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【商业推广】媲美“神之手”的手术辅助机器人即将实现索尼10倍灵敏度传输技术!

时间:2022-03-18 11:07来源:日经中文网 作者:日经BP

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上一篇:日本将全面解除防止蔓延等重点措施

导读:日本政府3月17日向专家咨询了针对东京等18个都道府县全部解除新冠对策“防止蔓延等重点措施”的方案。打算在迎来期限的21日结束该措施。这是1月以后约2个半月以来日本首次全面解除重点措施。在17日召开的政府对策本部会议上正式做出决定。 东京银座街头戴着

  


“接下来,尝试触碰一下海绵。”


面前的屏幕显示出一个机器人的尖端部分正在接近一个米粒大小的海绵。用双手移动操纵杆的话,立刻就能感到一种有弹性的触觉。在机器人接触到海绵的瞬间,触碰时的手感就会被放大十倍并传输到操纵杆上。


这就是能以十倍力度传达机器人尖端部分触感的“精密双边控制系统”。该系统是索尼集团(Sony G)通过自身独创的传感器检测系统开发而成的。“(使用该系统)可减轻外科医生和病人的负担。能在不需要操作人员精神高度集中的情况下进行精确工作,从而让手术更加安全。”索尼研发中心东京实验室24 1课统括课长宫本敦史强调。


能够反馈触觉的医疗专用远程操作机器人

双边控制是指一种双向控制方法。其原理是从主控设备向机器人发送运动指令,并且将机器人的信息反馈给主控设备。


在开发的产品方面,主控设备上的两个操纵杆对应机器人上搭载的两个尖端部分(抓手)。其运作机制为在通过操纵杆来移动尖端部分的同时,机器人的触觉会通过操纵杆传递给操作者。


这次开发的产品与传统医疗专用远程操作机器人的一个主要区别是“配备了力觉反馈功能”(宫本)。目前,这是主流的“达芬奇手术系统(da Vinci)”(美国Intuitive Surgical)等手术辅助机器人尚未配备的功能。


医生们表示在使用达芬奇进行外科手术过程中,由于不会反馈触觉,因此很难把握实际的感觉。据宫本介绍,采用力觉反馈功能可将机器人的使用范围扩大到需处理脆弱的人体组织的手术当中。


尽管目前已有通过气压来重现触觉的手术辅助机器人,但索尼开发的产品的特点在于能以10倍的“比例”来向操作者反馈实际的力道。例如,如果操作者将操纵杆移动10毫米,则机器人的尖端部分就会移动1毫米。如果机器人的尖端部分以1gf(克重,换算成牛顿则为0.0098N)的力碰触海绵,则会有10gf的力传递给操作者。由于无需拥有灵活的手指即可完成精密作业,因此使用该手术辅助机器人的话,是有可能发挥出堪比拥有“神之手”的名医的实力的。


该公司为机器人配备了一个FBG(光纤布拉格光栅)传感器,以检测传输到机器人尖端部分的细微感觉。该传感器可以从测量到的光信息中检测温度、变形和压力。据同部门的若菜和仁介绍,这种在尖端部分安装FBG传感器,在模拟三维力觉的同时进行双边控制的方法是世界首创。


在光纤内部的“芯”中形成的衍射光栅只反射某些波长的光,这样就可以把透射光和反射光区别开来。该产品会在机器人的尖端部分安装光纤。利用光的状态随施加的力而变化这一原理来推算施加在尖端部分的实际力度。


用光来传递信息以推算力度

FBG传感器实际检测力度的方法如下:


首先,从光纤根部的测量装置(导入器)射入一束宽带波长的光。光线以全反射方式穿过核心,到达安装在尖端部分的衍射光栅。衍射光栅对透射光和反射光进行分类,反射光向后穿过核心并返回测量装置。


   

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(本文由日经BP提供)

       


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