加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的機(jī)器人專家開發(fā)了一種價(jià)格合理，易于使用的系統(tǒng)，可以跟蹤柔性外科手術(shù)機(jī)器人在人體內(nèi)部的位置。該系統(tǒng)的性能與當(dāng)前技術(shù)水平相同，但價(jià)格便宜得多。當(dāng)前的許多方法也需要暴露于輻射，而該系統(tǒng)則不需要。

 

　　該系統(tǒng)由圣地亞哥加州大學(xué)雅各布工程學(xué)院機(jī)械工程教授Tania Morimoto和機(jī)械工程博士學(xué)位開發(fā)。學(xué)生康納·沃森(Connor Watson)。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在2020年4月的IEEE機(jī)器人與自動(dòng)化快報(bào)上。
 

 

　　森本說(shuō)：“連續(xù)醫(yī)療機(jī)器人在人體內(nèi)部高度受限的環(huán)境中確實(shí)能很好地工作。”“它們本質(zhì)上比剛性工具更安全，更合規(guī)。但是要跟蹤它們?cè)隗w內(nèi)的位置和形狀變得更加困難。因此，如果我們能夠更輕松地跟蹤它們，這將對(duì)患者和患者都有很大好處。外科醫(yī)生。”

 

　　研究人員在一個(gè)靈活的機(jī)器人的尖端中嵌入了一塊磁鐵，該磁鐵可用于人體內(nèi)部的細(xì)微地方，例如大腦的動(dòng)脈通道。沃森說(shuō)：“我們使用了一個(gè)成長(zhǎng)中的機(jī)器人，這是一個(gè)由非常薄的尼龍制成的機(jī)器人，我們像襪子一樣將其翻轉(zhuǎn)，然后用一種流體加壓，使機(jī)器人得以成長(zhǎng)。”由于該機(jī)器人柔軟且能夠隨著生長(zhǎng)而運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)周圍環(huán)境的影響很小，因此非常適合在醫(yī)療環(huán)境中使用。

 

　　然后，研究人員使用了非常類似于GPS的現(xiàn)有磁鐵定位方法，以開發(fā)出可預(yù)測(cè)機(jī)器人位置的計(jì)算機(jī)模型。GPS衛(wèi)星對(duì)智能手機(jī)進(jìn)行ping操作，并根據(jù)信號(hào)到達(dá)所需的時(shí)間，智能手機(jī)中的GPS接收器可以確定手機(jī)的位置。類似的，研究人員知道磁場(chǎng)應(yīng)該在嵌入機(jī)器人的磁鐵周圍有多強(qiáng)。它們依靠四個(gè)傳感器，這些傳感器在機(jī)器人操作的區(qū)域周圍小心間隔，以測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度?；诖艌?chǎng)的強(qiáng)弱，他們能夠確定機(jī)器人的尖端在哪里。

 

　　整個(gè)系統(tǒng)，包括機(jī)器人，磁鐵和磁鐵定位裝置，售價(jià)約為100美元。

 

　　森本和沃森又走了一步。然后，他們訓(xùn)練了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以了解傳感器正在讀取的內(nèi)容與模型應(yīng)說(shuō)明傳感器應(yīng)該讀取的內(nèi)容之間的差異。結(jié)果，他們提高了定位精度以跟蹤機(jī)器人的尖端。

 

　　Morimoto說(shuō)：“理想情況下，我們希望我們的本地化工具能夠幫助改善這類不斷發(fā)展的機(jī)器人技術(shù)。我們希望推動(dòng)這項(xiàng)研究向前發(fā)展，以便我們可以在臨床環(huán)境中測(cè)試我們的系統(tǒng)，并最終將其轉(zhuǎn)化為臨床用途。”