Magneto-oscillatory localization for small-scale robots

要約

磁気は、医療処置用のロボットやデバイスのワイヤレス位置特定と作動に広く使用されています。
しかし、現在の静磁場位置特定方法では、必要な磁石が大きくなり、磁軸を中心とした回転対称性という基本的な制約により、自由度が 5 つまでに制限されます。
我々は、深部生体組織において完全な6自由度を備えたミリメートルスケールのトラッカーの位置をワイヤレスで特定できる小規模磁気振動位置特定（SMOL）手法を紹介します。
SMOL デバイスは、磁気双極子を備えた機械的共振カンチレバーの時間的振動を利用して回転対称性を破り、周波数応答を利用して、最大 100 メートルの長距離にわたってサブミリメートルの精度で高い S/N 比を達成します。
12 センチメートル、最大 200 Hz の準連続リフレッシュ レート。
リアルタイム閉ループ制御ロボットや低侵襲手術ツールへの統合が実証され、SMOL 法の膨大な可能性が明らかになりました。

要約(オリジナル)

Magnetism is widely used for the wireless localization and actuation of robots and devices for medical procedures. However, current static magnetic localization methods suffer from large required magnets and are limited to only five degrees of freedom due to a fundamental constraint of the rotational symmetry around the magnetic axis. We present the small-scale magneto-oscillatory localization (SMOL) method, which is capable of wirelessly localizing a millimeter-scale tracker with full six degrees of freedom in deep biological tissues. The SMOL device uses the temporal oscillation of a mechanically resonant cantilever with a magnetic dipole to break the rotational symmetry, and exploits the frequency-response to achieve a high signal-to-noise ratio with sub-millimeter accuracy over a large distance of up to 12 centimeters and quasi-continuous refresh rates up to 200 Hz. Integration into real-time closed-loop controlled robots and minimally-invasive surgical tools are demonstrated to reveal the vast potential of the SMOL method.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google