CDMP模仿学习规划器

亚毫米级植入精度

一种基于笛卡尔空间动态运动基元模仿学习和约束优化的运动规划方法，将骨科手术椎弓根螺钉植入的规划与执行一体化，实现全流程自动化。

76939580 · Yibin, Song · Dongdong, Liu · Yu, Wang · Xueqian, Guo · 武博 · 张楠

IEEE Transactions on Automation Science and Engineering 2025

参数信息

入口点距离误差

0.738±0.080 mm

目标点距离误差

0.154±0.031 mm

角度误差

0.005±0.002 degrees

技术优势

全流程自动化

从粗略位姿对齐、精细位姿对齐到钻孔路径规划均由算法自动生成，无需医生逐步介入。

亚毫米级精度

入口点距离误差0.738±0.080 mm，目标点距离误差0.154±0.031 mm，满足临床植入精度要求。

角度误差极小

实际钻孔路径与规划路径的角度误差仅0.005±0.002°，确保螺钉植入方向精准。

应用场景

• 骨科手术机器人：集成该软件包后，机器人可自主完成位姿对齐和钻孔，减少对医生经验的依赖。
• 椎弓根螺钉植入：为椎弓根螺钉植入提供从规划到执行的自动化方案，保证亚毫米级精度。
• 图像引导手术：结合光学导航系统生成任务空间路径，将图像引导直接用于运动规划。
• 工业机器人：通过约束优化和实时求解，使工业机器人具备执行精细手术任务的能力。
• 先进机器人：将模仿学习与二次规划控制结合，提升机器人在结构化环境中的自主性。