触觉反馈式磨削控制

无视觉实时控深

在冷却水干扰光学导航的手术场景下，利用电流与振动信号实现骨磨削深度与角度的实时调整，有望提高骨科机器人自动磨削的安全性与精度。

夏光明 · Wang, Jinggang · Yao, Bin · 代煜 · Yuan, Xue · 张建勋

IEEE Transactions on Industrial Informatics 2023

技术优势

无视觉也能控深

直接利用磨削过程中的电流与振动信号估计深度和角度，不受冷却水飞溅干扰，在光学导航失效的情况下依然能工作。

加角度估计控深更准

在基于传感信号间接估计深度时，加入刀具与骨面夹角估计并据此调整，能够进一步提高深度控制精度。

只用相对位姿估计

方法仅依赖刀具与骨面之间的相对位置和姿态估计，不需要绝对定位，简化了系统集成。

应用场景

• 骨科机器人磨削导航：在冷却水干扰下替代光学导航，实时控制磨削深度与角度。
• 机器人辅助手术：用于机器人在屈曲骨磨削中自动调整刀具位姿，提高手术安全性。
• 术中触觉反馈：通过电流振动信号感知刀-骨接触状态，为术中提供实时触觉反馈。
• 医疗场景感知控制：仅用传感信号估计相对位姿，实现无视觉场景下的感知控制闭环。