最適化ベース制御と可変インピーダンスによる脊柱側弯評価のための超音波ガイド下支援ロボット【JST・京大機械翻訳】

Duan Anqing; Victorova Maria; Zhao Jingyuan; Zheng Yongping; Navarro-Alarcon David

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202206619672277 整理番号：22P0298776

最適化ベース制御と可変インピーダンスによる脊柱側弯評価のための超音波ガイド下支援ロボット【JST・京大機械翻訳】

Ultrasound-Guided Assistive Robots for Scoliosis Assessment with Optimization-based Control and Variable Impedance

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発行年： 2022年03月03日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年03月03日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

健康管理のための支援ロボットは,日常の仕事から医療実務者を救う大きな可能性のために,需要が高まっている。本論文では,脊柱側弯評価を行うための超音波誘導補助ロボットのための最適化ベース制御フレームワークの開発を検討した。超音波イメージングによる脊柱側弯症評価のための従来の手技は,典型的には,患者の背部に沿って超音波プローブをスライドする医療用開業医を必要とする。この型の手順を自動化するために,接触力,位置,方向,エネルギー,姿勢などの複数の目的を考慮する必要がある。前述のコンポーネントに取り組むために,著者らは,同等性と不等式制約のセットに,そのタスク優先度によって重み付けされた各目的による二次計画問題として,制御フレームワーク設計を定式化することを提案する。さらに,ロボットが脊椎走査中の患者との一定の接触を確立する必要があるので,物理的人間-ロボット相互作用中の安全性と安定性を高めるために,制御アーキテクチャにおけるエンドエフェクタ位置と配向の可変インピーダンス調節を組み込んだ。その中で,可変インピーダンス利得は医療専門家の実証からの学習によって検索される。ロボットマニピュレータxArmによる自律性脊柱側弯症評価の実世界実験により,提案した方法を評価した。有効性は,ファントムと人間の被験者の両方の得られた冠状脊髄画像によって検証される。【JST・京大機械翻訳】

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医療用機器装置 , ロボットの設計・製造・構造要素

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