Continuum robots in robot-assisted minimally invasive surgeries provide adequate access to target anatomies that are not directly reachable through small incisions. Achieving precise and reliable motion control of such snake-like manipulators necessitates an accurate navigation system that requires no line-of-sight and is immune to electromagnetic noises. Fiber Bragg Grating (FBG) shape sensors, particularly edge-FBGs, are promising tools for this task. However, in edge-FBG sensors, the intensity ratio between Bragg wavelengths carries the strain information that can be affected by undesired bending-related phenomena, making standard characterization techniques less suitable for these sensors. We showed in our previous work that a deep learning model has the potential to extract the strain information from the full edge-FBG spectrum and accurately predict the sensor's shape. In this paper, we conduct a more thorough investigation to find a suitable architectural design with lower prediction errors. We use the Hyperband algorithm to search for optimal hyperparameters in two steps. First, we limit the search space to layer settings, where the best-performing configuration gets selected. Then, we modify the search space for tuning the training and loss calculation hyperparameters. We also analyze various data transformations on the input and output variables, as data rescaling can directly influence the model's performance. Moreover, we performed discriminative training using Siamese network architecture that employs two CNNs with identical parameters to learn similarity metrics between the spectra of similar target values. The best-performing network architecture among all evaluated configurations can predict the sensor's shape with a median tip error of 3.11 mm.


翻译:在机器人辅助的最小入侵性手术中,连续机器人在机器人辅助的最小入侵性外科手术中提供足够的机会,使目标解剖能够通过小切口直接达不到的目标解剖值。 实现准确可靠的蛇形操纵机的运动控制需要有一个准确的导航系统,不需要直线观察,不受电磁噪音的影响。 Fiber Bragg Grat(FBG) 形状传感器, 特别是边缘- FBG) 是执行这项任务的有希望的工具。 然而, 在边缘FBG传感器中, 布拉格波长之间的强度比, 包含着不理想弯曲相关现象可能影响的紧张信息。 首先, 我们把搜索空间限制在不理想的弯曲相关现象中, 使得标准描述技术不适合于这些传感器。 我们在先前的工作中显示, 深层次学习模型有可能从整个边缘- FBG频谱中提取紧张信息, 并准确预测传感器的形状。 在本文中, 我们进行更彻底的调查, 寻找一个合适的建筑设计设计, 且预测错误更低。 我们使用超频波算算法在两个步骤中寻找最佳的超分分数度的里数。 首先, 我们把搜索空间层设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置,, 使最佳的轨道变变换的系统变换后, 然后我们用最精确的系统变变的变的变数数据, 我们用最精确的计算法, 进行。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18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
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2023年2月7日
Arxiv
14+阅读 · 2021年8月5日
VIP会员
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员