I2RIS机器人用于眼底手术的扩展广义Prandtl-Ishlinskii hysterisis模型
机器人学
2026-02-03 v2
摘要
眼底手术需要极高的精度，因为人类视网膜的解剖空间受限。为帮助外科医生实现这一精度水平，已开发出具备灵活腱驱动能力的改进集成式眼内蛇形机器人 (Improved Integrated Robotic Intraocular Snake, I2RIS)。然而，这类灵活腱驱动机器人常常存在滞后问题，这对精确控制和定位构成重大挑战。特别是，我们在小型 I2RIS 上观察到多阶段滞后现象。本文提出了扩展广义Prandtl-Ishlinskii (EGPI) 模型，以提高滞波拟合精度。该模型包含一种新型开关机制，使其能够描述单调输入区域内的多阶段滞后现象。对 I2RIS 数据的实验验证表明，在多个电机输入方向上，EGPI 模型在 RMSE、NRMSE 和 MAE 方面均优于传统广义Prandtl-Ishlinskii (GPI) 模型。本研究中的 EGPI 模型凸显了在最小侵入性灵活机器人中建模多阶段滞后现象的潜力。
引用
@article{arxiv.2504.12114,
title = {An Extended Generalized Prandtl-Ishlinskii Hysteresis Model for I2RIS Robot},
author = {Yiyao Yue and Mojtaba Esfandiari and Pengyuan Du and Peter Gehlbach and Makoto Jinno and Adnan Munawar and Peter Kazanzides and Iulian Iordachita},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.12114},
year = {2026}
}
备注
Published in IFAC-PapersOnLine, Vol. 59, No. 30, pp. 323-328, 2025. 5th Conference on Modeling, Estimation and Control (MECC 2025)