协作穿刺控制方法

过冲抑制更低风险

结合医生操作技巧与机器人稳定性，通过生物力学触发的柔顺控制和突破调节器抑制穿刺过冲。

Zheng, Liu · Wang, Shuang · Dai, Qianlin · Cao, Zhenggang · 林琳 · 谢叻

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

技术优势

过冲更小

突破检测器和调节器根据人手力反应过程设计，可补偿突破时的力突变，从而抑制穿刺针过冲。

操作更稳

改进的柔顺控制器带有基于生物力学的激活条件，可排除力扰动引起的位置波动。

降低手术风险

过冲被补偿后，穿刺精度提高，手术风险随之降低。

有效性经验证

在构建的协作穿刺机器人上，模型实验和动物实验均验证了该方法的有效性和可行性。

应用场景

• 穿刺机器人：提升穿刺精度与安全性，减少组织损伤。
• 手术人机协作：融合医生技能与机器人稳定性，实现平稳协作操作。
• 医疗操作精度控制：抑制力扰动和突破过冲，提高操作精度。
• 力反馈交互：利用力反馈触发柔顺控制，改善操作手感。