Gravity Compensation of the dVRK-Si Patient Side Manipulator based on Dynamic Model Identification

要約

Da Vinci Research Kit（DVRK、DVRK Classicとも呼ばれる）は、ハードウェアが第1世代のDa Vinci Surgical System（Intuitive、Sunnyvale、CA、USA）から入手したオープンソースのテレオ蒸発外科ロボットシステムです。
DVRKは、過去10年にわたってロボット支援手術の研究を大いに促進し、研究者がこのドメインで複数の主要な課題に対処するのを助けました。
最近、Da Vinci Si Surgical Systemの機械的コンポーネントを使用するDVRKの新しいバージョンであるDVRK-SIシステムがコミュニティが利用できるようになりました。
第一世代のダ・ヴィンチとダ・ヴィンチ・シーの主な違いは、患者側操縦剤（PSM）の構造的アップグレードにあります。
このアップグレードのため、DVRK-Si PSMの重力はDVRKクラシックのように無視することはできません。
重力オフセットが高いと、制御精度が比較的低く、応答時間が長くなる可能性があります。
さらに、DVRKクラシックの動的モデル識別問題に対処する際に大きな進歩が遂げられていますが、機械的成分の違いと制御性能の向上の需要のため、DVRK-SIのモデルベースの制御に関するさらなる研究が必要です。
これらの問題に対処するために、この作業では、（1）DVRK-SI PSMの新しい完全な運動モデルと、（2）動的モデルの識別に基づく重力補償アプローチを提示します。

要約(オリジナル)

The da Vinci Research Kit (dVRK, also known as dVRK Classic) is an open-source teleoperated surgical robotic system whose hardware is obtained from the first generation da Vinci Surgical System (Intuitive, Sunnyvale, CA, USA). The dVRK has greatly facilitated research in robot-assisted surgery over the past decade and helped researchers address multiple major challenges in this domain. Recently, the dVRK-Si system, a new version of the dVRK which uses mechanical components from the da Vinci Si Surgical System, became available to the community. The major difference between the first generation da Vinci and the da Vinci Si is in the structural upgrade of the Patient Side Manipulator (PSM). Because of this upgrade, the gravity of the dVRK-Si PSM can no longer be ignored as in the dVRK Classic. The high gravity offset may lead to relatively low control accuracy and longer response time. In addition, although substantial progress has been made in addressing the dynamic model identification problem for the dVRK Classic, further research is required on model-based control for the dVRK-Si, due to differences in mechanical components and the demand for enhanced control performance. To address these problems, in this work, we present (1) a novel full kinematic model of the dVRK-Si PSM, and (2) a gravity compensation approach based on the dynamic model identification.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google