Mae ymchwilwyr yn Datblygu Robot Niwrolawfeddygol Llawn Niwmatig

“Yn y pen draw, rydyn ni eisiau i ddyfeisiau meddygol wella canlyniadau cleifion ac nid, beth bynnag, gwaethygu pethau,” meddai David Comber, myfyriwr PhD yn y bedwaredd flwyddyn ym Mhrifysgol Vanderbilt a weithiodd ar y ddyfais.

Yn ôl Comber, aeth ymchwilwyr i’r afael â’r her hon trwy ddylunio ac adeiladu actiwadyddion hyblyg, seiliedig ar bellow, sy’n defnyddio mecanwaith stepiwr, yn debyg i sut mae pensil mecanyddol yn gweithio, i symud y ddyfais mewn cynyddrannau bach. Mae gwneud hyn yn atal y system rhag gor-ymestyn ac achosi niwed i'r claf pe bai cyfrifiadur neu fethiant caledwedd yn methu.

Roedd yn rhaid delio â grymoedd ffrithiannol o fewn yr actiwadyddion hyn hefyd er mwyn i'r system weithredu mor llyfn â phosibl. Er mwyn lleihau'r grymoedd hyn, adeiladodd dylunwyr yr actiwadyddion gyda phistonau wedi'u gwneud o graffit, a ddefnyddir yn gyffredin fel iraid sych, a silindrau wedi'u gwneud o wydr. Ystyriwyd aliniad hefyd wrth geisio lleihau grymoedd ffrithiannol ac atal rhwymo yn y ddyfais.

“Roedd y dyluniad ar gyfer cydosod robotiaid yn gofyn am aliniad addasadwy o sawl rhan paru fel berynnau cyfnodolion ar wiail canllaw llinellol; gwiail piston ynghyd â phlatiau llithro a gwiail piston ynghyd â gwregysau amseru, ”meddai Comber. “Yr ateb a ddefnyddiais ym mhob achos oedd twll ffit rhydd gyda chnau a golchwyr. Fe wnes i addasu pob aliniad yn ôl teimlad nes bod y ffrithiant fel petai ar ei isaf. ”

Daeth un o'r problemau mwyaf sy'n wynebu'r ddyfais o'i angen i weithredu'n effeithiol ym mannau tynn a meysydd magnetig pwerus peiriant MRI. Ni ellid defnyddio dyfeisiau electro-fecanyddol yn y ddyfais, gan y byddai'r meysydd magnetig y maent yn eu creu yn ymyrryd â'r ddelwedd MRI. Fodd bynnag, mae dyfeisiau niwmatig yn cynhyrchu meysydd magnetig cyfyngedig ac ni fyddent yn ymyrryd â'r ddelwedd. Er mwyn lleihau ymhellach effeithiau meysydd magnetig ar y ddelwedd MRI, a'r ddyfais ei hun, adeiladwyd y robot gan ddefnyddio deunyddiau nad ydynt yn ferromagnetig yn bennaf.

Mae'r ddyfais wedi'i chynllunio i fod yn ddigon cryno i ffitio y tu mewn i'r MRI gyda'r claf. Gwnaethpwyd hyn trwy wneud y mwyaf o'r cyfaint sydd ar gael i'r ddyfais trwy ei osod ar wely'r MRI uwchben pen y claf. Yna cyplyswyd y mecanweithiau yn y ddyfais yn cinematig i leihau hyd y strôc, ac felly, hyd yr actuator silindr piston. Mae cydrannau swmpus y system, gan gynnwys synwyryddion pwysau a falfiau, yn cael eu cadw mewn ystafell ar wahân er mwyn osgoi ymyrryd â'r MRI ac maent wedi'u cysylltu â'r ddyfais gan linellau hir o diwbiau.

Er bod iteriad cyfredol y ddyfais yn benodol i weithdrefn a lleoliad, cred y tîm y gellid defnyddio'r dechnoleg un diwrnod mewn nifer o wahanol gymwysiadau meddygol.

“Gellid addasu’r technolegau rydyn ni’n eu datblygu yma i rannau eraill o’r anatomeg,” meddai Comber. “Ond yn sicr byddai angen ailgynllunio i integreiddio’n hawdd â’r anatomeg newydd honno.”