基于目标任务虚拟模型的手术机器人效能优化研究

项目名称： 基于目标任务虚拟模型的手术机器人效能优化研究

项目编号： No.61403107

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 闫志远

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 微创外科手术机器人的工作效能会受到病患姿态、介入位置等术前条件的约束，如何构建最佳术前条件以保证最优效能对手术质量和手术安全至关重要。申请者提出基于目标任务虚拟模型的外科手术机器人效能优化方法，该方法基于目标任务的约束实施多效能目标协同优化，同时借助目标任务的虚拟模型实现术前最优状态的安全预演，从而从理论和技术层面解决多臂手术机器人系统的效能保障问题。申请者首先研究建立手术机器人持械臂和持镜臂效能模型，构建手术系统在任务模型空间的灵巧度、可达性和可视化等目标函数。然后研究建立多机器人协作效能模型并构建多臂协同能力目标函数。进而提出基于多粒子群的多目标协同优化算法，最终获取手术机器人最优效能参数。研究成果对机器人外科临床应用技术具有突破性影响，促生一项医工交叉领域的新型关键技术，研究中针对预定任务下多机器人系统效能问题提出的新型建模思路和优化方法具有普适性和重要的理论及应用价值。

中文关键词： 微创手术机器人；术前摆位；增强现实；；

英文摘要： The work performance of minimally invasive surgical robot will be bound by the preoperative conditions,such as patients’ posture, port location and so on, how to build the best preoperative conditions to ensure optimal performance is critical to the surgi

英文关键词： minimally invasive surgical robots；preoperative placement；augmented reality；；