日本などの一部の市場では、ロボットが長年にわたり病院や老人ホームで役立ってきました。AIと機械学習を搭載した新世代のロボット (コボット) が、患者の治療においてより積極的な役割を果たし始めています。
最初の医療支援ロボットは1980年代に登場しました。外科医は、アクセスが困難で、さらなる精度が求められる複雑な手術を実行するためにロボットアーム技術を使用しました。現在、高度なコンピュータービジョンと人工知能 (AI) の使用により、医療用ロボットが変革しています。現在、さまざまな種類のロボットが、医療のさまざまな分野でさまざまなタスクを担っています。
手術支援ロボット
AI、機械学習、コンピューター ビジョンなどの新しいテクノロジーにより、外科医は新しいレベルの精度、速度、セキュリティを備えた複雑な手術を実行できるようになります。場合によっては、自律型ロボットが制御室から外科医の監視下でいくつかの基本的なタスクを自動的に実行します。
機械学習とコンピュータービジョンにより、外科用ロボットは複雑な手術中に神経や筋肉などの組織を区別する外科医を支援できるようになります。また、一部のロボットは 高解像度の3Dイメージングを活用して、高精度の縫合などの細かい作業を引き受けることができます。
たとえば、2000年にIntuitive Surgical社が開発した da Vinci システムは、低侵襲心臓バイパス手術を行う医師をサポートするために設計されました。その後、2003年に、同社は最大の既存競合企業であるComputer Motionと合併しました。現在の第4世代のda Vinciは、人間工学に基づいたプラットフォームで3D視覚化と手首式機器を提供します。これは複数の腹腔鏡手術の標準と考えられており、 年間100万件の手術の約75% で使用されています。同社は、手術の結腸直腸、経口、経肛門セグメントなどの新しい手術セグメントをターゲットにし、手術プロセスを研究するための物理的およびデータプラットフォームを提供することを目指しています。たとえば、同社のMy Intuitiveアプリは、外科医や病院の管理者が手術中に傾向を把握するのに役立ちます。使用されている機器やトレーニングセッションの回数などを確認できます。
自律型ロボットはますます知能化しており、手術室への進出も始まっています。最近の研究では、外科医グループが スマート組織自律ロボット (STAR) を使用して、腸吻合術と呼ばれる完全に自律的な軟部組織手術を実施しました。
外骨格
毎年、世界中で何千人もの人々が事故やその他の予期せぬ出来事により神経損傷を負い、運動能力が部分的または完全に損なわれています。
適切なケアと移動支援があれば、多くの患者は負傷の一部またはすべてから回復することができます。回復不可能な脊椎損傷を負った人にとって、移動補助は生活の質を劇的に改善する可能性があります。外骨格のような移動ロボットの助けを借りれば、手術後の回復は大幅に促進されます。
過去20年間で、運動障害を持つ人々を支援する新しい技術やデバイスが開発されてきました。たとえば、特定のタイプの外骨格は、患者が移動能力や器用さを取り戻すのに役立ちます。
これらのロボットは、集中的な理学療法によって体が再び正常に動くように訓練する治癒プロセスを変革しています。外骨格は患者の身体的サポートと自信の向上に役立ち、より早い治癒につながります。残念ながら、移動支援技術は高価であり、広く利用可能ではありません。
カタルーニャでは、バルセロナ工科大学（UPC）のチームが過去8年間にわたり、 ABLE外骨格。ABLE Exoskeletonは、頸椎C7から腰椎L5までの神経レベルで脊髄損傷を負った患者のための軽量デバイスです。
現在のABLE設計には、ロボット工学、電気モーター、3Dプリント、クラウド コンピューティング、ワイヤレス接続の最新テクノロジが組み込まれています。
ソーシャルロボット
日本では、人と直接対話するソーシャルロボットが長年、病院や介護施設で活用されてきました。「フレンドリー」なロボットは、社会的交流と監視を提供します。
社会的支援ロボット（SAR）は、認知症患者（PwD）のサポートやケアなど、言語コミュニケーションに基づく非薬理学的介入を支援する可能性を秘めています。障害者との口頭によるコミュニケーションを確立するには時間と労力がかかりますが、ロボットは必要なだけ患者のそばにいて、付き添いや交流を提供することができます。
今日、ロボットは、特に高齢者介護において治療や介護者としての効果が実証されているため、多くの国で導入されています。ロボットは、認知的関与を提供することで、患者に薬の服用を思い出させ、注意力を維持するのに役立ちます。現在、SARの主な利点は、患者を自律的に支援することで介護者や看護師の作業負荷を軽減することです。
一例を挙げると ペッパーソフトバンクロボティクス社が開発したヒューマノイドロボット。顔や人間の基本的な感情を認識する初のソーシャルロボットです。Pepperは高さ120 cmで、頭部に4つのマイク、口と額に2つのHDカメラ、目の後ろに3D深度センサーを備えています。
Pepperは、エクササイズを指導したり、会話スキルがない高齢者と交流したりするなど、いくつかの簡単なタスクを実行できます。Pepperは、その操作方法を理解している医療従事者によって監視される必要があることに注意してください。
サービスロボット
医療分野におけるロボットのもう一つの日常的な用途は、清掃、備品の追跡、キャビネットの補充、施設内での機器の輸送など、日常的な物流業務を支援することです。
Aethonの TUGロボット は、まさにそれを実現するサービス ロボットです。TUGは、複雑で変化する環境にも対応し、スケジュールに従って、または必要に応じてリネンを看護ユニットに安全に届けます。
サービスロボットは 清掃や消毒にも役立ちます。病院などの医療施設では、衛生と清潔さが最も重要です。COVID-19パンデミックの発生に伴い、多くの国がロボット工学やAIなどの既存の技術を活用してウイルスの拡散防止に努めました。
ロボットは、紫外線（UV）、過酸化水素蒸気、または空気ろ過を使用して、感染を減らし、手の届く場所を均一に消毒するのに役立ちます。スタートアップ企業Akaraが開発した自律移動ロボットのプロトタイプは、紫外線を使用して汚染された表面を消毒するという日常的でありながら重要な作業の1つについてテストされています。 その目的は、病院の部屋や設備の消毒を支援し、ウイルスとの戦いを支援することです。
ヘルスケアにおけるロボットの未来
機械学習、データ分析、コンピュータービジョンなどのテクノロジーが進歩するにつれて、医療用ロボットはより自律的、効率的、正確にタスクを完了するように進化します。
ヘルスケアロボットは現在、トレーニングやモニタリング手順に高度な画像処理と 拡張現実および仮想現実 を使用しています。新しいシミュレーション プラットフォームは、外科医が患者に手術を行う前に手術手順を計画し、複雑な作業を練習するのに役立ちます。
多くの国では医療専門家が不足しています。政府の医療サービスと民間の提供者は、医師と看護師の職を埋めることが非常に困難になっていることに気づいています。
近い将来、診断、基本的な手術、日常のケアなどの作業において、ロボットが医師、看護師、その他の介護者の代わりに完全に働くようになると想像できます。医療従事者を機械に置き換える前に、社会学的な観点から人的要因と影響を考慮する必要があります。この未来が現実のものとなるためには、多くの既存の規制にも変更を加える必要があります。
ロボットの能力と複雑さがさらに発展するにつれ、私たちは医療施設や介護施設を含め、日常生活の中でロボットと関わる機会が増えるでしょう。
