Разработка комплекса «антропоморфный стоматологический робот» с элементами искусственного интеллекта для имитации врачебных манипуляций и коммуникации «врач – пациент»

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Создание оригинального мультифункционального сервисного антропоморфного робота, оснащенного элементами искусственного интеллекта и встраиваемого в систему сетевого обучения.  Инициативной междисциплинарной группой исследователей, в созданном консорциуме вузов, реализуется проект, направленный на разработку роботизированного комплекса «Антропоморфный стоматологический робот», обладающего элементами искусственного интеллекта, воспроизводящего реальный клинический стоматологический прием.

Материалы и методы. Комплекс разработан на базе антропоморфного (человекообразного) робота, в функционал которого введена система искусственного интеллекта различной направленности.

Результаты. Факторами, расширяющими диапазон применимости комплекса, увеличивающими его реалистичность в процессе обучения, являются использование конструктива с высокой степенью подобия и внедрение развитой сенсорики в фантомных зубах и челюсти, в частности: зубы представляют собой гетерогенные объекты из полимерных материалов, имеющие различные физико-механические характеристики, что характерно для естественного зуба (эмаль и дентин), со встроенными датчиками контакта, термическим датчиком для считывания параметров нагревания зуба в процессе препарирования, для отработки навыков профилактики ожога «пульпы»; «умная» челюсть, состоящая из нескольких независимых секторов, содержит в себе тензодатчики, позволяющие определить усилие, приложенное к той или иной части челюсти.

Выводы. Возможность аудиовизуальной коммуникации с роботом позволяет осуществлять сценарный подход к обучению в ходе голосового общения. Разрабатываемый комплекс – это инновационное решение современных задач подготовки врачебных кадров в стремительно формирующейся цифровой образовательной среде на всех этапах медицинского образования.

Об авторах

Н. Б. Асташина

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Автор, ответственный за переписку.
Email: astashina.nb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1135-7833

заведующая кафедрой ортопедической стоматологии, доктор медицинских наук, доцент

Россия, Пермь

А. А. Байдаров

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Email: astashina.nb@mail.ru

проректор по информационным технологиям и инновационному развитию, заведующий кафедрой медицинской информатики и управления медицинскими системами, кандидат технических наук

Россия, Пермь

С. Д. Арутюнов

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: astashina.nb@mail.ru

заведующий кафедрой цифровой стоматологии, доктор медицинских наук, профессор

Россия, Москва

А. А. Южаков

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Email: astashina.nb@mail.ru

заведующий кафедрой «Автоматика и телемеханика», доктор технических наук, профессор

Россия, Пермь

А. Н. Кокоулин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Email: astashina.nb@mail.ru

доцент кафедры «Автоматика и телемеханика», кандидат технических наук

Россия, Пермь

К. Р. Валихметова

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Email: astashina.nb@mail.ru

ординатор кафедры ортопедической стоматологии

Россия, Пермь

П. В. Майоров

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера; Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Email: astashina.nb@mail.ru

преподаватель кафедры медицинской информатики и управления медицинскими системами, аспирант кафедры «Автоматика и телемеханика»

Россия, Пермь; Пермь

А. М. Шамарина

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Email: astashina.nb@mail.ru

специалист кафедры медицинской информатики и управления медицинскими системами

Россия, Пермь

П. В. Лазарьков

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Email: astashina.nb@mail.ru

преподаватель кафедры медицинской информатики и управления медицинскими системами, аспирант кафедры хирургии с курсом сердечно-сосудистой хирургии и инвазивной кардиологии

Россия, Пермь

А. С. Вронский

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Email: astashina.nb@mail.ru

аспирант кафедры хирургии с курсом сердечно-сосудистой хирургии и инвазивной кардиологии, кандидат медицинских наук

Россия, Пермь

Я. Н. Харах

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: astashina.nb@mail.ru

кандидат медицинских наук, доцент кафедры цифровой стоматологии

Россия, Москва

Список литературы

  1. Carmen Juan M., Alexandrescu L. Mobile Augmented Reality System for the Learning of Dental Morphology, available at: https://revistes.ub.edu/index.php/der/article/view/15344/pdf; Ultra Realisitc Dental Training Android Robot for Novice Dentists – https://phys.org/news/2011-06-showa-hanako-realistic-robot-novice.html. URL: http://www.leonardo-dental.ru.
  2. Ta-Ko Huang, Chi-Hsun Yang, Yu-Hsin Hsieh, Jen-Chyan Wang, Chun-Cheng Hung. Augmented reality (AR) and virtual reality (VR) applied in dentistry. Kaohsiung Journal of Medical Sciences 2018; 34: 243–248.
  3. Dimri D., Nautiyal S. Dental Robotics-Get Going. J. Oral Dent. Health Res. 2020; 2: 1–3.
  4. Tom C.T. van Riet, Kevin T.H. Chin Jen Sem, Jean-Pierre T.F. Ho, René Spijker, Jens Kober, Jan de Lange. Robot technol-ogy in dentistry, part one of asystematic review: literature characteristics. Dental materials 2021; 37: 1217–1226.
  5. Стоматологический симулятор Леонардо, available at: http://www.leonardo-dental.ru/.
  6. Buchbender M., Maser M., Neukam F.W., Kesting M.R., Attia S., Schmitt Ch.M. Kobra Surgery Simulator – A Possibility to Improve Digital Teaching? A Case-Control Study. International Journal of Environmental Research and Public Health 2021; 18: 1827.
  7. Янушевич О.О., Ташкинов А.А., Минаева Н.В., Арутюнов С.Д., Асташина Н.Б., Байдаров А.А., Безукладников И.И., Южаков А.А. Стоматологический антропоморфный робот. Новая эра в имитации врачебных манипуляций и клинического приема. Cathedra-Кафедра. Стоматологическое образование 2021; 78: 54–57.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Современные фантомные комплексы, установленные в аудитории для отработки мануальных умений и навыков МГМСУ им. А.И. Евдокимова

Скачать (333KB)
3. Рис. 2. Функциональная схема комплекса «Антропоморфный стоматологический робот»

Скачать (56KB)
4. Рис. 3. Роботизированный комплекс «Антропоморфный стоматологический робот»

Скачать (143KB)
5. Рис. 4. Структура головы стоматологического антропоморфного робота: а – каркас механизированной части головы; б – голова с лицевой маской


© Эко-Вектор, 2023


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».