在虚拟现实中教授的用户指定的逆动力学可以减少手工指导冗余手术机器人的时间和精力

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 人与计算机的交互
• 手术技术 手术技术

背景情况:

• 医疗机器人需要避开障碍物,以防止在程序期间与附近的物体或人员发生碰撞.
• 冗余机器人拥有额外的自由度 (零空间),可以重塑以绕过障碍物.
• 目前在零空间中操纵机器人形状的方法对于外科医生来说并不直观.

研究的目的:

• 开发一个学习的任务空间控制系统,使机器人配置的直观教学和控制能够避免障碍.
• 允许外科医生在手术期间同时使用一只手控制内镜工具和机器人形状.

主要方法:

• 在模拟中开发了一个基于虚拟现实 (VR) 的计划器,用于外科医生直观地定义首选的机器人形状.
• 实现了学习任务空间控制,使外科医生能够操纵工具和机器人配置.
• 进行了一项用户研究,以比较拟议的方法与最先进的天真任务空间控制.

主要成果:

• 学习的任务空间控制在所有性能指标上显著超过了天真的任务空间控制:时间,努力和用户感知的努力.
• 用户可以在VR中直观地与机器人互动,在操纵工具时有效地重塑它们.
• 该系统在医疗和工业应用中都表现出了有效性.

结论:

• 学习任务空间控制为外科医生提供了一个直观而有效的解决方案,以管理医疗机器人配置并避免障碍.
• 这种方法提高了冗余机器人的可用性,提高了手术和工业环境中的安全性和性能.
• 基于VR的系统促进了自然的互动,为更先进的人机协作铺平了道路.