柔性微创手术机器人性能实验验证-度量科技

辅助胸腺腔微创手术的新型机器人系统作为主刀医生的“第三只手”，用于替代助手把持内窥镜和牵拉组织，可以辅助主刀医生独立完成手术。

柔性手术器械具有高自由度，可以灵活地调整位姿，非常适合在狭窄的工作空间中执行手术任务。但冗余自由度会增加其运动学解算难度。

吉林大学机械与航天工程学院的冯美老师团队从力平衡的角度，提出了一种具有恒定曲率的柔性手术器械的结构，可以快速精确响应指令，满足实时手术的主从控制要求。

为了验证该柔性手术器械在精细操作下的性能，研究人员进行了原型机实验验证。实验中医生主手控制器械在目标位置抓取圆环，如图所示。

柔性微创手术机器人性能实验验证

冯美老师团队采用NOKOV度量动作捕捉系统实时获取主手（医生控制）和从动手术器械的运动轨迹信息作为实验结果，将反光标志点分别固定在主手和器械的末端执行器上。

采用NOKOV度量动作捕捉系统实时获取主手（医生控制）和从动手术器械的运动轨迹信息

主手和仪器分别沿 x、y 和 z 方向的位置运动轨迹。实验得出柔性手术器械在 x、y 和 z 方向的预期和实际轨迹的 RMSE 分别为 0.498、0.399和 0.051。证明了该手术器械机构可以很好地在主从操作下进行精细操作。

柔性手术器械预期和实际轨迹

冯美老师团队所提出的这种运动学求解方法，不受机械结构的限制，它可以应用于拥有恒定曲率弯曲的任何柔性器械。同时，这一柔性手术器械，有效地提高了手术操作精度和灵活度。该研究成果论文被2021 ICRA所发表。

参考文献：[1] Feng,M., Ni, Z.X., Li, A., Lu, X. and Fu, Y.L. (2021), Master manipulatoroptimisation for robot assisted minimally invasive surgery. Int J Med Robot,17: e2208.

原文链接： https://doi.org/10.1002/rcs.2208

微创手术如何让连续体机器人"全身跟着路径走"？东南大学团队TASE 同心管机器人曲率域连续转向方法研究

东南大学宋爱国、朱利丰教授团队TASE 2025 论文提出同心管机器人曲率域连续转向方法，让刚度主导型同心管机器人沿复杂自由曲线持续逼近目标路径。物理实验中 NOKOV 度量动作捕捉完成机械臂与支气管解剖模型的相对位姿标定，把仿真规划和真实世界数据对齐。

AAV 集群如何在复杂环境中自适应围捕多个目标？

国防科技大学 IEEE RA-L 论文案例：DB-PGM 让 AAV 集群无需预定义编队和显式通信，即可在障碍物环境中自适应围捕多个目标，多架无人机在目标运动、障碍物和个体故障同时存在时，仍能保持协同，并通过NOKOV度量动作捕捉系统进行位姿跟踪完成真实飞行闭环验证。

IEEE RA-L | 机载RGB实现水下目标主动跟踪，动捕支持AUV闭环验证

哈工深国际人工智能研究院胡靓教授团队在IEEE RA-L上提出 UTracker 水下目标主动跟踪框架，仅凭机载 RGB 图像生成局部航点。NOKOV度量水下动作捕捉系统实时提供 AUV 位姿，用于将局部航点转换至全局坐标，并通过 MAVROS 转化为控制指令发送至 AUV 自动驾驶仪执行，支持真实水池闭环运行与 Sim-to-Real 验证。

叠衣服过程中的手部精细操作数据采集，NOKOV度量动作捕捉系统实时追踪

通过NOKOV度量动作捕捉系统实时追踪叠衣服过程中双手的手部精细动作。操作者佩戴设置反光标记点的手套，在布置光学动作捕捉相机的场地中采集高精度手部动作数据，为精细操作、机器人操作研究及动作数据采集提供支持。

柔性微创手术机器人性能实验验证

柔性微创手术机器人性能实验验证

微创手术如何让连续体机器人"全身跟着路径走"？ 东南大学团队TASE 同心管机器人曲率域连续转向方法研究

AAV 集群如何在复杂环境中自适应围捕多个目标？

IEEE RA-L | 机载RGB实现水下目标主动跟踪，动捕支持AUV闭环验证

叠衣服过程中的手部精细操作数据采集，NOKOV度量动作捕捉系统实时追踪

微创手术如何让连续体机器人"全身跟着路径走"？东南大学团队TASE 同心管机器人曲率域连续转向方法研究