طراحي و ساخت يك سيستم مراقبت بهداشتي روبوتيك بر اساس اينترنت Zeng dehuai,xie cunxi and li xuemei Engineeering in medicine and biology 27th annual conference shanghai, china, september 1-4, 2005 IEEE conference

آنچه خواهيم ديد: مقدمه اصول اساسي طراحي سيستم شماي كلي از نقشه روبوت نقشه سخت افزاري نقشه نرم افزاري نتايج آزمايشات جمع بندي و نتيجه گيري كلي

مقدمه سيستم مراقبت بهداشتي قابل كنترل از راه دور بر مبناي اينترنت ، مدلي قوي و چندكاره است كه جهت سيستم هاي مراقبت بهداشتي خانگي مورد نياز است. اگر اين سيستم هاي روبوتيك در بيمارستانها به كار گرفته شوند ، كوتاهي كادر پرستاري را جبران كرده و استرس هاي شغل پرستاري را كاهش خواهند داد. اين سيستم هاي روبوتيك كه بر اساس اينترنت طراحي شده اند ، طوري برنامه ريزي مي شوند كه مستقلا يا به طور نيمه مستقل ، باتوانائي كنترل از راه دور جهت كمك به افراد مسن يا ناتوان در مراكز بيمارستاني و يا منازل نقش ايفا نمايند.   .

اصول اساسي طراحي سيستم MODULES(2 (3اينترفيس دوستانه انسان - روبوت 1)امنيت MODULES(2 (3اينترفيس دوستانه انسان - روبوت

امنيت يك روبوت مراقبت بهداشتي با يك روبوت متحرك صنعتي متفاوت است و همواره در تماس و روياروئي با انسان ها مي باشد ، ضروري است كه روبوت حتي در هنگام شكست عملياتي نيز خطرناك نباشد. يك روبوت بايد وظايفش را بدون مداخله انساني انجام دهد . هنگامي وظايف روبوت تنفيذ گرديد به طور خودكار بايد يك طرح و نقشه واقعي را با در نظر گرفتن خطاها و رفع آنها ، طراحي نمايد.

MODULES به منظور تطبيق با كاربردهاي مختلف يك روبوت نياز دارد كه كه در اجزاء آن تجديد نظر گرديده و اصلاحاتي صورت گيرد و MODULES جديد مستقل باشند.

اينترفيس دوستانه انسان – روبوت FRIENDLY HUMAN-ROBOT INTERFACE مجهز شدن يك روبوت پرستار به توانائي ارتباط يك اصل ضروري است . همينطور اين روبوت بايد براي استفاده افراد عادي و غير ماهر نيز مناسب باشد.

شماي كلي از يك روبوت بر اساس اينترنت سيستم شامل يك گروه روبوت متحرك مستقل است كه به وضعيت بيماران با حركت در اطراف اتاق آنان ، رسيدگي مي كنند . و يك ترمينال مراقبت اطلاعات براي نظارت بر چگونگي و كيفيت مراقبت كه در مركز پرستاري مستقر مي باشد روبوت پرستار از طريق يك جفت آداپتور بي سيم به اينترنت متصل مي شود .

طراحي كلي اجزاء روبوت ناظر (SUPERVISOR ) يك سيستم كنترلي ارشد است. ( (MASTER CONTROL SYSTEM (MCS ) اولين اينترفيس روبوت پرستار براي پرستار مراقب خواهد بود.در صورت خطا از طرف روبوت پرستار مي تواند يك علامت هشدار به روبوت ارسال نمايد. سرور مركزي با هر روبوت ارتباط متناوب دارد و يك سري متغيرهاي از قبل تعريف شده را به منظور اطلاع دهي صحيح به آساني در صفحه ناظر فراهم مي آورد.

طراحي سخت افزار سيستم سيستم كنترلي با دقت بسيار بالائي، با در نظر گرفتن امنيت انسان ها و روبوت ، طراحي شده است. اين سيستم از دو رايانه بالائي و پائيني تشكيل شده است .رايانه بالائي يك سيستم PC PENTIUM 4 و رايانه پائيني يك WIN CON- 8K است.

