Robotit auttavat terveydenhuollossa, lääketeollisuudessa ja lääketieteellisten laitteiden tuotannossa ympäri maailmaa

Robotit auttavat terveydenhuollossa, lääketeollisuudessa ja lääketieteellisten laitteiden tuotannossa ympäri maailmaa

Terveydenhuolto ei ole koskaan ollut yhtä ajankohtainen aihe kuin nyt. Uusimmat robotiikkaratkaisut voivat helpottaa työntekijöiden työtä ja vaikuttaa toiminnan laatuun, kapasiteettiin ja kustannuksiin niin farmaseuttisten ja lääketieteellisten laitteiden tuotannossa kuin lääketieteellisissä ja tutkimuslaboratorioissa.

Farmaseuttisten ja lääketieteellisten laitteiden valmistajiin kohdistuu paineita. Ne tarvitsevat luovia ratkaisuja parantamaan toimintansa tehokkuutta ja laatua, pitämään kustannukset kurissa ja nopeuttamaan tutkimus- ja kehitystyötä, jotta tuotteita saadaan markkinoille nopeammin. Kaikki tämä pitäisi tehdä tilanteessa, jossa joka puolella on pulaa terveydenhuollon ammattilaisista. Automaatio voi auttaa voittamaan nämä haasteet ja parantamaan henkilöstön turvallisuutta. Robotit voivat nimittäin suorittaa toistuvia tehtäviä jopa puolet nopeammin kuin ihmiset nyt manuaalisissa prosesseissa, mikä tehostaa tuottavuutta ja vapauttaa korkeasti koulutetut sairaala-, laboratorio- ja tuotantotyöntekijät tekemään vaativampia tehtäviä.

Robotit ovat tarkkoja, nopeita ja joustavia. Väsymättöminä ne voivat työskennellä ympäri vuorokauden, ja siksi ne sopivatkin hyvin toistuvien tehtävien tekemiseen. Niiden tehtäviä voidaan tarvittaessa vaihdella. Viime aikoina kehittynyt teknologia on tuonut robotit pitkälle alkuaikojen suurista ja raskaista malleista, jotka oli suunniteltu lähinnä autoteollisuuden tarpeisiin. Nykyään robotit ovat pienempiä ja paljon joustavampia. Niihin on integroitu näköominaisuuksia, ja ne voidaan pestä, mikä tekee niistä hygieenisiä.  

SCARA-robotit (Selective Compliance Articulated Robot Arm) ovat hyvä esimerkki. Pöydän päälle asennettavat pienet SCARA-robotit sopivat hyvin lääketehtaiden tyypillisiin pieniin tiloihin. SCARA-robotit käsittelevät nopeasti ja tarkasti niin tabletteja, koeputkia kuin ruiskujakin tehden nivellettyjä liikkeitä pisteestä pisteeseen. Ne muun muassa keräävät, siirtävät ja käsittelevät osia sekä asettavat niitä paikoilleen.  

Yhteistyön mahdollistavien teknologioiden kehittyessä robotteja voidaan käyttää yhä enemmän laboratorioissa ja lääketieteellisissä laitoksissa, koska ne toimivat turvallisesti ja tehokkaasti ihmisten rinnalla ilman turva-aitoja. Ihmiset ja robotit voivat silloin työskennellä hyvin joustavasti ja tehokkaasti samoilla työskentelyalueilla ja tehdä jopa yhdessä samoja tehtäviä nopeuden ja turvallisuuden kärsimättä.  

Laboratorio- ja terveydenhuoltosovellukset

Nykyaikaisia robotteja ei ole pelkästään tuotantolaitoksissa tai logistiikkakeskuksissa, vaan niitä käytetään yhä enemmän lääketieteellisten laitteiden osina laboratorioissa. Niistä on apua niin tutkimus- ja tuotekehitystyössä lääketeollisuudessa ja yliopistoissa kuin lääketieteellisten laitosten tekemissä testeissä. Nykyään robotit voivat suorittaa monia tehtäviä. Ne on helppo ohjelmoida, jopa hallitsemaan muita laboratoriolaitteita.

Yleisessä laboratoriotyössä ABB:n yhteistyöhön kykenevä YuMi®-robotti voidaan integroida laitteeseen tekemään monia toistuvia, tarkkuutta vaativia ja aikaa vieviä toimenpiteitä. Tällaisia ovat esimerkiksi annostelu, sekoitus ja pipetointi, steriilien instrumenttien pakkaaminen ja sentrifugien lataaminen ja tyhjentäminen. Laitteita, joihin on integroitu robotti, voidaan käyttää myös lämpökontrolloiduissa prosesseissa. Ne voivat automaattisesti laittaa näytteitä erikoisuuneihin ja ottaa niitä pois varmistaen, että näytteet inkuboidaan oikeissa olosuhteissa.

