2023년도 자율 교육 과정에서 우리는 지속 가능한 미래를 위한 도시를 구축하기 위해 돌아다니는 로봇 의사를 생각해냈다. 스마트 시티에서 인간, 환경, 기술... 지속 가능한 미래를 구현하기 위해 고민했다. 도시가 존재하려면 먼저 시민들이 있어야하고 시민들이 도시에서 풍요롭게 살기 위해선 시민들의 건강이 먼저 떠올랐다. 필자는 미국에서 살아본 경험이 있다. 미국에서 거주할 때 도시에 인간다운 삶을 권장받지 못하는 사람들이 있었다. 일명 거지 타운이라고 그런 곳이 많았다. 자고로 지속 가능한 미래를 구축하기 위해 그런 사람들은 없어야 한다고 생각한다. 따라서 이 로봇 의사는 의료 진료를 받기 힘든 사람, 바쁜 현대인들을 위해 간단히 진료를 받을 수 있게끔 하는 것이 우리 팀의 목적이다.
인공지능과 로봇 기술을 활용하여 돌아다니는 로봇 의사 시스템을 개발하고 의료진단 과 처방들을 수행할 수 있는 다양한 의료 서비스를 제공할 수 있는 기능을 탑재하고 지속 가능한 스마트 시티 구축을 위한 도시 건강 개선을 위해 돌아다니는 로봇 의사를 활용하여 도시 주민들의 의료 접근성 향상 및 건강 관리를 지원하고 거지 타운과 같은(비록 몇몇 국가들은 없을 수 있지만) 곳에 사회적 약자들의 의료 서비스 제공과 사회적 표용을 촉진하고, 응급 상황에서도 신속한 응급 처치를 할 수 있게끔 하여 응급 상황에서의 사망률 및 합병증 발생률을 감소할 수 있도록 한다. 또한 돌아다니는 로봇 의사 시스템을 스마트 시티 인프라와 통합하여 원활한 운영과 데이터 관리를 가능하게 함으로써 유비쿼터스 마을을 구축할 수 있다. 또한 돌아다니는 로봇 의사 운영에 필요한 윤리적인 가이드 라인을 마련하고 개인 정보 보호 및 의료 정보의 안전한 관리를 위한 보안 시스템을 구축해야한다.
돌아다니는 로봇 의사에 목적에 맞게 움직일 수 있게 만든 아두이노 자동차
#define enA 10//Enable1 L298 Pin enA
#define in1 9 //Motor1 L298 Pin in1
#define in2 8 //Motor1 L298 Pin in1
#define in3 7 //Motor2 L298 Pin in1
#define in4 6 //Motor2 L298 Pin in1
#define enB 5 //Enable2 L298 Pin enB
#define L_S A0 //ir sensor Left
#define R_S A1 //ir sensor Right
#define echo A2 //Echo pin
#define trigger A3 //Trigger pin
#define servo A5
int Set=15;
int distance_L, distance_F, distance_R;
void setup(){ // put your setup code here, to run once
Serial.begin(9600); // start serial communication at 9600bps
pinMode(R_S, INPUT); // declare if sensor as input
pinMode(L_S, INPUT); // declare ir sensor as input
pinMode(echo, INPUT );// declare ultrasonic sensor Echo pin as input
pinMode(trigger, OUTPUT); // declare ultrasonic sensor Trigger pin as Output
pinMode(enA, OUTPUT); // declare as output for L298 Pin enA
pinMode(in1, OUTPUT); // declare as output for L298 Pin in1
pinMode(in2, OUTPUT); // declare as output for L298 Pin in2
pinMode(in3, OUTPUT); // declare as output for L298 Pin in3
pinMode(in4, OUTPUT); // declare as output for L298 Pin in4
pinMode(enB, OUTPUT); // declare as output for L298 Pin enB
analogWrite(enA, 200); // Write The Duty Cycle 0 to 255 Enable Pin A for Motor1 Speed
analogWrite(enB, 200); // Write The Duty Cycle 0 to 255 Enable Pin B for Motor2 Speed
pinMode(servo, OUTPUT);
for (int angle = 70; angle <= 140; angle += 5) {
servoPulse(servo, angle); }
for (int angle = 140; angle >= 0; angle -= 5) {
servoPulse(servo, angle); }
for (int angle = 0; angle <= 70; angle += 5) {
servoPulse(servo, angle); }
distance_F = Ultrasonic_read();
delay(500);
}
void loop(){
//==============================================
// Line Follower and Obstacle Avoiding
//==============================================
distance_F = Ultrasonic_read();
Serial.print("D F=");Serial.println(distance_F);
//if Right Sensor and Left Sensor are at White color then it will call forword function
if((digitalRead(R_S) == 0)&&(digitalRead(L_S) == 0)){
if(distance_F > Set){forword();}
else{Check_side();}
}
//if Right Sensor is Black and Left Sensor is White then it will call turn Right function
else if((digitalRead(R_S) == 1)&&(digitalRead(L_S) == 0)){turnRight();}
//if Right Sensor is White and Left Sensor is Black then it will call turn Left function
else if((digitalRead(R_S) == 0)&&(digitalRead(L_S) == 1)){turnLeft();}
delay(10);
}
void servoPulse (int pin, int angle){
int pwm = (angle*11) + 500; // Convert angle to microseconds
digitalWrite(pin, HIGH);
