SIMS：面向手术意图的运动缩放
机器人学
2025-10-31 v2
摘要
远程手术常依赖固定的运动缩放因子（MSF）将外科医生的手部动作映射到机器人仪器，但这会在精度与效率之间引入权衡：小 MSF 使精细操作更可行但大范围移动变慢，而大 MSF 加速移动但牺牲精度。我们提出面向手术意图驱动的运动缩放（SIMS）系统，仅基于运动学线索实时动态调整 MSF。SIMS 提取线性速度、工具运动对齐度和双臂协同特征，通过模糊 C 均值聚类对运动意图进行分类，并独立为两臂应用置信度基的更新。在在 da Vinci Research Kit 上的一次用户研究（n=10，三个手术训练任务）中，SIMS 将碰撞显著减少（平均减少 83%），降低了精神和身体工作负荷，同时保持了与固定 MSF 相当的任务完成效率。这些发现表明，SIMS 是一种实用且轻量级的更安全、更高效且具有用户自适应性的远程手术控制方法。
引用
@article{arxiv.2503.01216,
title = {SIMS: Surgeon-Intention-driven Motion Scaling for Efficient and Precise Teleoperation},
author = {Jeonghyeon Yoon and Sanghyeok Park and Hyojae Park and Cholin Kim and Michael C. Yip and Minho Hwang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.01216},
year = {2025}
}