MEDiC：面向解剖与烧灼最大暴露的自主手术机器人辅助

手术自动化能够提高患者预后的一致性，并扩大弱势社区获得先进外科医疗服务的机会。共享自主性——即机器人自动执行常规子任务，而外科医生保留部分遥操作控制权——具有产生重大影响的潜力。本文聚焦于手术共享自主性中的一项重要技能：自动化机器人辅助，以最大化视觉暴露并为解剖和烧灼施加组织张力。确保一致的暴露以可视化手术部位对效率和患者安全至关重要。然而，由于手术中普遍存在的可变形体积组织操作具有复杂性，实现这一目标极具挑战性。为了应对这些挑战，我们提出了 MEDiC，一个用于自主手术机器人辅助的框架。我们将可微物理模型与感知反馈相结合，以实现我们的两个关键目标：1）通过视觉伺服控制最大化组织暴露并为指定的解剖部位施加张力；2）基于可变形雅可比分析为解剖目标选择最优控制位置。我们通过在组织体模上的重复真实机器人实验定量评估了该方法，并通过在真实动物组织上使用共享自主性进行的解剖实验展示了其能力。