人形机器人在 minimally invasive 手术中的快速仪器交换系统
机器人学
2026-04-06 v1 计算机视觉与模式识别
系统与控制
系统与控制
摘要
人形机器人技术已显示出在 minimally invasive 手术（MIS）中巨大的潜力。不同于专用多臂外科平台，人形机器人固有的双臂配置需要高效的仪器交换能力，以执行复杂的手术程序，模拟外科医生手动更换仪器的自然工作流程。为此，本文提出一种沉浸式遥操作快速仪器交换系统。该系统基于单轴可调式对接和环境约束释放构建低延迟机制。集成了通过头戴显示器（HMD）实现的实时第一人称视角（FPV）感知，该框架显著降低了对接过程中的操作复杂度和认知负荷。专家和初学者的比较评估表明，系统具有高操作鲁性和快速收敛的学习曲线；经过简短训练后，初学者的仪器附着和脱卸性能显著提升。尽管长距离空间对齐在时间成本和协作稳定性方面仍具有挑战，但本研究成功验证了人形机器人在受限临床环境中执行稳定仪器交换的技术可行性。
引用
@article{arxiv.2604.02707,
title = {A Rapid Instrument Exchange System for Humanoid Robots in Minimally Invasive Surgery},
author = {Bingcong Zhang and Yihang Lyv and Lianbo Ma and Yushi He and Pengfei Wei and Xingchi Liu and Jinhua Li and Jianchang Zhao and Lizhi Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.02707},
year = {2026}
}