YuMi® on nykyään markkinoiden nopein täysin yhteistyöhön kykenevä robotti. Se on suunniteltu myös rakenteeltaan turvalliseksi. YuMi®-robotilla on pehmustetut käsivarret ja törmäysten havaitsemistoiminto, eikä se aiheuta puristumisvaaraa. Se pystyy toimimaan turvallisesti työntekijöiden keskellä sellaisissakin tiloissa, joita ei ole suunniteltu robottia varten, eikä se tarvitse aitoja tai muita turvatoimia. Siksi se voi ottaa vastuulleen toistuvat ja kuormittavat tehtävät, vaikka niissä tarvittaisiin ihmisen näppäryyttä tai ne muuttuisivat varoittamatta.  YuMi®-robotti voi esimerkiksi osallistua työntekijöiden rinnalla prosessitehtäviin, eli hoitaa laitteita tai kerätä ja kuljettaa näytteitä. 

Euroopan syöpäinstituutissa YuMi®-robotilla oli merkittävä käyttötarkoitus: tutkijat integroivat sen henkilöstön avuksi hoitamaan immunologisten testien valmisteluprosessia, jossa lasketaan virusten vasta-aineita. Analysoinnin valmistelu on erittäin hidasta työtä. Aiemmin laboratoriotyöntekijöiden piti tehdä useita toistuvia tehtäviä, kuten pestä kuoppalevyjä. Nyt Yumi® hoitaa pesemisen vaivatta.

Yhdysvalloissa taas Copan Diagnostics käyttää YuMi®-robottiin pohjautuvia HEPA-suodatettuja bioturvallisia työasemia, kun käsitellään kudos-, luu- ja steriilejä nestenäytteitä ja kuljetetaan perinteisiä vanupuikkoja ja veriviljelyitä. Teknikon skannattua viivakoodin robotti hakee automaattisesti levyt ja materiaalit, joihin näytteet inokuloidaan. Sitten robotti sivelee levyt ja siirtää ne järjestelmään, joka viimeistelee kuljetusprosessin.

Ilman ihmiskäden kosketusta

Robotit kykenevät tekemään yhä erilaisempia tehtäviä koko tuotantoprosessissa. Ne voivat tehdä laboratoriotestejä ja auttaa tuotekehityksessä ja valmistuksessa. Ne lajittelevat tuotteita ja noukkivat valmiit tuotteet pakattavaksi ja toimitettavaksi. Ihmiskäden kosketusta ei ehkä enää tarvitakaan.

Kontaminoituminen ja siitä johtuva tuotteiden vetäminen pois markkinoilta voi tuhota minkä tahansa yrityksen maineen, ja tiukka lainsäädäntö korostaa jäljitettävyyttä lääkkeiden ja lääketieteellisten laitteiden väärentämisen estämisessä.

Automaattijärjestelmät ovat ihanteellinen tapa pienentää inhimillisten erehdysten, väärentämisen tai peukaloinnin mahdollisuutta. Esimerkiksi robotit, joihin on integroitu näköominaisuus, voivat nyt skannata pakkauksista viivakoodeja, jotka sisältävät tuotteiden kaikki seuranta- ja toimitustiedot. Näiden tietojen avulla tuotantolaitosten hallintajärjestelmät voivat estää väärennettyjen ainesosien käyttämisen tuotantoprosessissa tai kontaminoitujen tuotteiden jakelemisen jälleenmyyjille tai kuluttajille.  

Työturvallisuus

Turvallisuus on äärimmäisen tärkeää kaikkialla terveydenhuoltoalalla, kuten lääketieteellisten laitteiden tuotantolinjoilla, laboratorioissa ja sairaaloissa. Robotit voivat alkaa tehdä toistuvia tai raskaita töitä, jotta henkilöstö altistuu haitallisille aineille ja biologista vaaraa aiheuttaville materiaaleille mahdollisimman vähän. Näin työntekijöiden turvallisuus paranee.

Esimerkiksi johtava tanskalainen entsyymivalmistaja on käyttänyt kahta Feige GmbH:n RobotFillers-robottia tuotteiden lastaamisessa tynnyreihin. Entsyymien höyryt voivat olla haitallisia ihmisille, mutta ahtaaseen tilaan ei voitu asentaa perinteistä täyttöteknologiaa. Koko täyttöprosessi piti automatisoida ja saada mahtumaan pieneen tilaan.

