自适应巩膜力控制的稳手眼机器人协同控制与遥操作控制对比研究
机器人学
2023-12-05 v1
摘要
外科医生的生理性手部震颤会显著影响精细视网膜手术（如视网膜静脉插管和视网膜前膜剥离）的结果。机器人辅助眼科手术技术为眼科医生提供了手部震颤消除、手部运动缩放和安全约束等先进能力，使他们能够以高精度和高安全性完成这些原本具有挑战性和高风险的手术。具有协同控制模式的稳手眼机器人可以滤除外科医生的手部震颤，但另一个重要的安全特征——即最小化手术器械与巩膜表面之间的接触力以避免组织损伤——在该控制模式下无法实现。此外，手部运动缩放和触觉反馈等其他能力需要遥操作控制框架。在本工作中，我们首次实现了一种遥操作控制模式，该模式结合了自适应巩膜力控制算法，使用PHANTOM Omni触觉设备和配备光纤布拉格光栅传感器的力传感手术器械，并安装在SHER 2.1末端执行器上。这种自适应巩膜力控制算法使机器人能够动态地最小化器械-巩膜接触力。此外，我们首次通过显微镜下在眼模型内进行的血管跟随实验，比较了所提出的自适应遥操作模式与协同模式的性能。
引用
@article{arxiv.2312.01631,
title = {Cooperative vs. Teleoperation Control of the Steady Hand Eye Robot with Adaptive Sclera Force Control: A Comparative Study},
author = {Mojtaba Esfandiari and Ji Woong Kim and Botao Zhao and Golchehr Amirkhani and Muhammad Hadi and Peter Gehlbach and Russell H. Taylor and Iulian Iordachita},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.01631},
year = {2023}
}