基于视觉注意力的机器人辅助骨科手术椎骨螺钉置入认知人机协作

当前椎骨机器人系统主要集中在导航方面，帮助外科医生定位导向管道，但仍需人工操作钻孔和螺钉置入。实现自动化不仅需要由于手术工具与骨骼之间复杂物理相互作用而具有高精度和安全性，还在缺乏充分人类监督时会带来显著风险。由于涉及持续的物理相互作用，机器人应与外科医生协作，理解人类意图，并始终将外科医生纳入控制环节。为实现此目标，本文提出了一种新的认知人机协作框架，包括直观的AR-触觉人机界面、基于视觉注意力的外科医生模型，以及机器人的共享交互控制方案。present了用于椎骨手术机器人平台的用户研究，以说明所提方法的性能。结果表明，所提出的人机协作框架在安全性和人体工学方面均优于完全机器人控制和完全人工控制。