طلاب جامعة عين شمس يبدعون فى تصميم وصناعة روبوتات مدمجة
تاريخ النشر: 6th, November 2024 GMT
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
طلاب ميكاترونكس عين شمس يبدعون فى تصميم وصناعة روبوتات مدمجة تساعد على تحسين كفاءة العمل فى المرافق الصحية وتوصيل المواد الطبية بنظام القيادة الذاتية مما يساهم فى علاج الحالات المرضية ورفع الكفاءة المهنية والتعامل مع الطالبات العالية من خلال التوجية والدمج باستخدم احدث المقتنيات والانظمة الملاحية الحديثة للوصول وانجاز المهمام المطلوبة فى اسرع وقت مطلوب دون أى أعباء على القوة البشرية .
استطاع ﻣﺤﻤﺪ اﻛﺮم إﺑﺮاهيم طالب كلية الهندسة بجامعة عين شمس وزملائه ان يبدعوا فى تصميم وصناعة روبوتات مدمجة تساعد على تحسين كفاءة العمل فى المرافق الصحية وتوصيل المواد الطبية بنظام القيادة الذاتية مما يساهم فى علاج الحالات المرضية ورفع الكفاءة المهنية والتعامل مع الطالبات بالمرافق الصحية المختلفة من خلال التوجية والدمج باستخدم احدث المقتنيات والانظمة الملاحية الحديثة للوصول وانجاز المهمام المطلوبة فى اسرع وقت مطلوب دون اى اعباء على القوة البشرية.
المشروع هو اسطول ذكي لتحديد الربوت الذي سيتولي مهمة التوصيل من اجل تنسيق وتوجيه الروبوتات بشكل افضل يمكن للاطباء طلب طلبات التوصيل من خلال تطبيق جوال وسيتم ارسال الروبوت الاقرب الي منطقة التوصيل لاكمال المهمة.
يقول الطالب ﻣﺤﻤﺪ اﻛﺮم أن الفكرة نشأت بعد تفكيرعميق فى العديد من المشكلات التى يتعرض لها المرضى والاطباء والعاملين بمجال الرعاية الطبية فى صعوبة التواصل بينهم .
كانت فكرة المشروع هى روبوتات توصيل طبية ذاتية القيادة وهو السيستم المسؤول عن نقل عينات الدم داخل المرافق الطبية لحل تلك الازمة التى يتعرض لها الكثيرون ولايمكن حلها لصعوبة الوصول اليها وارتفاع تكلفتها .
بدأنا رحلتنا بإجراء بحث مكثف حول التحديات المختلفة فى مثل هذه الظروف و قمنا بدراسة آلياتها وطبيعة الأدوات المستخدمة لتحديد المتطلبات المحددة لها وكيفية التعامل مع الظروف المختلفة ثم قمنا بتصميم العديد من النماذج الأولية واختبار آلياتها بالتعاون مع كامل فريق العمل والمكون من :
(ﻣﺤﻤﺪ اﻛﺮم إﺑﺮاهيم- ﻣﺎرتينا ﺳﺎﻣﺢ ﻋﺎدل- ﻣﺮيم ﺳﺎﻣﻰ ﻧﺼﻴﻒ- ﻣﺎركو سمير فهمى- ﻳﻮﺳﻒ ﺣﺴﺎم ﻛﻤﺎل- ﺑﻮﻻ اﻳﻤﻴﻞ ﺻﺎﺑﺮ- كيرﻟﺲ ﻋﺒﺪ اﻟﻨﺎﺻﺮ ﺟﻤﺎل)
وتحت إشراف/ دكتور محمد ابراهيم محمد حسن رئيس قسم ميكاترونكس بالجامعة لنبدع فى انجاز مهمتنا على افضل وجه لنقدم مشروعا وهو : mult agent medical delivery robot system وعنوان الموضوع باللغة العربية هو: روبوتات توصيل طبية ذاتية القيادة وهو السيستم المسؤول عن نقل عينات الدم داخل مستشفى الدمرداش حاليا والمكون من 2 روبورت حيث يتمكن الروبوت الاقرب بينفذ عمليه النقل من خلال الاحدثيات الخاصة به والمتصلة بالهاتف المحمول لاتنفيذ المهمة بكل دقة ونجاح .
يتمثل المشروع فى روبوتات توصيل المواد الطبية في اسطول من الروبات الطبية ذاتية القيادة ويتكون الاسطول من مجموعة من الروبوتات المصصمة خصيصا لعمليات توصيل الموادالطبية فى المستشفيات والتى تتميز بكفاءة الاداء والسلامة والامان .
