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連續體手術機器人在人體腔道作業面臨的挑戰
連續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院張忠濤教授在連續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）線上發表。
連續體機器人具有主動避障能力，作為醫療機器人在人體腔道的復雜環境中作業時，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量。然而，由于連續體機器人柔性結構與障礙環境的不規則性，表達兩者之間的空間形態關系并實現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展。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、興遼領軍人才、中國科學院創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研發，先后承擔了國家重點研發計劃、國家自然科學基金聯合重點項目等，在手術機器人的構型創成、感知、導航以及智能化等方面的研究取得了多項突破成果，消化內鏡機器人等成果已經進入臨床階段。近年來多篇研究成果發表在國際學術期刊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