A Digital Twin for Telesurgery under Intermittent Communication

要約

遠隔手術は、専門リソースにすぐにアクセスできない地域に専門の外科医からサービスを提供する効果的な方法です。
ただし、農村地域や戦場など、これらの地域の多くでは、通信におけるさまざまな問題、特に遅延や断続的な通信障害が発生する可能性があります。
この課題は、現実世界のロボット ハードウェアと手術環境をシミュレーションで反映する、手術システム用のデジタル ツインの使用を動機付けています。
その後、外科医は通信障害中にデジタル ツインと対話できるようになり、その後、通信が再確立されたときに実際のロボットで回復戦略を実行できるようになります。
この論文では、断続的な通信障害が発生するペグ転送タスクに対して、ベースラインと比較して平均タスク完了時間を 23% 短縮するバッファリングおよびリプレイ戦略を使用して、ダ ヴィンチ手術ロボット用のデジタル ツインを構築します。

要約(オリジナル)

Telesurgery is an effective way to deliver service from expert surgeons to areas without immediate access to specialized resources. However, many of these areas, such as rural districts or battlefields, might be subject to different problems in communication, especially latency and intermittent periods of communication outage. This challenge motivates the use of a digital twin for the surgical system, where a simulation would mirror the robot hardware and surgical environment in the real world. The surgeon would then be able to interact with the digital twin during communication outage, followed by a recovery strategy on the real robot upon reestablishing communication. This paper builds the digital twin for the da Vinci surgical robot, with a buffering and replay strategy that reduces the mean task completion time by 23% when compared to the baseline, for a peg transfer task subject to intermittent communication outage.

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