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連續體手術(shù)機器人在人體腔道作業(yè)面臨的挑戰
連續體機器人的主動(dòng)避障
近日，中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所劉浩研究員與友誼醫院張忠濤教授在連續體機器人的主動(dòng)避障控制方面研究取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以Active collision avoidance for teleoperated multi-segment continuum robots toward minimally invasive surgery為題在The International Journal of Robotics Research（IJRR）線(xiàn)上發(fā)表。
連續體機器人具有主動(dòng)避障能力，作為醫療機器人在人體腔道的復雜環(huán)境中作業(yè)時(shí)，可有效避免機器人本體與人體組織或多個(gè)機器人之間的碰撞，有利于保證手術(shù)的安全與質(zhì)量。然而，由于連續體機器人柔性結構與障礙環(huán)境的不規則性，表達兩者之間的空間形態(tài)關(guān)系并實(shí)現主動(dòng)安全交互是一個(gè)提高機器人主動(dòng)避障能力的具有挑戰性的問(wèn)題。
為了突破上述問(wèn)題，科研團隊提出了一種通用的主動(dòng)避障控制框架。該框架包括連續體機器人幾何模型的簡(jiǎn)潔表達式，機器人與任意形狀障礙物之間的碰撞檢測方法，適應不同任務(wù)的避碰控制器，以及評估機器人避碰能力的評價(jià)準則。該框架為連續體機器人的安全手術(shù)提供一種有效可行的方法，并推動(dòng)機器人輔助手術(shù)向更智能的方向發(fā)展。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、興遼領(lǐng)軍人才、中國科學(xué)院創(chuàng )新交叉團隊項目的支持。
沈陽(yáng)自動(dòng)化所劉浩科研團隊長(cháng)期專(zhuān)注于消化、支氣管、血管等人體腔道柔性手術(shù)機器人的關(guān)鍵技術(shù)及系統研發(fā)，先后承擔了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金聯(lián)合重點(diǎn)項目等，在手術(shù)機器人的構型創(chuàng )成、感知、導航以及智能化等方面的研究取得了多項突破成果，消化內鏡機器人等成果已經(jīng)進(jìn)入臨床階段。近年來(lái)多篇研究成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊IEEE T-IE,IEEE/ASME T-MECH, IEEE TIM, IEEE Sens J, IEEE RAL,ERJ等。（機器人學(xué)研究室）
來(lái)源：沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號