使用X射线光学指导定位和操纵微型机器人,使用虚拟现实增强功能
Husnu Halid Alabay1, Tuan-Anh Le1, Hakan Ceylan1,2
1Department of Physiology and Biomedical Engineering, Mayo Clinic College of Medicine and Science, Scottsdale, AZ, United States.
Frontiers in robotics and AI
|November 28, 2024
概括
本研究介绍了一个虚拟现实系统与数字双胞胎,用于精确控制医疗机器人和微机器人. 这提高了程序安全性,并为先进的实时数据集成提供了一个平台.
科学领域:
- 医疗机器人 医疗机器人
- 医学中的虚拟现实
- 手术导航 手术导航
背景情况:
- 确保医疗机器人和微机器人的安全和有效性需要实时检测,跟踪和定位.
- 不透明的人体组织和传统成像技术 (如光学) 的局限性,对精确的机器人指导构成了挑战.
研究的目的:
- 开发一个虚拟现实 (VR) 环境与数字双胞胎,以加强对无线千米机器人和微机器人的控制.
- 通过提供近实时反和指导来提高机器人干预的安全性和有效性.
主要方法:
- 创建了一个虚拟现实环境,数字双胞胎反映了操作工作空间和机器人化身.
- 同步虚拟和真实工作空间,将机器人位置数据 (20-25毫秒延迟) 输入数字双胞胎.
- 使用在封闭的幻影中操纵的毫米机器人证明了可行性.
主要成果:
- 实现了近乎实时的机器人控制,允许操作人员通过VR数字双胞胎中的机器人化身来控制.
- 在幻影研究中验证了这种方法,显示出有效的millirobot导航.
- 建立了一个集成额外实时数据 (例如速度,生理数据,运动模型) 的平台.
结论:
- 增强VR的数字双胞胎方法显著提高了医疗机器人干预程序的安全性.
- 该系统为先进的机器人控制提供了一个多功能平台,集成多种实时数据流.
- 该概念为更精细,更安全的医疗机器人应用铺平了道路.