delayMicroseconds(pwm);
digitalWrite(pin, LOW);
delay(50); // Refresh cycle of servo
}
//**********************Ultrasonic_read****************************
long Ultrasonic_read(){
digitalWrite(trigger, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigger, HIGH);
delayMicroseconds(10);
long time = pulseIn (echo, HIGH);
return time / 29 / 2;
}
void compareDistance(){
if(distance_L > distance_R){
turnLeft();
delay(500);
forword();
delay(600);
turnRight();
delay(500);
forword();
delay(600);
turnRight();
delay(400);
}
else {
turnRight();
delay(500);
forword();
delay(600);
turnLeft();
delay(500);
forword();
delay(600);
turnLeft();
delay(400);
}
}
void Check_side(){
Stop();
delay(100);
for (int angle = 70; angle <= 140; angle += 5) {
servoPulse(servo, angle); }
delay(300);
distance_R = Ultrasonic_read();
Serial.print("D R=");Serial.println(distance_R);
delay(100);
for (int angle = 140; angle >= 0; angle -= 5) {
servoPulse(servo, angle); }
delay(500);
distance_L = Ultrasonic_read();
Serial.print("D L=");Serial.println(distance_L);
delay(100);
for (int angle = 0; angle <= 70; angle += 5) {
servoPulse(servo, angle); }
delay(300);
compareDistance();
}
void forword(){ //forword
digitalWrite(in1, LOW); //Left Motor backword Pin
digitalWrite(in2, HIGH); //Left Motor forword Pin
digitalWrite(in3, HIGH); //Right Motor forword Pin
digitalWrite(in4, LOW); //Right Motor backword Pin
}
void backword(){ //backword
digitalWrite(in1, HIGH); //Left Motor backword Pin
digitalWrite(in2, LOW); //Left Motor forword Pin
digitalWrite(in3, LOW); //Right Motor forword Pin
digitalWrite(in4, HIGH); //Right Motor backword Pin
}
void turnRight(){ //turnRight
digitalWrite(in1, LOW); //Left Motor backword Pin
digitalWrite(in2, HIGH); //Left Motor forword Pin
digitalWrite(in3, LOW); //Right Motor forword Pin
digitalWrite(in4, HIGH); //Right Motor backword Pin
}
void turnLeft(){ //turnLeft
digitalWrite(in1, HIGH); //Left Motor backword Pin
digitalWrite(in2, LOW); //Left Motor forword Pin
digitalWrite(in3, HIGH); //Right Motor forword Pin
digitalWrite(in4, LOW); //Right Motor backword Pin
}
void Stop(){ //stop
digitalWrite(in1, LOW); //Left Motor backword Pin
digitalWrite(in2, LOW); //Left Motor forword Pin
digitalWrite(in3, LOW); //Right Motor forword Pin
digitalWrite(in4, LOW); //Right Motor backword Pin
}감기 진단 알고리즘을 제작하였고, 앱 내의 Diagnose Page를 웹 뷰를 통해 구현함
돌아다니는 로봇 의사 "무빙이" 전용 앱을 만들 때 사용한 프레임 워크
실제 상용화 된다고 가정해보았을 때 많은 문제점이 뒤따를 것 같았다. 첫 번째로 작동 안정성과 신뢰성이다. 로봇 시스템은 기계적 결함, 소프트웨어 버그 또는 외부 환 경 요인에 의해 작동에 장애가 발생할 수 있습니다. 이는 로봇 의사의 작동 안정성과 신뢰성에 영향을 미칠 수 있으며, 환자 안전에 문제를 일으킬 수 있다. 두 번째로는 의료 책임과 법적 문제가 있다. 로봇이 의료 서비스를 제공하면서 발생하는 의료 책임은 누구에게 있는지 명확하지 않을 수 있는데 이로 인해 법적 책임을 결정하기 어려울 수 있다. 세 번째로는 기술적 한계이다. 현재의 로봇 기술은 인간 의사의 전문적인 판 단과 진단 능력을 완전히 대체하기에는 아직 한계가 있다. 로봇 의사는 제한된 알고리즘과 프로그래밍에 따라 작동하며, 일부 복잡한 의학적 상황에서는 인간 의사의 진단 과 판단이 필요하다고 생각한다. 마지막으로 로봇 의사의 도입은 의료 윤리적 문제를 야기할 수 있다. 예를 들어, 로봇 의사가 환자와의 관계에서 인간적인 접촉과 감정적 지원을 부족하게 만들 수 있으며, 환자의 신뢰와 의료 관계의 질에 영향을 미칠 수 있 다. 장점으로는 첫 번째로 의료 서비스의 확장성이다. 로봇 의사를 통해 의료 서비스를 제공하면, 인간 의사의 한계를 극복하고 의료 서비스의 접근성과 효율성을 향상시킬 수 있다. 특히 지역적으로 의료 서비스가 부족한 지역이나 의료 인력이 한정적인 상황에서 유용할 수 있다. 두 번째로 로봇 의사는 작업의 효율성과 시간 관리 특면에서 이 점을 제공할 수 있다. 로봇은 병력 정보를 신속하게 분석하고 의료 절차를 빠르게 수행할 수 있으며, 의사와 간호사 등 인간 의료 인력의 업무 부담을 줄여줄 수 있다. 마지막으로 로봇 의사는 예방 및 관리 서비스를 효과적으로 제공할 수 있다. 로봇은 환자의 건강 상태를 모니터링하고 의료 지침에 따라예방 조치를 취할 수 있습니다. 또 한 환자의 상태를 지속적으로 추적하고 관리하여 조기 진단과 치료를 지원할 수 있다.