كما يوفر نظام ادارة اسطول ذكي الوقت والمجهود للادارة من خلال أدارة الروبوتات وتوجييها ومراقبة ادائها ومتابعة حالة التواصل كما يتيح النظام للمستخدمين طلب توصيل المواد الطبية بشكل أفضل .
يساهم في تحسين الكفاءة والسلامة في عمليات توصيل المواد الطبية فى المستشفيات الجهات والفئات المستفيدة من المشروع مثل المستشفيات من خلال تحسين كفاءة العمل وزيادة السلامة وتحسين تجربة المريض والعاملين في مجال الرعاية الصحية .
يستفيد العاملون فى مجال الرعاية من المشروع من خلال تقليل عبء العمل وتحسين ظروف ظروفها والبيئة المحيطة للبنية الطبية .
كما يستفيد المريض من المشروع بتقليل وقت الانتظار لنتائج الاختبارات وتحسين جودة الرعاية .
يهدف مشروع روبوتات توصيل طبية متعددة الوكلاء الي تطوير أسطول من الروبوتات الطبية ذاتية القيادة التي يمكنها توصيل عينات الدم والمواد الاخرى في جميع انحاء مستشفي جراحة القلب بالدمرداش .
يستخدم المشروع لتحديد الربوت الذي سيتولي مهمة التوصيل من اجل تنسيق وتوجيه الروبوتات بشكل افضل يمكن للاطباء طلب طلبات التوصيل من خلال تطبيق جوال وسيتم ارسال الروبوت الاقرب الي منطقة التوصيل لإكمال المهمة.
وتتمتع الروبوتات بمميزات امان متقدمة بما في ذلك نظام ملاحةعلي المستوي يمكنة تحديد اسرع مسار للوصول الي الموقع المستهتدف ونظام تجنب العوائق ليضمن سلامة الروبوتات والبشر والبيئة المحيطة ويمكن للاطباء ايضا الوصول الي مقصورة الروبوتات باستخدام بطاقات RFID
يستخدم الروبوت المصعد للوصول الي مستويات مختلفة من المستشفي كما يعطي الروبوت الاولوية للتسليم الي المناطق ذات الاولوية العالية مثل وحدة العناية المركزة بالاضافة الى ان الربوت يتعامل مع المواقف الطارئة مثل انخفاض مستوي البطارية بأرسال رسالة الي تطبيق الهاتف المحمول ومن خلال خوارزميات تخصيص المهام فى الاعتبار مستوي البطارية علاوة علي ذلك عندما يصل روبوت الي مستوي منخفض من البطارية سيذهب تلقائيا الي محطة الشحن.
الهدف العام من المشروع هو روبوتات توصيل المواد الطبية وتحسين الكفاءة والسلامة في عمليات توصيل المواد الطبية في المستشفيات ومعالجة المشكلات والتي تتمثل فى طلب الرعاية الصحية واخذ فى الزيادة علي مستوي العالم كل عام وفي اوقات الازمات مثل الاوبئة ويتعرض العاملون فى مجال الرعاية الصحية لضعوط هائلة تؤثر علي رفاهيتهم وجود ة عملهم مما يزيد من خطر حدوث خطأ بشري قد يؤثر علي المريض مثل سوء مكافحة العدوي لذلك هناك حاجة الي دمج الربوتات المستقلة مع الحد الادني من التفاعل البشرى في بنية المرافق الصحية لزيادة قدرتها علي التعامل مع الطالبات العالية.
ويختتم ﻣﺤﻤﺪ اﻛﺮم حديثة قائلا :من الصعب محاكاة الواقع وتحدياته الغير متوقعة ولكن نحن نعمل على ايجاز ما يمكن العمل به فى الفترة الحالية ونسعى للتطور من أجل مستقبل افضل .
Screenshot 2024-11-03 090351 Screenshot 2024-11-03 090458 59df69ab-fde9-4121-821a-b1883e6c76fc e2942ad0-4f54-47d9-bd41-0d8ebe8a5d76المصدر: البوابة نيوز
كلمات دلالية: طلاب جامعة عين شمس صناعة تصميم المرافق الصحیة ذاتیة القیادة من المشروع التوصیل من من خلال
إقرأ أيضاً:
بحجم النانو.. طريقة جديدة تسرع الخطى نحو الروبوتات المجهرية
طوّر فريق من جامعة كولورادو بولدر الأميركية، طريقة جديدة تتيح تصنيع "جسيمات نشطة" بحجم النانو، وبخصائص دقيقة للغاية، يمكنها التحرك في أي مكان بما في ذلك أنسجة الجسم البشري، مما يمهد الطريق لتطبيقات مستقبلية واعدة في الطب والروبوتات الدقيقة والمواد الذكية.