اجزاء اصلي روبوت اجزاي اصلي روبوت پرستار عبارتنداز : بازوهاي روبوتيك موتور كنترل سيستم ناوبري و هدايت مخزن تغذيه (باتري ) موتور هدايت كننده وچرخها اينكدر هاي موقعيت / سرعت

زير سيستم ها مدول ماموريت شامل يك دستگاه حسگر مراقب خودكار و مستقل حسگرهاي مادون قرمز و ميكروويو يك جفت دوربين قابل كنترل CCD CAMERA براي حمايت ازفرآيندهاي پرستاري حسگر اجتناب كننده از برخورد ماوراء صوت آنبرد و دوربين هاي تشخيص موانع جهت اجتناب از برخورد با آنها CCD CAMERA و آشكار ساز هاي نزديك مادون قرمز و يك سپر ضربه گير جهت امنيت يك سيستم بصري استريو شامل يك جفت دوربين CCD CAMERA رنگي (پيكسل 88*352 ) و يك كپچر ويدئو كمريكال PCMCIA CARD نرم افزار سيستم ناوبري برپايه سيستم عامل WINDOWS CE يك جفت آداپتور بي سيم خانگي BREEZENET PRO 11 جهت ارتباط روبوت پرستار با اينترنت

طراحي نرم افراز طرح نرم افزار شامل مدول مشتري/ سرويس دهندهCLIEN/SERVER module مدول ري سورسRESOURCE module مدول كنترلCONTROL module مدول ناوبريNAVIGATION module مدول روبوت پرستارHRI module مدول ارتباطاتCOMMUNICATION module

CLIEN/SERVER Module نقش اصلي اين مدول اين است كه موقعيت داخلي و اطلاعات كلي روبوت رابراي مركز پرستاري ارسال كرده و دستورات متقابل را از مركز پرستاري دريافت نمايد.

RESOURCE Module چكيده اي از سخت افزار سيستم در اين مدول معرفي مي شود. از طريق چكيده سخت افزار كاربر به آساني مي تواند سخت افزار جديد را به سيستم اضافه كند.

CONTROL Module كنترولر، حركات روبوت را به وسيله تخمين هاي ساده اي در زمان واقعي كنترل مي نمايد. رفتارروبوت بدين صورت شكل مي گيردكه اطلاعات سنسور از ري سورس گرفته شده و در مقابل دستورات كنترلي در يك زمان بسيار كوتاه به كنترلر فرستاده مي شود.

NAVIGATION Module سيستم ناوبري ساب مدول هاي ناوبري را مديريت كرده و اينترفيس هائي را با ساير اجزاء برقرار مي نمايد. اجزاء اصلي اين سيستم عبارت است از : درجات مختلفي از نقشه ها محل ياب ها اسكنرها

HRI Module اين مدول نرم افزار OFF-THE-SHELF راجهت تبديل متن به حروف و صوت و يا مستقيما متن به صوت به كار مي گيرد. اين مقوله به روبوت اين امكان را مي دهدكه به زبان طبيعي صحبت كند.

COMMUNICATION Module يك اينترفيس LAN بي سيم است كه با استاندارد IEEE 802.11 كار مي كند. هر روبوت به عنوان يك نقطه در شبكه LAN عمل مي كندوكارت بي سيمي را به كار مي گيردكه اطلاعات را با سرعت 10 مگابايت بر ثانيه منتقل مي نمايد. وظايف اين مدول عبارت است از: وظيفه اول تمركز بر دستورات كنترلي منتج از يك يا چند رفتار وظيفه ديگر آشكار ساختن اتفاقات روي داده

نقشه نرم افزاري روبوت پرستار

كاربرد آزمايشي آزمايشات كنترل روبوت، قابل كنترل بودن روبوت را كاملا اثبات كرد.آزمايشات نشان مي دهد ماموريت هاي مختلفي در شرايط و موقعيت هاي استثنائي به كرات با موفقيت صورت گرفته است.هنگامي كه روبوت برخي اهداف متحرك(انسانها) را شناسائي مي كند مي تواند از آنها اجتناب كرده و بدون هيچ برخوردي به مقصد خود برسد.روبوت همچنين مي تواند در يك راه باريك (مانند آنچه در شكل ذيل مي بينيد) هم با اطمينان هدايت شود.

نتيجه گيري در اين مقاله يك تحقيق عملي و طراحي اصولي يك مدل ارائه شده است. اين طرح يك روبوت قابل كنترل از راه دور است كه بر اساس اينترنت پايه ريزي شده است . اين روبوت يك مدل جديد براي يك روبوت متحرك اينترنتي است. نتايج آزمايشات اخير به طور واضحي نشان داد كه، اگرچه ماموريت روبوت كه انجام وظايف مختلف است به طور موفقيت آميزي حاصل شده است، بهبود طراحي سخت افزار و نرم افزار براي نظارت مطلوب تر بر روبوت پرستارخودكار مفيد مي باشد

Thanks For your Attention