의료 로봇 (Medical Robot)

햅틱을 사용한 로봇 제어의 장점

원격 조작(Remote Operation):

• 사람에게 적대적인 환경 및 사람이 접근할 수 없는 환경.

힘 스케일링(Force Scaling):

• 감도(Sensitivity) 및 강도(Strength).

기하학적 스케일링(Geometrical Scaling):

• 정밀도(Precision) 및 동작 범위(Motion Range).

사용자는 환경을 느낌(Feel):

• 장애물에서 슬레이브 로봇을 멀리 유지.
• 충돌 전에 장애물의 느낌.

사용자는 로봇의 한계를 느낌(Feel):

• 작업 공간의 경계, 특이 점, 트레킹 에러, 속도 제한, 역학(Dynamics).

햅틱 정보 추가/삭제:

• 촉감 안내(Haptic Guidance).
• 가상 고정 물(Fixtures).
• 가상 그리드.
• 배제 영역(Exclusion Regions).
• 끌개(Attractors).
• 댐핑(Damping).
• 진동 필터링.
• 진동-촉각 큐(Queues).
• 햅틱 증강 현실(Haptic Augmented Reality).

수술 로봇

외과의사의 광범위한 전문 지식은 종종 그들의 주된 도구인 손에 의해 제한됩니다:

• 마찬가지로, 로봇은 인간의 손을 훨씬 뛰어넘는 정밀도와 기교를 발휘할 수 있습니다.
• 그러나 로봇은 수술을 직접 수행할 수 없으며, 외과의사의 조종이 필요합니다.

외과의는 인체공학적 햅틱 인터페이스를 통해 (로봇에 장착된) 수술 도구를 제어함으로써 두 가지 장점을 모두 누릴 수 있습니다:

• 즉, 수술 과정을 완벽하게 제어하면서도 로봇 도구의 정밀성과 확장성을 활용할 수 있습니다.
• 또한, 로봇을 제어하는 ​​컴퓨터는 햅틱 안내 정보를 추가하여 도구의 불필요한 움직임을 방지하거나 도구의 정밀도를 부분적으로 향상시킬 수 있습니다.

2008년부터 당사의 햅틱 인터페이스는 수많은 의료 기기에 통합되어 왔으며, 그 시작은 Hansen Medical 의 Sensei™ 로봇 카테터 시스템(Sensei™ Robotic Catheter System) 이었습니다.:

• 이 시스템은 컴퓨터 카테터 기술을 활용하여 안정적이고 예측 가능한 카테터 움직임 제어를 제공했습니다.
• 이 혁신적인 기술은 3차원 공간에서 정밀한 가이드 카테터 제어를 가능하게 하여, 의사가 접근하기 어려운 해부학적 구조에 접근하고, 시술 단계를 반복하며, 중재 시술 중 안정성을 유지할 수 있도록 설계되었습니다.
• 최근 개발된 솔루션들은 병진, 회전 및 파지력 피드백 기능을 갖춘 
  양손 인터페이스를 통합하고 있습니다.

고도의 다 목적

• 인간의 팔과 유사한 작업 영역 및 손 재주.
• 기구학적 여유구동 (Kinematically redundant):
  • 작업공간에서 작업을 수행하는데 필요한 자유도보다 더 많은 자유도를 가지는 로봇 암.
• 광범위한 수술 작업을 위한 설계.

진보적인 로봇 제어

• 관절에 토크 센서.
• 힘/토크 센서가 장착된 기구.
• 고급 사용자 콘솔:
  • 듀얼 omega.7 또는 sigma.7 사용.

원격으로 조작되는 수술 로봇인 neuroArm은 미세수술 중 외과의의 정밀성을 높이기 위해 떨림 필터링 및 동작 스케일링 기능을 제공하며, 외과의가 자기공명 스캐너의 보어 내부에서 수술하는 동안 영상을 지속적으로 수집할 수 있도록 함.

이러한 기술이 도입됨에 따라, 신규 및 경험이 풍부한 외과의는 안전하게 시술을 수행하기 전에 스스로 교육하고 숙련될 때까지 훈련해야 할 필요가 있음:

• 로봇 장치 자체에 대한 훈련 시간과 연장된 연습 세션은 비용이 많이 들고 일정을 잡기 어려울 수 있으므로 몰입형 가상 현실 기반 시뮬레이션이 가장 효과적인 훈련 솔루션이 될 수 있음.