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超越手动触碰:情境感知力控制以提高机器人辅助颅底手术的安全性

机器人学 2024-01-23 v1 系统与控制 系统与控制

摘要

目的 - 颅底手术在去除侧颅底骨骼时需要极高的精度。机器人辅助可以减轻人类感觉运动局限性的影响。然而,机器人的刚度和惯性会显著影响外科医生对工具 - 组织相互作用力的感知和控制。方法 - 我们提出了一种情境感知的力控制技术,旨在调节机器人辅助颅底钻孔过程中的相互作用力。源自数字孪生环境的上下文交互信息用于增强感觉感知并抑制不需要的高力。结果 - 为了验证我们的方法,我们进行了初步的可行性实验,涉及一名医学生和两名工科学生。实验侧重于在皮质乳突切除术后围绕关键结构进行进一步钻孔。实验结果表明,与没有所提出的力控制的机器人辅助相比,结合我们提出的控制方案的机器人辅助有效地限制了不需要的相互作用力。结论 - 所提出的力控制技术显示出在机器人辅助颅底手术期间显著减少不需要相互作用力的前景。这些发现有助于 ongoing 的努力,以提高涉及侧颅底的复杂手术中的手术精度和安全性。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.11721,
  title  = {Beyond the Manual Touch: Situational-aware Force Control for Increased Safety in Robot-assisted Skullbase Surgery},
  author = {Hisashi Ishida and Deepa Galaiya and Nimesh Nagururu and Francis Creighton and Peter Kazanzides and Russell Taylor and Manish Sahu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.11721},
  year   = {2024}
}

备注

*These authors contributed equally to this work