A Realistic Surgical Simulator for Non-Rigid and Contact-Rich Manipulation in Surgeries with the da Vinci Research Kit

实时逼真的外科手术模拟器在外科机器人学研究中扮演着越来越重要的角色，例如外科机器人学习和自动化以及外科技能评估。虽然已经存在许多用于研究的外科模拟器，但它们通常缺乏模拟手术中通常出现的各种物体和接触丰富的操作任务的能力，例如组织切割和吸血。在这项工作中，我们介绍了CRESSim，这是一个基于PhysX 5的逼真外科手术模拟器，用于da Vinci研究套件（dVRK），可以模拟涉及不同外科手术器械、软组织和体液的各种接触丰富的手术任务。真实世界的dVRK控制台和主工具操纵器（MTM）机器人被纳入系统中，以允许通过虚拟现实（VR）进行远程操作。为了展示模拟器的优势和潜力，我们提供了三个外科手术任务的示例，包括组织抓取和变形、吸血和组织切割。这些任务使用模拟外科手术器械完成，包括大型针头夹、吸引灌溉器和弯曲剪刀，通过基于VR的远程操作执行。

CRESSim是一个逼真的手术模拟器，试图解决手术机器人研究中现有模拟器无法模拟手术中多样化物体和接触丰富操作任务的问题。

CRESSim是基于PhysX 5的手术模拟器，结合了dVRK控制台和MTM机器人，通过虚拟现实进行远程操作，能够模拟不同手术工具、软组织和体液等多种手术任务。

论文展示了三个手术任务的例子，包括组织抓取和变形、吸血、组织切割，并使用虚拟现实进行远程操作。实验设计详细，使用了dVRK控制台和MTM机器人进行远程操作，值得关注的是模拟器能够模拟多种手术任务和工具。

近期相关研究包括：1. PhysX-based surgical simulator for laparoscopic surgery training; 2. A virtual reality simulator for robotic-assisted endoscopic sinus surgery; 3. A haptic-enabled virtual reality simulator for training in neuroendoscopy.