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O Robot Operating System (ROS) pode tornar os hospitais mais inteligentes

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A ROSCon começou com a palestra de Selina Seah do Changi General Hospital e Morgan Quigley da Open Robotics. Na apresentação, destacaram a necessidade de robótica e automação em hospitais. A fundação Open Robotics trabalha ativamente na criação de ferramentas para dar suporte a várias plataformas de robótica, frotas trabalhando juntas e ferramentas para controle de qualidade e simulação.

Atualmente e futuramente, haverá vários desafios na área da saúde, haja visto que a população está ficando cada vez mais idosa, a força de trabalho está reduzindo graças a este envelhecimento e o custo crescente da assistência médica pois as pessoas esperam cada vez mais em relação aos cuidados de saúde. Isso aumenta potencialmente o mercado de automação e assistência em atendimento a idosos, pois é um comércio especializado que requer um longo tempo de treinamento (uma enfermeira passa quatro anos na faculdade e dois anos trabalhando, antes de ser considerada suficientemente qualificada). Existem desafios em todas as áreas da saúde, desde a entrada de pacientes, consultas e tratamento, até a observação, seja na enfermaria como em casa.

Para resolver o problema de saúde, temos que ter uma compreensão de vários ângulos diferentes. Um deles é conectar os sistemas atuais a robôs e dispositivos médicos. Outra faceta está relacionada à análise e inteligência de dados para suporte à decisão clínica. As instalações inteligentes suportam isso criando mais dados e analisando-os para obter informações sobre a saúde dos pacientes. Um grande desafio é automatizar partes da assistência médica com robôs. Um objetivo é individualizar o atendimento ao paciente para fornecer um melhor suporte. Seah observou que nenhum profissional de saúde precisará ser substituído, pois precisamos deles urgentemente. O Center for Healthcare Assistive and Robotics Technology aborda esses desafios em Singapura.

A robótica permitiria que os profissionais de saúde aumentassem a quantidade de trabalho clínico que realizam e reduziria o tempo gasto em tarefas monótonas, como processamento de dados e a transição de remédios e matéria prima (bandagens, por exemplo) aos pacientes. As tarefas que podem ser automatizadas são empacotar medicamentos, entrega específica de itens e camas inteligentes. Atualmente são usados robôs cirúrgicos, o robô humanóide Pepper, que diverte as pessoas (e, segundo Seah, recebe ainda mais atenção dos pacientes do que das enfermeiras pois acham o robô muito divertido) e dispositivos de avaliação de passo.

Em termos de implantação de robótica, ter frotas de robôs de vários fornecedores é um grande desafio. Para aplicações diferentes, existem diferentes fornecedores que estarão operando no mesmo espaço, por exemplo, um robô de entrega de refeições precisa ir para os mesmos locais que os robôs de entrega de mercadorias. No momento, diversas empresas criam robôs para entrega todos os anos, o que os hospitais realmente desejam incluir no portfólio de suas estruturas.

Todo fornecedor vem com o próprio editor de tráfego. Neste editor, o hospital deve indicar onde os robôs podem andar e onde está a infraestrutura de suporte (por exemplo, elevadores ou portas automáticas). A Open Robotics está criando um editor de tráfego open source para criar zonas de tráfego de robôs independentes de plataforma, faixas de tráfego para esses robôs com uma direção de viagem indicada, zonas proibidas, localização de portas automáticas, topologia de elevadores e localização de paredes (o que é útil para simulação). O editor de tráfego estará disponível em https://github.com/osrf/traffic-editor.

As frotas de um único fornecedor já podem atingir densidades impressionantes que funcionam bem. Os robôs da mesma frota já mantêm um grande espaço entre eles e ficam bem na fila para entrar em salas específicas, como uma cozinha. No entanto, as frotas de vários fornecedores não se comunicam, o que pode causar engarrafamentos de robôs nas entradas dos edifícios e dos elevadores. Os robôs param e olham um para o outro até a equipe do hospital desligar um deles e afastá-lo.

Morgan mostrou que o maior potencial de taxa de transferência robótica pode ser alcançado se a API do gerenciador de frota puder definir caminhos para o controle do waypoint do robô. No entanto, muitos fornecedores não possuem um gerente de frota e seus produtos suportam apenas comandos simples para iniciar e parar os robôs. A Open Robotics está trabalhando em um sistema de integração associada de várias frotas chamado FreeFleet. O usuário pode despachar um robô para um local e um adaptador de frota inteligente que conversará com os gerentes de frota específicos do fornecedor.

No momento, são necessários três anos para conectar todas as interfaces de uma frota de robôs quando uma nova plataforma é implantada. O objetivo seria escalar a automação com uma estrutura middleware de robótica. Isso conectaria implantações de várias frotas e criaria pacotes reutilizáveis entre plataformas. Portanto, a fundação Open Robotics está criando o ROS Health. Essa plataforma fornece mensagens seguras entre aplicações existentes, possui pacotes com interfaces com o usuário, pode lidar com tráfego, possui uma interface de linha de comando e contém planejamento de caminhos que podem ser compartilhados entre várias aplicações. O benefício é a interoperabilidade de frotas, otimização e escalabilidade. Este pacote é chamado de System of Systems Synthesizer (SOSS).

O ROS Health inclui dois tipos de interfaces de usuário. Uma é uma interface de streaming que mostra a localização de várias frotas dos robôs, usando soquetes da web. Uma segunda interface de usuário é uma interface para dispositivos móveis, onde os enfermeiros podem obter acesso rápido aos dados necessários para o tratamento de pacientes e que lhes permite dar comandos aos robôs.

A maioria dos aplicativos hospitalares existentes está usando o protocolo HL7. Aqui, a Open Robotics criou uma camada que pode converter mensagens neste protocolo em mensagens ROS. Isso significa que o ROS2 pode se conectar a aplicações hospitalares usando o protocolo DDS.

Para sabermos mais sobre o ROS e a robótica de suporte à saúde, podemos consultar o SOSS, HL7 bridge e agendamento RMF.

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