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近日，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所智能腔鏡手術(shù)機(jī)器人研究組在連續(xù)體機(jī)器人形狀感知方面研究取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在機(jī)器人領(lǐng)域期刊IEEE Robotics and Automation Letters上。

連續(xù)體機(jī)器人和軟體機(jī)器人具有高靈巧性和順應(yīng)性的特點(diǎn)，在醫(yī)療領(lǐng)域中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，然而連續(xù)體機(jī)器人的形狀反饋的缺失制約了其進(jìn)一步應(yīng)用。連續(xù)體機(jī)器人的形狀感知是實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的前提，將有助于提高機(jī)器人的控制精度并促進(jìn)連續(xù)體機(jī)器人的智能化應(yīng)用。

該研究提出了一種新穎的連續(xù)體機(jī)器人形狀感知方法，通過在連續(xù)體機(jī)器人內(nèi)部增加被動(dòng)腱，將連續(xù)體機(jī)器人的形狀變化轉(zhuǎn)換成被動(dòng)腱的位移信息，并通過相機(jī)實(shí)時(shí)獲得被動(dòng)腱的位移，進(jìn)而基于幾何運(yùn)動(dòng)旋量重建出連續(xù)體機(jī)器人的空間三維形狀。這一方法不僅能夠獲得連續(xù)體機(jī)器人的曲率、撓率等信息，也能夠感知連續(xù)體機(jī)器人的扭轉(zhuǎn)變形，相較于其它方法具有低成本和高可靠性優(yōu)點(diǎn)。

沈陽自動(dòng)化所智能腔鏡手術(shù)機(jī)器人研究組長期專注于消化、腹腔、呼吸等人體腔道微手術(shù)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)研發(fā)，先后承擔(dān)了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金區(qū)域聯(lián)合重點(diǎn)項(xiàng)目等，在靈巧型手術(shù)機(jī)器人的構(gòu)型創(chuàng)成、感知、控制以及手術(shù)導(dǎo)航等方面的研究取得了多項(xiàng)突破成果，形成了特色和優(yōu)勢，已完成多臺(tái)套的典型手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，部分成果已經(jīng)進(jìn)入臨床應(yīng)用階段。

該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、遼寧省自然科學(xué)基金和沈陽醫(yī)工結(jié)合協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目的支持。