触觉反馈协同控制器

手术视野操控更顺手

一种基于触觉反馈的协同控制策略,通过动态模型和运动观测器将视觉跟踪与运动学信息融合,增强外科医生对腹腔镜视野的操控,减少自主控制对医生指令的覆盖。

方静 · 李霄剑 · Mo, Hangjie · 唐华 · Pengxin, Guo · Yan, Kai · Xinyue, Li · 李凌

IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems 2025

参数信息

触觉反馈频率
1 kHz
视觉反馈频率
30 Hz

技术优势

不再被自主算法抢控制权

通过触觉反馈,外科医生对腹腔镜视野移动的操控得到增强,自主控制策略偶尔覆盖医生直接指令的问题被缓解。

触觉更新比视觉快30倍

运动观测器将30 Hz的视觉跟踪数据与运动学信息融合,生成1 kHz的触觉反馈,保证触觉信号平滑连续。

两种模式适配不同手术场景

平面跟踪模式确保器械始终在腹腔镜图像内,空间跟踪模式则让腹腔镜与器械运动同步,适应不同手术需求。

动物实验证明能落地

动物实验证实了平面跟踪模式设计的可行性,表明该方法不仅停留在实验室验证阶段。

应用场景