Development of “artificial intellect based dental android system” for simulation of medical manipulations and doctor – patient communication

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objective. The study is aimed at designing an inventive, multifunctional artificial intellect based anthropomorphic service robot, which could be integrated into an online learning system. An interdisciplinary research group in the framework of a newly formed university consortium is implementing a project in order to develop an artificial intellect based robotized Dental Android System able to simulate an actual clinical dental appointment.

Materials and methods. The system is based on an android (humanoid) robot comprising a multifunctional artificial intellect system. The factors, expanding  the applicability range of the system and elevating its realistic basis in the course of learning are the use of a high-similarity construction, and introduction of a well-developed sensorics in the model teeth and jaw, in particular: – the teeth have the form of heterogeneous objects made of polymer materials with  different stress-related characteristics typical for a natural tooth (enamel and dentin) with embedded contact sensors, a thermal sensor to read tooth heating parameters in the course of preparation for the purpose of training pulp burn prevention skills; – the smart jaw comprises several independent sectors and load cells allowing to determine the force applied to any part of the jaw.

Results. Possibility of audiovisual communication with the robot allows to implement a scenario approach to learning in the course of vocal communication.

Conclusions. The system being developed is an innovative solution of current goals of medical staff training in the rapidly emerging digital educational medium throughout the entire medical education process.

About the authors

N. B. Astashina

E.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: astashina.nb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1135-7833

MD, PhD, Associate Professor, Head of the Department of Orthopedic Dentistry

Russian Federation, Perm

A. A. Baydarov

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: astashina.nb@mail.ru

Candidate of Technical Sciences, Deputy Rector for Informational Technologies and Innovative Development, Head of the Department of Medical Informatics and Medical Systems Management

Russian Federation, Perm

S. D. Arutyunov

A.I. Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry

Email: astashina.nb@mail.ru

MD, PhD, Professor, Head of the Department of Digital Dentistry

Russian Federation, Moscow

A. A. Yuzhakov

Perm National Research Polytechnic University

Email: astashina.nb@mail.ru

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Automatics and Telemechanics

Russian Federation, Perm

A. N. Kokoulin

Perm National Research Polytechnic University

Email: astashina.nb@mail.ru

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Automatics and Telemechanics

Russian Federation, Perm

K. R. Valikhmetova

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: astashina.nb@mail.ru

Resident, Department of Orthopedic Dentistry

Russian Federation, Perm

P. V. Mayorov

E.A. Vagner Perm State Medical University; Perm National Research Polytechnic University

Email: astashina.nb@mail.ru

Lecturer of the Department of Medical Informatics and Medical Systems Management, postgraduate student of the Department of Automatics and Telemechanics

Russian Federation, Perm; Perm

A. M. Shamarina

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: astashina.nb@mail.ru

Specialist, Department of Medical Information and Medical Systems Management

Russian Federation, Perm

P. V. Lazarkov

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: astashina.nb@mail.ru

Lecturer of the Department of Medical Information and Medical Systems Management, postgraduate student of the Department of Surgery with Course of  Cardiovascular Surgery and Invasive Cardiology

Russian Federation, Perm

A. S. Vronsky

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: astashina.nb@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, postgraduate student of the Department of Surgery with Course of Cardiovasclar Surgery and Invasive Cardiology

Russian Federation, Perm

Ya. N. Kharakh

A.I. Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry

Email: astashina.nb@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Digital Dentistry Department

Russian Federation, Moscow

References

  1. Carmen Juan M., Alexandrescu L. Mobile Augmented Reality System for the Learning of Dental Morphology, available at: https: //revistes.ub.edu/index.php/der/article/view/15344/pdf; Ultra Realisitc Dental Training Android Robot for Novice Dentists - https://phys.org/news/2011-06-showa-hanako-realistic-robot-novice.html. URL: http://www.leonardo-dental.ru.
  2. Ta-Ko Huang, Chi-Hsun Yang, Yu-Hsin Hsieh, Jen-Chyan Wang, Chun-Cheng Hung. Augmented reality (AR) and virtual reality (VR) applied in dentistry. Kaohsiung Journal of Medical Sciences 2018; 34: 243–248.
  3. Dimri D., Nautiyal S. Dental Robotics-Get Going. J. Oral Dent. Health Res. 2020; 2: 1–3.
  4. Tom C.T. van Riet, Kevin T.H. Chin Jen Sem, Jean-Pierre T.F. Ho, René Spijker, Jens Kober, Jan de Lange. Robot technology in dentistry, part one of asystematic review: literature characteristics. Dental materials 2021; 37: 1217–1226.
  5. Стоматологический симулятор Леонардо, available at: http://www.leonardo-dental.ru/.
  6. Buchbender M., Maser M., Neukam F.W., Kesting M.R., Attia S., Schmitt Ch.M. Kobra Surgery Simulator – A Possibility to Improve Digital Teaching? A Case-Control Study. International Journal of Environmental Research and Public Health 2021; 18: 1827.
  7. Yanushevich O.O., Tashkinov A.A., Minaeva N.V., Arutyunov S.D., Astashina N.B., Baidarov A.A., Bezukladnikov I.I., Yuzhakov A.A. Dental anthropomorphic robot. A new era in imitation of medical manipulation and clinical admission. Cathedra - Department. Dental Education 2021; 78: 54–57 (in Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Modern phantom complexes installed in the chiropractic training room at A.I. Evdokimov Moscow State Medical University

Download (333KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Functional scheme of the "Anthropomorphic Dental Robot" complex

Download (56KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Robotic complex "Anthropomorphic dental robot"

Download (143KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Structure of the head of an anthropomorphic dental robot: a - framework of the mechanized part of the head; b - head with a face mask

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».