美國德州農(nóng)工大學(xué)(Texas A&M University)團隊的研究發(fā)現(xiàn),依據(jù)傳感器提供的距離與施強制反饋數(shù)據(jù),對操作機器手臂的外科醫(yī)師手指施以電刺激,有助于強化進行機器人輔助手術(shù)的精準度與穩(wěn)定性。

針對復(fù)雜、脆弱的人體組織或器官進行手術(shù),外科醫(yī)師需要精神專注、眼光精準、雙手穩(wěn)定。手術(shù)攝影功能讓外科醫(yī)師更清楚監(jiān)看手術(shù)過程,但僅憑視覺回饋的間接方式不易正確判斷儀器間的距離,以及儀器跟病患身體組織間的距離,難以精準控制與微調(diào)機器手臂的施力與移動。
德州農(nóng)工大學(xué)研究團隊的解決方案希望兼顧改善距離估算的正確性,且不會增加外科醫(yī)師的手術(shù)負擔(dān),一旦功能完善到適合應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)環(huán)境,外科醫(yī)師將能直覺評估機器人手指跟手術(shù)位置間的距離,將機器人手指不當施力造成病患損傷的風(fēng)險極小化,而可專注于優(yōu)化病患的手術(shù)結(jié)果。
研究團隊開發(fā)的電刺激手套與系統(tǒng),可讓配戴手套操控機器手臂的外科醫(yī)師獲得觸覺的回饋,提供足夠精準的儀器間距離,以及儀器跟病患身體組織間距離的感知,從而改善機器手臂施力與移動的精準度與穩(wěn)定性,解決外科醫(yī)師操作手術(shù)機器人無法完全避免傷及病患脆弱身體組織的問題。
配戴電刺激手套的使用者透過手部動作控制機器人手指,研究團隊測試時是以機器手臂夾取一塊硬木,硬木塊上的傳感器會衡量機器手臂按壓的力道,機器人手指離接觸到硬木塊的表面越接近,使用者的指尖就會從手套接收到頻率越來越高的輕微電刺激,借此訓(xùn)練用戶建立電刺激頻率強弱與距離遠近間的關(guān)聯(lián)。
研究團隊在11個測試案例中發(fā)現(xiàn),結(jié)合視覺與電刺激的觸覺回饋可有效提升距離感知準確性約3倍,進而能精準控制機器人手指的移動與減少施力強度達約70%,實現(xiàn)更加輕柔的觸壓。此外由于各人對電刺激強度的耐受性不同,研究團隊的解決方案也能據(jù)以個人化調(diào)整電刺激頻率的級距,以極大化距離感知的準確性。 (陳明陽)