Разработка 3D модели многовыходного электромагнитного мехатронного модуля и Разработка программного обеспечения управления движением мехатронного модуля на основе его 3D модели

1.3 КРАТКИЙ ОБЗОР 3D МОДЕЛЕЙ НА БИОРОБОТАХ
Рис.2 Анатомический план и живиой организм
Слева анатомический план или цифровой двойник сконструированный компьютером организма, обнаруженный на суперкомпьютере UVM. Справа - живой организм, полностью состоящий из клеток кожи лягушки (зеленые) и клеток сердечной мышцы (красные). На заднем плане видны следы, высеченные роем этих незнакомых с природой организмов, когда они движутся через поле твердых частиц. (Фото: Сэм Кригман, UVM)
Теперь группа ученых перепрофилировала живые клетки, соскобленные с эмбрионов лягушки, и собрала из них совершенно новые формы жизни. Эти миллиметровые «ксеноботы» могут двигаться к цели, возможно, подбирать полезный груз (например, лекарство, которое нужно нести в определенное место внутри пациента) - и исцелять себя после пореза.

«Это новые живые машины», - говорит Джошуа Бонгард, ученый-компьютерщик и эксперт по робототехнике из Университета Вермонта, который был одним из руководителей нового исследования. «Они не являются ни традиционными роботами, ни известными видами животных. Это новый класс артефактов: живой программируемый организм».

Новые существа были созданы на суперкомпьютере в UVM, а затем собраны и протестированы биологами из Университета Тафтса. «Мы можем вообразить множество полезных применений этих живых роботов, которые не могут сделать другие машины, - говорит со-руководитель Майкл Левин, который руководит Центром регенеративной биологии и биологии развития в Тафтсе, - например, поиск вредных соединений или радиоактивного загрязнения, сбор микропластика. в океанах, путешествуя по артериям, чтобы соскоблить зубной налет "Результаты нового исследования были опубликованы 13 января в Трудах Национальной академии наук.
Рис.3 Искуственно созданный организм
Искусственно созданный четвероногий организм диаметром 650-750 микрон - немного меньше булавочной головки. (Источник: Дуглас Блэкистон, Университет Тафтса.)
1.4 КРАТКИЙ ОБЗОР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 3D МОДЕЛЕЙ В МЕДИЦИНСКИХ РОБОТАХ
Еще в 2018 году упоминали о цифровых двойниках в числе новых технологических трендов, многие все еще имеют весьма смутное представление о том, что же такое цифровой двойник. По сути, цифровой двойник – это полнофункциональная виртуальная копия физического объекта или услуги и их процессов. В сфере здравоохранения цифровые двойники могут симулировать:
Рис.4 Cимуляция органов

• 
  органы пациентов, чтобы предотвратить ненужные операции или прием неподходящих лекарств;
  
• 
  медицинское оборудование, чтобы повысить его надежность;
  
• 
  целые больничные системы, чтобы создать более безопасную среду.
  

Цифровой двойник во многом отличается от симулятора.
В мед. компании Ауриге широко используются симуляторы медицинского оборудования для ускорения процесса разработки и тестирования. К примеру, на недавнем проекте они разработали полнофункциональную систему симулирования для оценки новых функций шприцевых и инфузионных насосов большого объема.
Система помогла быстро протестировать новые функции, и заказчик значительно сэкономил на разработке, а также сократил время выхода на рынок своего нового продукта.
Рис.5 Визуальное представление данных
Симуляторы могут использоваться и для обучения медицинского персонала. Именно с этой целью один из ведущих производителей медицинских устройств поручил Ауриге разработать новое приложение для симуляции сердечного насоса.
Разработанное решение симулирует перепады давления (DP),
давление левого желудочка (LVP),
конечное диастолическое давление (EDP),
сердечный выброс (CO),
сердечную функцию (CPO) и другие параметры, а также положение насоса.

В то время как симуляторы полагаются на накопленные данные за определенный период, – а значит, их прогнозирующая функция ограничена, – цифровые двойники показывают, как объект будет вести себя в будущем, учитывая все реальные условия жизни. Когда мы подключаем модель медицинского устройства к модели человеческого тела, чтобы изучить, как устройство будет функционировать в естественной среде, мы получаем цифровой двойник.