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連續(xù)體手術機器人在人體腔道作業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
連續(xù)體機器人的主動避障
近日，中國科學院沈陽自動化研究所劉浩研究員與友誼醫(yī)院張忠濤教授在連續(xù)體機器人的主動避障控制方面研究取得新進展，相關成果以Active collision avoidance for teleoperated multi-segment continuum robots toward minimally invasive surgery為題在The International Journal of Robotics Research（IJRR）線上發(fā)表。
連續(xù)體機器人具有主動避障能力，作為醫(yī)療機器人在人體腔道的復雜環(huán)境中作業(yè)時，可有效避免機器人本體與人體組織或多個機器人之間的碰撞，有利于保證手術的安全與質(zhì)量。然而，由于連續(xù)體機器人柔性結(jié)構(gòu)與障礙環(huán)境的不規(guī)則性，表達兩者之間的空間形態(tài)關系并實現(xiàn)主動安全交互是一個提高機器人主動避障能力的具有挑戰(zhàn)性的問題。
為了突破上述問題，科研團隊提出了一種通用的主動避障控制框架。該框架包括連續(xù)體機器人幾何模型的簡潔表達式，機器人與任意形狀障礙物之間的碰撞檢測方法，適應不同任務的避碰控制器，以及評估機器人避碰能力的評價準則。該框架為連續(xù)體機器人的安全手術提供一種有效可行的方法，并推動機器人輔助手術向更智能的方向發(fā)展。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、興遼領軍人才、中國科學院創(chuàng)新交叉團隊項目的支持。
沈陽自動化所劉浩科研團隊長期專注于消化、支氣管、血管等人體腔道柔性手術機器人的關鍵技術及系統(tǒng)研發(fā)，先后承擔了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金聯(lián)合重點項目等，在手術機器人的構(gòu)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(nèi)鏡機器人等成果已經(jīng)進入臨床階段。近年來多篇研究成果發(fā)表在國際學術期刊IEEE T-IE,IEEE/ASME T-MECH, IEEE TIM, IEEE Sens J, IEEE RAL,ERJ等。（機器人學研究室）
來源：沈陽自動化研究所
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號