Teleoperation in Robot-assisted MIS with Adaptive RCM via Admittance Control

要約

この論文では、ロボット支援低侵襲手術 (MIS) のための遠隔操作フレームワークの開発と評価について説明します。
このフレームワークは、アドミタンス制御を使用した適応型リモート運動中心 (RCM) の新しい統合を活用しています。
このフレームワークは、RCM 制約用に特別に設計された冗長性解決方法内で動作します。
マニピュレーターとの統合を確実にする、コンパクト、低コスト、モジュール式のカスタム設計の器具モジュール (IM) を紹介します。これには、力-トルク センサー、手術器具、および手術器具を駆動するための作動ユニットが搭載されています。
この論文では、遠隔操作の軌道マッピング、運動学的モデリング、制御戦略、統合アドミタンス コントローラーなど、完全な遠隔操作フレームワークについて詳しく説明しています。
最後に、リングに糸を通す、物体をピックアンドプレースする、軌道追跡など、さまざまな外科的タスクを実行するシステム機能が実証されました。

要約(オリジナル)

This paper presents the development and assessment of a teleoperation framework for robot-assisted minimally invasive surgery (MIS). The framework leverages our novel integration of an adaptive remote center of motion (RCM) using admittance control. This framework operates within a redundancy resolution method specifically designed for the RCM constraint. We introduce a compact, low-cost, and modular custom-designed instrument module (IM) that ensures integration with the manipulator, featuring a force-torque sensor, a surgical instrument, and an actuation unit for driving the surgical instrument. The paper details the complete teleoperation framework, including the telemanipulation trajectory mapping, kinematic modelling, control strategy, and the integrated admittance controller. Finally, the system capability to perform various surgical tasks was demonstrated, including passing a thread through the rings, picking and placing objects, and trajectory tracking.

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