基于虚拟约束法的人-机器人协作柔性针穿刺在线规划与控制

项目名称： 基于虚拟约束法的人-机器人协作柔性针穿刺在线规划与控制

项目编号： No.61403368

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： 熊璟

作者单位： 中国科学院深圳先进技术研究院

项目金额： 26万元

中文摘要： 柔性针穿刺能解决临床上直线经皮穿刺的路径受限及形变误差问题，对其应用有着迫切的临床需求。已有研究使用自主机器人路径规划及控制方法来实现柔性针穿刺，适应性差且缺乏人与机器人协作的机制，因此无法满足临床穿刺必须由医生主导操作的要求。据此，本项目提出使用遥操作方式的人与机器人协作的柔性针软组织穿刺在线规划及控制方法。主要研究内容有：（1）建立适用于人与机器人协作的柔性针穿刺模型；（2）建立基于虚拟约束法的人与机器人协作柔性针穿刺术前规划方法；（3）建立可实现在线轨迹调整的人与机器人协作柔性针穿刺术中控制方法；（4）开展穿刺建模测试实验及人机协作穿刺验证实验的研究。本研究的目的是建立系统化的人与机器人协作柔性针穿刺方法，为机器人辅助柔性针穿刺技术的临床应用建立理论基础和基本方法。

中文关键词： 柔性针穿刺；人机协作；穿刺模型；规划与控制；虚拟约束

英文摘要： In clinic, linear percutaneous needle insertion has problems as limited path and deflection, thus flexible needle insertion is strongly needed. Existing studies tend to use the path planning and control approaches for autonomous robot to implement the ins

英文关键词： flexible needle insertion；human-robot collaboration；needle insertion model；planning and control；virtual fixtures