ويستخدم مصطلح "الإستنسل" في الحياة اليومية عند رسم غرافيتي بوضع قالب مُفرغ بشكل معين والرش فوقه، كما يستخدمه الأطفال لرسم الأشكال بجودة عالية عبر استخدام أوراق مفرغة والتلوين فوقها لتطبع الشكل الذي يرغبون فيه. هذا يشبه ما استخدمه الباحثون ولكن على المستوى المجهري تحت اسم "الميكروستنسل".
تشرح كندرا كراينبرينك، الباحثة في برنامج علوم وهندسة المواد، جامعة كولورادو بولدر الأميركية، في تصريحات حصرية للجزيرة نت: "التقنية الجديدة التي عرضناها في دراستنا تتيح صناعة (الأجسام النشطة) البُقعية بأي شكل نريده، وبدقة غير مسبوقة، وذلك باستخدام أسلوب الطباعة المجهرية عبر فوتونين مع أقنعة إستنسل دقيقة".
وبحسب الدراسة، التي نشرها الفريق في دورية "نيتشر كومينيكيشنز"، فالجسيمات النشطة هي جسيمات صغيرة جدا، غالبا مجهرية أو نانوية، يمكنها التحرك ذاتيا باستخدام طاقة تتحصل عليها من البيئة المحيطة بها، مثل الضوء أو الحرارة أو مواد كيميائية أو غيرها. بعكس الجسيمات العادية التي تتحرك فقط إذا دُفعت من الخارج، فهذه الجسيمات "نشطة" لأنها تولّد الحركة بذاتها مستغلة بيئتها.
تقول كندرا: "تتطلب الجسيمات النشطة وجود نوع من اللاتناظر كي تتحرك على المستوى الميكروسكوبي. ونُحدث هذا اللاتناظر في الشكل العام للجسيم أو عبر مناطق مختلفة في سطحه، عبر ما نسميه بالبقع".
إعلانتخيّل قطرة صغيرة من الزيت في كوب ماء، هذه القطرة ستبقى ساكنة ما لم تحرّكها أنت. والآن تخيّل أن هذه القطرة مزودة بمحرك صغير في أحد طرفيها يجعلها تسبح من تلقاء نفسها، أو مكعب صغير طُبع عليه بقعة مغناطيسية، فيمكن توجيهه بمغناطيسات خارجية فيتحرك في أي اتجاه تريده عبر المغناطيس، ما يفعله المغناطيس هو دور البقع في حالة هذه الجسيمات الدقيقة.
إن اعتماد الجسيمات النشطة على اللاتناظر في شكلها وتركيبها السطحي يمكّنها من الحركة بفعالية، وقد استخدم العلماء أشكالا مختلفة للجسيمات لعقود كما أضافوا بقعًا معدنية، إلا أن تقنيات تصنيع هذه البقع الدقيقة كانت محدودة في دقتها ومرونتها.
استخدم الفريق طابعة ضوئية فائقة الدقة تُسمى طابعة ثنائية الفوتون. هذه الطابعة ترسم جسيمات مجهرية صغيرة جدا على شكل كرة أو قرص أو حرف "ل" على سطح شفاف، حيث تطبع فوق كل جسيم قالبا أو قناعا صغيرا جدا والمسمى "إستنسل" مُفرغا بثقب صغير على شكل البقعة المطلوبة للطباعة. ثم يُرَشّ المعدن على السطح، فلا يصل إلى الجسيم إلا ما يمر عبر فتحة القالب أو الإستنسل.
تقول كندرا: "الميزة الكبرى هي أنك تستطيع استخدام مجموعة متنوعة من المواد، سواء في الجسيم نفسه أو في البقعة بتغيير نوع المعدن أو المادة المستخدمة في التبخير الفيزيائي".
أظهرت الدراسة قدرة هذه التقنية على التحكم في حركة الجسيمات بـ3 أنظمة مختلفة هي الحقول الكهربائية، والتفاعلات الكيميائية، والمجالات المغناطيسية، ما يجعلها أداة موحدة لابتكار جسيمات نشطة تناسب عدة تطبيقات.
تضيف كندرا: "قبل هذه التقنية، لم نمتلك القدرة على دراسة كل أشكال البقع الممكنة، لذلك لم نكن نعلم أنواع الحركات التي يمكننا تحقيقها. الآن، وبفضل هذه التقنية، نستطيع دراسة تأثير كل نوع من البقع بشكل منهجي، وقد نكتشف قيودا جديدة مثل اتجاه الحقول الكهربائية أو خصائص البيئة التي قد تمنع بعض الحركات أو تُفضل غيرها".
أحد الاكتشافات اللافتة في الدراسة هو أن شكل البقعة المعدنية يمكن أن يُغير تماما حركة الجسيم، فقد صنعت كندرا وزملاؤها جسيمات لها بقع على شكل "دمعة" أو "مروحة"، ووجدوا أن كل شكل يؤدي إلى نمط حركة لولبي مختلف عند تعريض الجسيم لحقل كهربائي متردد.
