建立屬于自己的原創信息品牌站 了解企業站
返回首頁 hi, 歡迎來到機器人在線 請登錄/ 免費注冊 訂閱郵件
  • 【ATI】案例 | 外科醫生意想不到的機器人“觸覺”感知來竟自ATI傳感器?

    發布時間:2020年05月28日

    傳統外科手術當中,外科醫生結合經驗、肌肉記憶力和他們的觸覺的就可以本能地確定執行每個手術步驟恰當的手術器械和手法。隨著他們做了越來越多的外科手術,能積累更多有實踐意義的經驗。所以,當外科醫生走到手術臺前并拿起器械時,他們已經憑借經驗和知識確定了完成手術所需的正確切口位置和恰當的力度。



    背景介紹

    外科醫生憑借他們的知識和直覺進行手術的能力使他們成為各自領域的高效專家。通過利用他們的經驗和感官,外科醫生實際上可以憑感覺進行操作,并且可以在操作過程中進行實時調整。


    由于機器人等其他自動化設備功能非常有限,使得手術機器人執行在患者身上的手術非常具有挑戰性。機器人本身沒有記憶或感覺,幾乎沒有提供動態控制或主動協助的功能。但是,借助ATI的力/扭矩傳感器等尖端技術,機器人可以感知周圍環境并執行更多的復雜任務。



    范德堡大學是先進機器人和機械應用(ARMA)實驗室的所在地,該實驗室由Nabil Simaan教授領導。ARMA實驗室是這所大學機械工程學院的一部分,專注于醫療領域的先進機器人研究,希望通過機器人手術來減少病人的不適和縮短恢復時間。


    他們的研究方向之一是通過在控制、反饋等各個方面連接手術機器人和醫生使用的遠程主控制器。他們希望通過減少機器人手術的不確定性來實現更高水平的醫療服務。


    解決方案

    當今的外科手術機器人在很大程度上依靠人工接入,即使機器人正在操作工具并接觸患者,他們仍然需要“編程”來知道使用哪個工具,把它放在哪里,什么時候切割,使用多大的力,等等。除了本身需要動手術之外,外科醫生還遠程管理手術當中的所有變量,這使得機器人手術非常繁瑣。

    ? ??

    【01?ARMA解決方案彌補了】

    遠程控制與手術機器人之間缺失的關鍵一環

    ARMA研究人員致力于使機器人成為手術發揮更大的作用,以幫助彌補外科醫生與手術創面因為遙操作產生的隔絕。


    通過逆向工程為外科醫生增加觸覺是一個相當大的挑戰。外科醫生靠感覺工作,這意味著執行手術所需的接觸力的確切數量是未知的。Simaan博士及其團隊開發了一種交互式模型,該模型可以通過ATI的六維力和力矩傳感器的反饋來測量和控制接觸力。


    他們設計的模型解讀了從模擬機器人手術中收集到的接觸力信息。該應用程序包括DaVinciResearch Kit機械臂,ATI 的Gamma六維力和力矩傳感器和由仿生硅材料制成的“病人”。當外科醫生執行手術時,機器人施加在硅模型上的力和力矩會被實時捕捉,從而在一定程度上反映病人的感受。



    事實上,我們不能在人體內部放置一個力傳感器來收集這些數據。然而,ARMA應用程序確實補上了遠程主控制器和手術機器人之間缺失的一環。通過開發預測模型,外科醫生可以感知這個過程對患者身體的影響。ATI的F/T傳感器同時捕獲全部6個自由度的數據,從而可以實現高度準確,精確的位置數據,從而渲染出真實的模型。在整個模擬過程中,力和力矩數據會實時更新,模型會根據力和力矩的變化進行調整。


    通過模擬實驗,研究團隊深入了解了外科手術的作用力和扭矩如何影響患者,從而有助于量化以前只能粗略感覺的接觸力。

    ? ??

    【02?ATI六維力和力矩傳感器給了外科醫生】

    實時“觸覺”感知

    準確了解機器人如何與有關力和扭矩的人體結構相互作用,可以使外科手術機器人具有更復雜的功能。例如,ATI的F/T傳感器可以集成在手術機器人的機器人端,以監測和控制機器人手術的接觸力。有了觸覺反饋,傳感器就像外科醫生手上的一個虛擬裝置。這將有助于簡化外科醫生的注意力,并防止對病人施加過多的壓力。


    ATI Gamma六維力和力矩傳感器


    ARMA通過利用機器人和力傳感技術,使外科手術機器人在這一過程中發揮更加積極的作用。ATI 六維力和力矩傳感器提供的接觸力數據與機器人的能力相結合,可以執行要求苛刻的高精度,高重復精度的任務,幫助外科醫生在機器人手術期間保持觸覺反饋。


    關于ARMA更多介紹

    A.R.M.A.是高級機器人與機械應用研究實驗室。ARMA專注于高級機器人技術研究,包括醫學應用的機器人技術,機構設計,控制和遠程操縱。專注于需要新穎的設計解決方案并需要對設計建模和控制做出貢獻的技術。ARMA在先進的醫療技術機器人技術方面處于領先地位,包括用于外科手術的高靈敏蛇狀機器人,用于耳蝸植入手術的可控電極陣列,用于單端口進入手術和自然孔手術的機器人。成功案例包括授權給行業的蛇形機器人技術,視網膜微手術技術(導致AURIS Surgical Robotics Inc.成立),IREP單端口手術機器人(已獲得Titan Medical Inc.許可并用作研究) Titan SPORT(單孔口機器人技術)的原型。


    微信掃一掃

    關注該公眾號


  • 獲取驗證碼
    甘肃省11选五走势图下载