Admittance Control for Adaptive Remote Center of Motion in Robotic Laparoscopic Surgery

在腹腔镜机器人辅助微创手术中，机器人的运动控制受到远程运动中心（RCM）约束，该约束位于插入患者体内的入口处（例如，穿刺针）。在手术过程中，当器械通过穿刺针插入后，患者的生理运动，如心跳、呼吸过程和/或其他目的性身体重定位，可能会偏离入口的位置。这可能会导致注册的RCM和移动的入口之间发生冲突。为了缓解这种冲突，我们寻求利用RCM处的交互力。我们开发了一个新的框架，将阻抗控制集成到RCM运动约束的冗余解析方法中。使用仪器驱动机构（IDM）底部的力/扭矩传感反馈，所提出的框架估计RCM处的力，拒绝施加在仪器其他位置的力，并将它们用于阻抗控制器中。在本文中，我们报告了运动学模拟分析，以验证所提出的框架。此外，硬件平台已完成，未来计划进行实验验证。

本论文旨在解决在腔镜机器人辅助微创手术中，由于患者生理运动等原因导致远程运动中心（RCM）位置偏移的问题。论文提出了一种新的框架，将阻抗控制与冗余解决方法相结合，利用RCM处的交互力来缓解这种冲突。

本论文的关键思路是将阻抗控制方法与冗余解决方法相结合，利用仪器驱动机构（IDM）基座处的力/扭矩传感反馈估计RCM处的力，拒绝施加在仪器其他位置上的力，并将其用于阻抗控制。

论文通过运动学模拟进行了分析以验证提出的框架。同时，已经完成了硬件平台，并计划进行实验验证。值得注意的是，论文提出的框架可以缓解RCM位置偏移的冲突，为腔镜机器人辅助微创手术提供了新的解决方案。

在这个领域中，最近的相关研究包括《A Survey of Surgical Simulation: Applications, Technology, and Education》、《A Review of Surgical Simulation with Attention to Validation Methodology》等。