وتوضح كندرا أهمية هذا قائلة: "أعتقد أن الخطوة الأولى هي أن نفهم كيف يؤثر شكل البقعة على حركة الجسيم ككل. لطالما كانت لدينا دراسات نظرية، لكن الآن أصبح بإمكاننا إجراء دراسات تجريبية دقيقة. وبعد الفهم الكامل، يمكننا تصميم جسيمات تتحرك بطرق تناسب البيئات المعقدة داخل الجسم، كأن تخترق الأنسجة أو المخاط أو تصل لأماكن يصعب إيصال الأدوية إليها حاليا".
روبوتات مجهرية ذاتية التنظيمفي خطوة أخرى، عرضت الدراسة تصميم جسيمات مغناطيسية على شكل حرف "L" مزودة ببقعة معدنية محددة على جانب واحد. عند تعرض هذه الجسيمات لمجال مغناطيسي موحد، تتجمع لتشكيل أزواج، مما يتيح لها أداء وظائف ميكانيكية دقيقة.
تظهر هذه الجسيمات سلوكا يعرف بـ"الروبوتات المجهرية ذاتية التحديد"، حيث تتجمع وتفصل تلقائيًا بناء على تصميمها المغناطيسي. هذه القدرة على التجميع الذاتي والتحكم في الحركة تجعلها واعدة في تطبيقات مثل توصيل الأدوية داخل الجسم، حيث يمكنها التنقل في الأنسجة بدقة عالية.
إعلانوتعلّق كندرا: "الميزة في هذا التصميم هي أنه يمنحنا سيطرة أكبر على عدد الروبوتات المجهرية الناتجة. ومن دون خاصية التحديد الذاتي، قد تتجمع الجسيمات بشكل عشوائي وغير محدود، مما يعيق التحكم في أدائها. أما مع التجمع الثنائي فقط، فلدينا نمط واضح يمكن توجيهه للحركة أو للالتقاط أو لأغراض أخرى".
إن القدرة على تجميع عدد محدد من الجسيمات النشطة في شكل معين قد يتيح ابتكار وظائف لما نتخيل إمكانية فعلها على المستوى المجهري، كالإحاطة بشيء ما، أو الإمساك بجسم معين كأنك تمسكه بقبضتك أو تصطاده ولكن على المستوى المجهري.
لكن التوسع من أزواج بسيطة إلى مجموعات أكثر تعقيدا ليس بالأمر السهل، حسب كندرا، إذ تقول: "التحدي الأكبر حاليا هو أنه لا توجد طريقة فعالة لتوجيه الجسيمات لتتجمع في ترتيب معين. فكلما أضفنا جسيمًا جديدًا، زادت فرص التجمعات العشوائية، وقلّت نسبة التجمعات التي نريدها فعلا. وإذا تمكنا من التحكم في ترتيب الجسيمات داخل التجمع، حينها يمكننا بناء روبوتات مجهرية تؤدي وظائف أكثر تعقيدا".
الهدف من عمل تجمعات للأجسام النشطة التي تمت الإشارة إليها في الدراسة، هو تحقيق تفاعلات معينة أو أداء مهام معقدة بشكل أكثر دقة وكفاءة. وفي حالة الجسيمات المغناطيسية ذات الشكل "L" ، تتجمع هذه الأجسام لتشكيل أزواج أو مجموعات يمكنها تنفيذ وظائف مثل التوجيه والتحكم الذاتي (التحرك والتفاعل بشكل منظم مما يجعلها مثالية للروبوتات المجهرية القادرة على التنقل داخل الجسم أو بيئات معقدة، مثل توصيل الأدوية إلى أماكن معينة في الجسم أو استهداف خلايا مريضة، وهي مهام تتطلب تحكما دقيقا وتحفيزا معينا.
كما أن التجمعات يمكن أن تُحسّن من قدرة الأجسام على التفاعل مع محيطها، مثل التواصل مع خلايا معينة أو استجابة لعوامل بيئية مثل درجة الحرارة أو الحقول الكهربائية.
هذا التقدم لا يُشكل فقط طفرة تقنية، بل يخلق جسرًا جديدًا بين العلم الأساسي على المستوى المجهري والتطبيقات الواقعية، من روبوتات تسبح في الجسم لعلاج الأمراض، إلى نظم دقيقة لتنظيف المياه أو بناء المواد، كأننا نصنع آلافا من "الرجل النملة" الخارقين لخدمتنا.
كم عمر الدرع وأبناء درع السودان وهل لديهم ثقافة حرب عمرها يتجاوز العشرين عام