面向机器人手术中可解释运动级技能评估的研究

目的：我们研究干实验室手术练习中手术手势与运动基元之间的关系，以更深入理解细粒度层面的手术活动，并在技能评估中提供可解释反馈。方法：我们分析 JIGSAWS 数据集中手势的运动基元序列，并识别其中的逆运动基元。逆运动基元定义为同一工具对同一对象执行的可相互有效抵消的顺序动作。我们还考察了手术技能（由 GRS 分数衡量）与缝合、穿针和打结任务干实验室试验中逆运动基元的数量和总持续时间之间的相关性。结果：我们发现用于执行手势的运动基元序列有助于检测手术手势中的标注错误。逆运动基元常作为恢复动作以纠正对象的位置或朝向，或可能指示其他问题（如深度感知问题）。试验中逆运动基元的数量和总持续时间也与缝合和打结任务中较低的 GRS 分数强相关。结论：运动基元的序列与模式可用于在手术技能评估中提供可解释反馈。结合动作识别模型，通过展示低效或问题性运动的逆运动基元视频片段，可提升自动化技能评估的可解释性。