्य कर रहा प्रतीत होता है, वह एक अत्यंत छोटे आकार में उपकरणों की बहुमुखी क्षमता है।
डिवाइस को बीज के आकार का और चुंबकीय रूप से नियंत्रित बताया गया है। यह संयोजन महत्वपूर्ण है क्योंकि इसका अर्थ है कि रोबोट बिना भारी, ऑनबोर्ड एक्ट्यूएशन हार्डवेयर के चल और काम कर सकता है, जो लघुकरण को कठिन बना देता। मेटाडेटा यह भी बताता है कि यह प्लेटफ़ॉर्म ऊतक काट सकता है, दवाएँ पहुँचा सकता है और नमूने एकत्र कर सकता है, और वह भी चुंबकीय क्षेत्रों के माध्यम से वायरलेस नियंत्रण के साथ। यदि आगे के विकास में यह प्रदर्शन बरकरार रहता है, तो यह रोबोट सिर्फ एक नवीनता से कहीं अधिक होगा। यह एक कॉम्पैक्ट शल्य प्लेटफ़ॉर्म का संकेत देता है जो अलग-अलग उपकरणों को बार-बार अंदर-बाहर किए बिना कई अलग-अलग काम कर सकता है।
तेज़ टूल-स्विचिंग क्यों मायने रखती है
सर्जरी में उपकरण बदलना नियमित प्रक्रिया है, लेकिन यह मामूली नहीं है। हर अदला-बदली समय बढ़ाती है, प्रक्रिया की जटिलता बढ़ाती है और समन्वय की मांग बढ़ाती है। न्यूनतम आक्रामक परिस्थितियों में, ऐसे बदलाव इस बात को भी सीमित कर सकते हैं कि सर्जन कहाँ और कैसे काम कर सकते हैं। एक ऐसा रोबोट जो एक सेकंड से भी कम समय में पाँच कार्यों के बीच बदल सकता है, एक अलग कार्यप्रवाह की ओर इशारा करता है: एक डिवाइस, एक पहुंच मार्ग, कई क्रियाएँ।
यह डिजाइन तर्क बेहद छोटे पैमानों पर और भी अधिक प्रभावशाली हो जाता है। व्यापक उपलब्ध पाठ में उल्लिखित 4.4-मिलीमीटर का रोबोट ऐसी जगह में काम करता है जहाँ स्थान बहुत कम होता है और सटीकता ही सब कुछ होती है। उस आकार पर, तेज़ी से पुनः विन्यास करने की क्षमता केवल सुविधाजनक नहीं होती। यह उस प्रणाली और एक ऐसे सामान्य मंच के बीच का अंतर हो सकता है जो सूक्ष्म-स्तरीय हस्तक्षेप के लिए उपयोगी बन जाता है।
स्रोत के सीमित विवरण के बावजूद, बताई गई क्षमताएँ काफी कुछ बताती हैं। ऊतक काटना सीधे हस्तक्षेप को संबोधित करता है। दवा पहुँचाना लक्षित उपचार की संभावनाएँ खोलता है। नमूना एकत्र करना निदानात्मक मूल्य जोड़ता है। इन सबको मिलाकर देखें तो यह एक ऐसे उपकरण की रूपरेखा बनती है जो प्रक्रिया के किसी एक क्षण तक सीमित नहीं है। यह संभावित रूप से निदान, उपचार और अनुवर्ती कार्रवाइयों के बीच बिना अलग-अलग उपकरणों से बदले आगे बढ़ सकता है।
चुंबकीय नियंत्रण ही सक्षम करने वाली परत है
मेटाडेटा वायरलेस चुंबकीय नियंत्रण को संचालन की मुख्य विधि के रूप में पहचानता है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि चुंबकीय एक्ट्यूएशन चिकित्सा माइक्रोरोबोटिक्स और उन सूक्ष्म उपकरणों के लिए एक आकर्षक मार्ग बन गया है जिन्हें सीमित स्थानों में काम करना होता है। बाहरी चुंबकीय नियंत्रण ऑनबोर्ड मोटरों और पावर सिस्टम की आवश्यकता कम कर सकता है, जिससे डिजाइनर चाल-ढाल बनाए रखते हुए डिवाइस को छोटा कर सकते हैं।
व्यावहारिक रूप से, चुंबकीय नियंत्रण उन क्षेत्रों में काम करने का रास्ता भी देता है जहाँ टेथर्ड सिस्टम या बड़े जोड़दार उपकरण असुविधाजनक होते हैं। एक बीज-आकार का रोबोट जिसे बाहरी रूप से निर्देशित किया जा सके और आवश्यकता के अनुसार पुनः कॉन्फ़िगर किया जा सके, चिकित्सा इंजीनियरिंग के एक लंबे समय से चले आ रहे लक्ष्य में फिट बैठता है: पहुँच बिंदु पर कम आघात के साथ शरीर के भीतर गहराई तक अधिक क्षमता पहुँचाना।
