This paper presents a novel multi-axis force-sensing approach in robotic minimally invasive surgery with no modification to the surgical instrument. Thus, it is adaptable to different surgical instruments. A novel 6-axis optical force sensor, with local signal conditioning and digital electronics, was mounted onto the proximal shaft of a da Vinci EndoWrist instrument. A new cannula design comprising an inner tube and an outer tube was proposed. The inner tube is attached to the cannula interface to the robot base through a compliant leaf spring with adjustable stiffness. It allows bending of the instrument shaft due to the tip forces. The outer tube mechanically filters out the body forces from affecting the instrument bending behavior. A mathematical model of the sensing principle was developed and used for model-based calibration. A data-driven calibration based on a shallow neural network architecture comprising a single 5-nodes hidden layer and a 5x1 output layer is discussed. Extensive testing was conducted to validate that the sensor can successfully measure the lateral forces and moments and the axial torque applied to the instruments distal end within the desired resolution, accuracy, and range requirements.


翻译:本文介绍了在不修改外科手术器械的机器人最低侵入性手术中采用新型多轴力感测方法,没有修改外科手术器械。因此,它适应了不同的外科手术仪器。一个新的6轴光力传感器,配有当地信号调节器和数字电子器,安装在达芬奇 EndoWrist 仪器的准轴上。提出了由内管和外管组成的新的气管设计。内管通过一个可调节的叶泉源连接到机器人基地的气管接口上。它允许由于尖锐力量而使仪器轴弯曲。外管机械过滤出体力,以免影响仪器的弯曲行为。在理想分辨率、精确度和射程要求范围内对仪器末端应用了感测原理的数学模型,并用于基于模型校准的校准。根据由单层5节隐藏层和5x1输出层组成的浅线网络结构进行了数据驱动校校校。进行了广泛的测试,以确认传感器能够成功地测量横向力和瞬间和轴向。

0
下载
关闭预览

相关内容

iOS 8 提供的应用间和应用跟系统的功能交互特性。
  • Today (iOS and OS X): widgets for the Today view of Notification Center
  • Share (iOS and OS X): post content to web services or share content with others
  • Actions (iOS and OS X): app extensions to view or manipulate inside another app
  • Photo Editing (iOS): edit a photo or video in Apple's Photos app with extensions from a third-party apps
  • Finder Sync (OS X): remote file storage in the Finder with support for Finder content annotation
  • Storage Provider (iOS): an interface between files inside an app and other apps on a user's device
  • Custom Keyboard (iOS): system-wide alternative keyboards

Source: iOS 8 Extensions: Apple’s Plan for a Powerful App Ecosystem
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
【微众银行】联邦学习白皮书_v2.0,48页pdf,
专知会员服务
165+阅读 · 2020年4月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
149+阅读 · 2019年10月12日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
计算机 | 中低难度国际会议信息6条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月16日
CCF C类 | DSAA 2019 诚邀稿件
Call4Papers
6+阅读 · 2019年5月13日
计算机类 | ISCC 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
Structure Aware SLAM using Quadrics and Planes
Arxiv
4+阅读 · 2018年8月13日
VIP会员
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
计算机 | 中低难度国际会议信息6条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月16日
CCF C类 | DSAA 2019 诚邀稿件
Call4Papers
6+阅读 · 2019年5月13日
计算机类 | ISCC 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员