基于物联网的经食管机器人超声探头通过局域网与5G的远程控制研究
机器人学
2020-05-29 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
近期开发了一种机器人化经食管超声心动图（TEE）探头，以解决在 X 射线环境下使用常规探头进行介入手术引导时手动控制的问题。然而，该机器人此前仅限本地使用，其远程控制的有效性尚未经过科学验证。在本研究中，我们为 TEE 机器人实现了基于物联网（IoT）的配置，使系统可建立局域网（LAN）或经 5G 连接至互联网云。为研究远程控制，测量并分析了回差迟滞效应。随后采用基于操纵杆的设备与基于按键的手柄，并在针对两个转向轴的目标到达实验中与手动控制进行比较。结果表明，左右与上下转向轴具有不同的迟滞曲线，输入轮的死区分别为 15 度和 度。手动与机器人控制 TEE 探头时，定位误差相近（约 0.5 度），最大超调约 2.5 度。完成任务所需时间显示基于按键的手柄优于基于操纵杆的设备，但二者均逊于手动控制。结论是，基于 IoT 的 TEE 探头远程控制可行，且训练有素的使用者可精确操控探头。识别出的主要问题是转向轴中的回差迟滞，其可导致持续振荡与超调。
引用
@article{arxiv.2005.13749,
title = {IoT-based Remote Control Study of a Robotic Trans-esophageal Ultrasound Probe via LAN and 5G},
author = {Shuangyi Wang and Xilong Hou and Richard Housden and Zengguang Hou and Davinder Singh and Kawal Rhode},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.13749},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 5 figures, to be submitted to MICCAI ASMUS 2020 workshop