एक सेकंड से भी कम समय में स्विचिंग का दावा वही विशेषता है जो सबसे अधिक ध्यान खींचेगी, क्योंकि यह लघुकरण को परिचालन उपयोगिता में बदल देता है। कई छोटे चिकित्सा रोबोट गति या एकल कार्य प्रदर्शित करते हैं। कम रोबोट ऐसे हैं जो कई कार्यों के बीच तेज़ संक्रमण का संकेत देते हैं। NTU प्रणाली स्पष्ट रूप से उसी बाधा को लक्षित करती प्रतीत होती है।
यह विकास क्या बदल सकता है
यदि यह अवधारणा प्रयोगशाला से आगे जाती है, तो सबसे महत्वपूर्ण प्रभाव प्रक्रियागत दक्षता और पहुँच का हो सकता है। ऐसे उपकरण जो हस्तक्षेप भी कर सकें और निरीक्षण भी, उन स्थितियों में आकर्षक होते हैं जहाँ चिकित्सक लचीलापन बनाए रखते हुए व्यवधान कम करना चाहते हैं। एक सूक्ष्म रोबोट जो काट सकता है, नमूना ले सकता है और दवाएँ पहुँचा सकता है, कुछ मामलों में कम आक्रामक उपचार मार्गों का समर्थन कर सकता है और कई विशेष उपकरणों की आवश्यकता घटा सकता है।
एक व्यापक रणनीतिक निहितार्थ भी है। चिकित्सा रोबोटिक्स तेजी से दो धाराओं में बँट रही है: ऑपरेटिंग रूम में बड़े प्लेटफ़ॉर्म-आधारित सिस्टम, और शरीर के भीतर नेविगेट करने के लिए बनाए गए बहुत छोटे उपकरण। यह परियोजना दूसरी धारा से संबंधित है, जहाँ डिजाइन समस्या केवल यह नहीं है कि कैसे आगे बढ़ना है, बल्कि वहाँ पहुँचने के बाद उपयोगी कैसे बने रहना है। उपकरणों के बीच तेज़ स्विचिंग सीधे उसी समस्या का समाधान देती है।
इसका यह अर्थ नहीं कि यह रोबोट कल ही सर्जरी का स्वरूप बदलने के लिए तैयार है। उपलब्ध सामग्री में ट्रायल डेटा, नियामकीय उपलब्धियाँ या तैनाती की समय-सीमा नहीं दी गई है, इसलिए ऐसे दावे साक्ष्य से आगे चले जाएंगे। लेकिन यह केंद्रीय प्रगति की पहचान करने के लिए पर्याप्त है: एक बहुत छोटे, चुंबकीय रूप से नियंत्रित उपकरण में बहु-कार्यात्मक क्षमता।
शल्य रोबोटिक्स किस दिशा में बढ़ रही है, इसका संकेत
इस विकास की सबसे मज़बूत व्याख्या यह नहीं है कि किसी एक छोटे रोबोट ने माइक्रोसर्जरी की समस्या हल कर दी है। बल्कि यह है कि शल्य रोबोटिक्स छोटे, अधिक अनुकूलनीय सिस्टम की ओर लगातार बढ़ रही है। शोधकर्ता अब केवल ऐसे मशीन नहीं बना रहे जो एक काम बहुत सटीकता से करें। वे ऐसे प्लेटफ़ॉर्म बनाने की कोशिश कर रहे हैं जो कई काम जल्दी और उन जगहों पर कर सकें जहाँ पारंपरिक उपकरणों की पहुँच कठिन होती है।
इसी वजह से NTU परियोजना अलग दिखती है। पाँच स्विच करने योग्य उपकरणों वाला बीज-आकार का रोबोट एक इंजीनियरिंग कहानी है, लेकिन यह एक कार्यप्रवाह की कहानी भी है। यह सवाल उठाता है कि जब सर्जनों को हर चरण के लिए अलग उपकरण की ज़रूरत न रहे तो क्या होता है। यदि इसका उत्तर चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण साबित होता है, तो इस तरह का उपकरण न्यूनतम आक्रामक देखभाल के एक अलग रूप की नींव बन सकता है।
यह लेख Interesting Engineering की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.
Originally published on interestingengineering.com