Kunkin täyttöyksikön keskiössä on ABB:n 4-akselinen IRB 660 -robotti, joka voi kantaa noin 180 kg:n kuorman. RobotFiller aloittaa työn lavan yläosasta heti, kun lava on käyttöasennossa. IRB 660 liikkuu laskettujen koordinaattien mukaan ja laskee kunkin tynnyrin tapinreiän aseman. Sitten robotti määrittää lavan korkeuden ja täyttää kaikki säiliöt täyttöventtiilin kautta. Kun tynnyri on täynnä, IRB 660 vaihtaa täyttöventtiilin ruuvausyksikköön ja kiristää sen metallisella tiivistyskorkilla.

Katse pakkaukseen

Myös näköjärjestelmät laajentavat robottien käyttöä lääkkeiden tuotannon ja pakkaamisen muille alueille. Esimerkiksi eräs yhdysvaltalainen lääkealan yritys asensi äskettäin Flexa Cartoning -koneen erityisversion, joka on rakennettu kahden ABB IRB 340 -robotin ympärille. Italialainen Industria Macchine Automatiche suunnitteli ja asensi ratkaisun, joka hyödyntää Cognex-näkölaitteistoon perustuvaa näköteknologiaa. Ratkaisu poimii pipettejä liukuhihnalta, jolle ne saapuvat sekalaisessa järjestyksessä. Robottisolu ylittää helposti asiakkaan tavoitenopeuden, joka on 150 kappaletta minuutissa. Ratkaisun poimintapää voidaan myös vaihtaa, kun halutaan käsitellä muita samankaltaisia tuotteita.

Verkkokaupan kasvaessa automaatioratkaisut mahdollistavat kustannustehokkaan logistiikan lääketeollisuudessa. Ruotsin suurin verkkoapteekki Apotea toimittaa asiakkaille yli 170 000 pakkausta viikoittain. Yhtiön tuottavuus on kasvanut 30 prosenttia sen jälkeen, kun se asensi kolme IRB 4600 -yleisrobottia. Ne lajittelevat 35 000 pakkausta päivässä omiin jakeluhäkkeihinsä.

  • ABB:n mobiili autonominen YuMi®-robotti.
  • ABB:n insinöörit ja robotit työskentelevät yhdessä laboratoriossa.
  • ABB kehittää yhteistyörobottiratkaisuja laboratorioille ja sairaaloille.
  • ABB:n IRB 4600 -robotti automatisoi poiminnan Ruotsin suurimmassa verkkoapteekissa Apoteassa.
  • ABB IRB 2600 -robotti kasvosuojaintuotannossa Tiki Safety -yrityksessä Ruotsissa.

Seuraava askel

ABB:n omien tutkimusten mukaan ei-kirurgisten lääketieteellisten robottien myynnin odotetaan olevan maailmanlaajuisesti lähes 60 000 yksikköä vuoteen 2025 mennessä. Määrä on lähes nelinkertainen vuoteen 2018 verrattuna.

Lokakuussa 2019 ABB avasi uuden tutkimuskeskuksen Texas Medical Center -keskuksessa (TMC) Yhdysvalloissa, jotta se voi työskennellä yhdessä biotieteiden ja lääketieteen huippujen kanssa ja kehittää uusia robotiikka- ja automaatiokonsepteja sairaaloille ja lääketieteellisille laitoksille, laboratorioille, lääketeollisuudelle ja lääketieteellisten laitteiden valmistajille. TMC on maailman suurin lääketiedekeskittymä. Siellä hoidetaan 10 miljoonaa potilasta vuodessa, ja se on biotieteiden kehityksen eturintamassa.

”Markkinoilla on nyt yhä enemmän hygieenisiä robottimalleja, jotka voivat suorittaa monia erilaisia tehtäviä. Robottiautomaatio tehostaakin jo nyt tuotantoa, testausta ja tutkimus- ja tuotekehitystyötä ja parantaa tuottavuutta alalla”, sanoo Marc Segura, Managing Director, ABB:n Consumer Segments & Service Robotics. 

”Tiimimme Houstonin terveydenhuoltoon keskittyvässä tutkimuskeskuksessa tutkii uusia käyttökohteita ja tukee uusien huipputeknisten robotiikkaratkaisujen kehittämistä kumppaniemme kanssa.  Pyrimme vähentämään ihmisten manuaalisesti tekemien työvaiheiden määrää ja parantamaan laboratoriotyön tarkkuutta sekä pienentämään kustannuksia. Näin potilaat ovat tyytyväisempiä ja samalla potilasturvallisuus paranee”, Marc Segura kertoo.

