НИЛ «МедРо – лаборатория медицинской робототехники»

"Объектом исследования являются роботизированная умная больница и ее элементы, которые помогут повысить безопасность и понизить смертность среди пациентов и персонала во время эпидемиологических катаклизмов, а также снизить повседневную нагрузку на младший медицинский и вспомогательный персонал больницы. Цель работы - создание на базе Научно-клинического центра прецизионной и регенеративной медицины КФУ первой в Российской Федерации роботизированной умной больницы, которая в том числе поможет повысить безопасность и понизить смертность среди пациентов и персонала, а также снизить повседневную нагрузку на младший медицинский и вспомогательный персонал больницы. В процессе работы проводились разработка, улучшение и апробация в реальных условиях новых технологий на стыке медицины, IoT и робототехники, в том числе: разработка функциональной 3D-модели инфраструктуры умной больницы и ее элементов в симуляторе; разработка отдельных алгоритмов и элементов программного обеспечения умной больницы; разработка модульного низкобюджетного мобильного вспомогательного робота. В результате исследования были разработаны дизайн и архитектуры программного обеспечения с графическим интерфейсом, позволяющего редактировать визуальную часть модели человека и ее передвижение в окружающей среде симулятора Gazebo; доработана конструкция продвинутого модульного низкобюджетного мобильного вспомогательного робота по результатам экспериментов в Научно-клиническом центре прецизионной и регенеративной медицины КФУ; осуществлена интеграция подвижных дверей в статичную виртуальную модель малоразмерного помещения среды умной больницы; создана расширяемая библиотека из 200 уникальных виртуальных моделей человека в симуляторе Gazebo; создана новая виртуальная модель продвинутого модульного низкобюджетного мобильного вспомогательного робота по результатам экспериментов в Научно-клиническом центре прецизионной и регенеративной медицины КФУ; разработана архитектура системы управления дверями в виртуальной модели малоразмерного помещения среды умной больницы; создан и протестирован первый прототип программного обеспечения с графическим интерфейсом, позволяющего редактировать визуальную часть модели человека и ее передвижение в окружающей среде симулятора Gazebo; создано низкоуровневое программное обеспечение для системы передвижения виртуальной модели продвинутого модульного низкобюджетного мобильного вспомогательного робота по результатам экспериментов в Научно-клиническом центре прецизионной и регенеративной медицины КФУ; создано низкоуровневое программное обеспечение для системы очувствления виртуальной модели продвинутого модульного низкобюджетного мобильного вспомогательного робота по результатам экспериментов в Научно-клиническом центре прецизионной и регенеративной медицины КФУ; предложена стратегия управления вспомогательными мобильными роботами и умной инфраструктурой под управлением человека-оператора; разработано программное обеспечение системы управления дверями в виртуальной модели малоразмерного помещения среды умной больницы; собран прототип натурного продвинутого модульного низкобюджетного мобильного вспомогательного робота; создано низкоуровневое программное обеспечение для системы очувствления натурного робота; создано низкоуровневое программное обеспечение для системы передвижения натурного робота; предложена стратегия управления автономным движением при P2P навигации для группы вспомогательных мобильных роботов в умной инфраструктуре; проведены испытания низкоуровневого программного обеспечения для системы очувствления натурного робота в лабораторной среде; проведены испытания низкоуровневого программного обеспечения для системы передвижения натурного робота в лабораторной среде. Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: разработанные прототипы имитационной модели, натурного робота и программного обеспечения используют робототехническую операционную систему ROS, языки программирования C++ и Python, и ряд стандартных библиотек с открытым кодом. Прототипы прошли успешные пилотные испытания в лабораторной среде. Степень внедрения – разработанные концепции, стратегии, алгоритмы и прототипы готовы для дальнейших этапов исследований. "