A Starter's Kit for Concentric Tube Robots

Concentric Tube Robots（CTRs）因其灵活性、灵巧性和易于微型化而受到外科机器人领域的广泛关注。然而，掌握CTR的独特运动学和设计原理对于新手来说可能具有挑战性。本文介绍了一个旨在降低进入同心管机器人研究门槛的教育工具包。我们的目标是为CTR提供易于接近的学习资源，弥合传统机器人臂和这些专门设备之间的知识差距。所提出的工具包包括：（1）一个经济实惠（材料成本约为700美元）的模块化CTR的开源设计和组装说明；（2）一套自学材料，学习CTR建模和控制的基础知识，包括自动评分的作业。为了评估我们的教育工具包的有效性，我们进行了一个涉及工程领域一年级研究生的人类受试者研究。在为期四周的时间里，参与者——他们中没有任何人有关于同心管机器人的先前知识——成功地使用提供的材料建立了他们的第一个CTR，用MATLAB实现了机器人的运动学，并使用光学跟踪设备进行了尖端跟踪实验。我们的研究结果表明，所提出的工具包有助于学习和亲身体验CTR，并且它还有潜力帮助早期研究生快速开始CTR研究。通过传播这些资源，我们希望扩大同心管机器人研究的参与范围，吸引更广泛、更多样化的研究者。

降低进入同心圆管机器人研究的门槛，为初学者提供学习资源。

提供开源设计和组装说明，以及一套自学材料，帮助初学者了解同心圆管机器人的建模和控制基础。

论文提出了一个教育套件，包括经济实惠的同心圆管机器人的开源设计和组装说明，以及一套自学材料，为初学者提供了学习同心圆管机器人的机会。作者进行了人类实验，结果表明，该套件有助于初学者学习和实践同心圆管机器人，并有望帮助研究生快速开始同心圆管机器人研究。

在同心圆管机器人领域，最近的相关研究包括：1. 'A Review of Concentric Tube Robots: Design, Kinematics, and Models' (2019); 2. 'Concentric Tube Robots: Kinematics, Path Planning, and Control' (2018); 3. 'Design and Control of Concentric Tube Robots' (2015)。