Terveydenhuollon tutkimuskeskuksen avaamisen jälkeen ABB on esitellyt siellä teknologioidensa prototyyppejä. Näitä ovat muun muassa Yumi®-robotit, jotka voivat avustaa sentrifugien käytössä ja koeputkien käsittelyssä, sekä IRB 1200 -robotti, joka osaa siirtää nestettä pipetointisovelluksessa. 

Yksi ABB:n kehittämä terveydenhuoltoalan prototyyppikonsepti on mobiili, kaksikätinen YuMi®-robotti. Se on suunniteltu auttamaan työntekijöitä sairaalan laboratorio- ja logistiikkatehtävissä. Robotti pystyy itsenäisesti hahmottamaan, missä sen ihmiskollegat ovat, ja liikkumaan heidän ympärillään. Samalla se oppii löytämään erilaisia reittejä paikasta toiseen. Robotti voi tehdä toistuvia ja aikaa vieviä tehtäviä, kuten valmistaa lääkkeitä, täyttää ja tyhjentää lääketieteellisiä laitteita, pipetoida ja käsitellä nesteitä sekä kerätä ja lajitella koeputkia.

Mobiilin YuMi®-robotin käyttöä voidaan myös laajentaa erilaisiin sairaaloiden logistiikkatehtäviin. Se voi esimerkiksi jakaa lääkkeitä, viedä niitä oikeisiin paikkoihin, tuoda hoitotarvikkeita henkilökunnalle ja viedä lakanoita suoraan potilaiden huoneisiin.

Prototyyppien kehittämisessä keskitytään tulevaisuuden teknologiaan, jossa robotteja käyttäviä automaatioratkaisuja hyödynnetään yleisissä laboratoriotehtävissä. Niissä yhdistyy tasalaatuinen suoritus sekä joustavuus ja jatkuva toiminta. Robotin käyttö näissä voi tehostaa toimintaa, parantaa laatua ja minimoida kustannukset.  Prototyypit eivät ole lääketieteellisiä laitteita, eikä niitä ole vielä myynnissä.

YuMi®-robottia ja ABB:n muita robotiikkakomponentteja voidaan hyödyntää lääketieteessä monin tavoin. Kaikkien lääketieteellisten laitteiden on kuitenkin ensin käytävä läpi tarkka suunnittelu- ja testausprosessi. Siinä arvioidaan ennen markkinoille tuontia, suorittaako laite turvallisesti sille aiotut tehtävät kussakin eri käyttötarkoituksessa. Lääketieteellisten laitteiden valmistajat ovat yksin vastuussa siitä, että ne noudattavat kaikkia sovellettavia lakeja, standardeja ja ohjeita.

ABB (ABBN: SIX Swiss Ex) on johtava globaali teknologiayritys. Vauhditamme yhteiskunnan ja teollisuuden muutosta tuottavamman ja kestävämmän tulevaisuuden saavuttamiseksi. ABB yhdistää ohjelmistot sähköistyksen, robotiikan, automaation ja liikkeen portfolioonsa. Näin hyödynnämme teknologian mahdollisuudet suorituskyvyn nostamiseksi uudelle tasolle. Jo yli 130 vuotta menestyksekkäästi toimineen ABB:n tärkein voimavara on sen 110 000 ammattilaista yli 100 maassa. www.abb.com

ABB Robotics & Discrete Automation on robotiikan, koneautomaation ja digitaalisten palvelujen edelläkävijä, joka tarjoaa innovatiivisia ratkaisuja monille eri aloille autoteollisuudesta elektroniikkaan ja logistiikkaan. Maailman johtavana robotiikka- ja koneautomaatiovalmistajana olemme toimittaneet yli 400 000 robottiratkaisua. Autamme kaikenkokoisia asiakkaita parantamaan tuottavuuttaan ja olemaan joustavampia, yksinkertaistamaan tuotantoaan ja parantamaan sen laatua. Tuemme asiakkaitamme, kun he haluavat siirtyä kohti tulevaisuuden tehtaita, jotka ovat verkkoon kytkettyjä ja yhteistyöhön perustuvia. ABB Robotics & Discrete Automation työllistää yli 10 000 ihmistä yli sadalla paikkakunnalla yli 53 maassa. www.abb.com/robotics

Linkit

Yhteydenotto

Liitteet

Jaa tämä artikkeli

Facebook LinkedIn Twitter WhatsApp