末端张力传感器阵列

微创手术力反馈

将张力传感器集成到细长柔性手术器械末端，直接测量缆索张力，从根源上克服腱鞘摩擦带来的力估计难题。

Runciman, Mark S. · Avery, James · 孙志峻 · Mylonas, George P.

Sensors 2024

参数信息

传感器阵列外径

16 mm

力估计平均误差

0.173 N

力估计均方根误差

0.213 N

技术优势

消除摩擦误差

传感器直接安装在末端，测量的是缆索实际张力，不再依赖近端间接推算，从根源上避免摩擦影响。

触觉辨硬度

力反馈精度足够高，盲测中全部10名操作者都能通过触觉反馈区分不同硬度的硅胶垫，证明传感器提供的力信息可用于组织触诊。

可集成小末端

整个传感器阵列外径仅16 mm，可装进细长柔性手术器械末端，不牺牲器械的灵活性和进入通道。

应用场景

• 手术机器人：获取高精度力反馈，提升手术机器人精细操作的安全性。
• 电驱腱绳驱动：解决电缆驱动系统长距离传力摩擦误差问题，实现精确张力感知。
• 柔性医疗工具：将传感集成到细长柔性工具末端，直接测量缆索张力，提升控制精度。
• 力反馈触觉人机交互：提供真实组织触感，使操作者通过触觉反馈判断不同硬度组织。