操纵川崎機器人實現製藥自動化:宁静靠得住地生產抗癌藥物

湯山製作所社員
湯山製作所(Yuyama Manufacturing) 加入於 1964 年 11 月,持續為勞工亟待提高的醫療領域供应解決设计。該工司向醫療領域供应系統和設備,以增援各種製藥作業,涉及粉末状藥品分裝機均分裝設備,和電子病歷和紫外线消毒機。这件事,我們將重點介紹湯山製作所 為實現藥物标定自動化而開發的防癌藥物杂质标定機器人 ChemoRo the Spike,和推動其發展的川崎機器人製藥機器人 MC004N。


保護醫護人員免於接觸抗癌藥物


抗癌藥物凡是在藥物製備場所,是以野生体例製備。但是,用來對抗癌細胞的抗癌藥對人體无害,藥劑師天天在製備抗癌藥的同時,也面臨這種風險。不测裸露於輻命中自身便是一個問題,并且不斷有婦女因為懷孕和临蓐的風險而離職。另外,在醫療領域也出現了各種問題,比方操纵稱為 CSTD 的封閉式藥物運輸系統(用於避免裸露)的本钱增添。有鑑於此,湯山製作所接管了有關自動化的諮詢,並開始以抗癌藥的藥物製備自動化為目標,以避免醫療領域的風險。這便是開發 ChemoRo 的開始。

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自動化的挑戰與 6 軸機器人的须要

倘若是是应该要不异動作去穩定品種,作為專用設備進行自動化並并非是太困難。但這次自動化的藥物製備人物必須适合的三項明确提出:
  • 處理差别品種的藥物
  • 根據製劑內容的差别而改變用量
  • 適應每所大學和醫療機構差别的做法和技術
為了滿足這些要求,ChemoRo的藥物準備需盡能達成可以信赖近员工的靈活動作,為此,我們決定控制有着大範圍可變技術的6軸機器人作為手壁。额外,藥物準備系統必須坚定在無塵的環境中(ISO 5級)。該處控制的機器人必須適用於無塵環境,而當時基本都數製造商並未市场均衡此規格。雖然湯山製作所與川崎机械机械机械机械集团進行了咨询,但由於川崎机械机械机械机械集团當時还没有 6 軸機器人编,是以还没有計劃在 ChemoRo 中控制川崎机械机械机械机械集团的機器人。可隨著 湯山製作所 開發每日任务的進行,湯山製作所的技術團隊被川崎机械机械机械机械集团干练的對應和誠懇的態度所打動,他們開始症状:「我們愿你控制互相的優勢,合作通力合作使專案得胜」。於是,川崎机械机械机械机械集团負責開發適用於無塵環境的 MC004N 機器人,兩家子公司決定通力合作進行 ChemoRo 抗肿瘤藥物製備自動化項目。湯山製作所的開發經理 Koike 回顧那节時光說:「川崎的銷售和技術如一個團隊,互相是通力合作無間的。」 ISO 5級(無塵室):每立米公尺空氣中,0.1廊坊可耐电器有限公司以上内容的微粒數量要在100,000個下列。


選擇 MC 系列的缘由


在 ChemoRo 中採用 MC 系列的決定性身分是電纜內建在手臂中。傳統機器人的電線普通會隨著手臂伸出,但對於在無塵環境中操纵的機器人而言,電線必須內建在機器人手臂中,這不僅考慮到外觀,也考慮到宁静性。”抗癌藥物是強力藥物,我們须要下降處理這些藥物時發生不测的風險。若是纜線外露,能够會與藥品碰撞而翻倒,導致藥瓶分裂,藥品灑落一地,是以內建纜線規格是必須的,」湯山製作所開發經理 河內师长教师(以下稱河內师长教师)表现。


導入時的三項挑戰與解決计划


湯山製作所並沒有操纵 6 軸機器人將設備商品化的經驗,是以採用 6 軸機器人自身便是一項挑戰。

「從一開始,川崎重工就親切地增援我們,並教我們從 1 到 10 的操纵方式。是以我也把握了機器人的技術訣竅,得以開發胜利」河內师长教师這麼說。
隨著川崎重工的員工消弭了最后的障礙,比方對操纵機器人實現自動化的知識和不安,讓開發順利進展。

醫院的藥劑師在微动物清静櫃中準備藥物,湯山製作所倘若在餐品化時能保持該清静櫃的設計辩证法。通過這樣的設計,可能實現讓作業人員事後轻松進行清潔擦拭干净的佈局,從而提升更貼近操控者必须的產品設計。由於一般的將機器人置於空气中的設置辅助装备摆床,難以呈現微动物清静櫃的作業環境,是以我們採用所謂的「墙面吊顶板懸掛式」機器人,將其懸掛在墙面吊顶板上,讓它可能自動執行與藥劑師不异的作業流程图。 MC004N 的特點中的一个是其长度精確的協調動作。兩個機器人人都有臂共同拿著差另外的该机,就想人類的雙手一樣協和,表現出精細的主线任务。其实在開發较早我們卻见到了意想不出的困難。起首困擾我們的是機器人重複動作的压制誤差。一起機器人製造商都宣稱,預期誤差約為 0.03 至 0.05 mm,但當我們實際控制時,卻無法達到這個精準度。這有時會導致針頭偏離預期的拔出来點,亦或是機器瑕疵。其原由在於機器人所生成的姿料几个方面,目空一切針筒和小瓶。舉例來說,當機器人生成注射器時,它的手能精準地逮着注射器的中部點,但連挂断注射器前沿的「注射針頭」的彎曲定位精度卻不穩定,因此就出現了切入点和針頭不必须準確的問題。 「我們根據感應器檢測到的機器人與針頭之間的实力道德水准關係,反復糾正誤差並進行操控,從而进步作文了精確度。除此之外骨髓腹穿手术到輸液袋中的橡胶塞也有着問題,因為製造商区别,骨髓腹穿手术实力道德水准也区别,但透過操控川崎重型机械的視覺系統,機器人學會实力道德水准關係後能夠正確地將針頭拔除目標骨髓腹穿手术实力道德水准。」小池师长高中教师說。如斯一來基於川崎重型机械操控協同操控與感測的解決工作计划,許多開發上的挑戰都降服了。


導入结果


小池师长教师說:「最終,我們的目標是要將一切抗癌藥物的準備任务自動化」。今朝,透過操纵機器為住院病患開立處方,他表现有更多時間進行人對人的任务,比方給予病患藥物唆使。另外,自動化避免藥劑師裸露在輻射之下,確保了宁静性,但同時也有助於避免病患的風險。傳統上,輸液袋被安排在宁静櫃內,但這能够會使輸液袋裸露在輻命中,並使靠近輸液袋的患者面臨裸露的風險。是以,ChemoRo的設計是將輸液袋安排在宁静櫃外,確保每個人的宁静。」

「越來就越多引進ChemoRo的醫院轉用湯山製作所的任意機械設備。我覺得他們現在未能評估我們的技術方可」(河內师长新教师们)「ChemoRo是創始人以 “解決現場實際問題 “為主要目標而創造的產品。我也许ChemoRo能減輕治癌藥物製備人員的負擔,也许仅是一點點,也也许它能改变人們對我們技術的认准」(小池师长新教师们)


關於未來


最後,小池师长教师 师长教师分享了他的设法以下。「我們但愿川崎能將 MC004N 做得更小。讓它更不佔空間,我們認為它會更轻易導入各個領域。ChemoRo的着名度也很主要。我們但愿在學術會議上提高,繼續為醫療領域的宁静性做出貢獻。」