已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Active collision avoidance for teleoperated multi-segment continuum robots toward minimally invasive surgery

机器人 工作区 避碰 遥操作 运动学 机器人末端执行器 避障 碰撞 计算机科学 人工智能 计算机视觉 控制理论(社会学) 模拟 移动机器人 工程类 控制(管理) 物理 计算机安全 经典力学
作者
Jianhua Li,Dingjia Li,Chongyang Wang,Wei Guo,Zhidong Wang,Zhongtao Zhang,Hao Liu
出处
期刊:The International Journal of Robotics Research [SAGE Publishing]
卷期号:43 (7): 918-941 被引量:22
标识
DOI:10.1177/02783649231220955
摘要

Collision avoidance presents a challenging problem for multi-segment continuum robots owing to their flexible structure, limited workspaces, and restricted visual feedback, particularly when they are used in teleoperated minimally invasive surgery. This study proposes a comprehensive control framework that allows these continuum robots to automatically avoid collision and self-collision without interfering with the surgeon’s control of the end effector’s movement. The framework implements the early detection of collisions and active avoidance strategies by expressing the body geometry of the multi-segment continuum robot and the differential kinematics of any cross-section using screw theory. With the robot’s parameterized shape and selected checkpoints on the obstacle’s surface, we can determine the minimum distance between the robot and arbitrary obstacle, and locate the nearest point on the robot. Furthermore, we expand the null-space-based control method to accommodate redundant, non-redundant, and multiple continuum robots. An assessment of the avoidance capability is provided through an instantaneous and global criterion based on ellipsoids and possible movement ranges. Simulations and physical experiments involving continuum robots of different degrees of freedom performing various tasks were conducted to thoroughly validate the proposed framework. The results demonstrated its feasibility and effectiveness in minimizing the risk of collisions while maintaining the surgeon’s control over the end effector.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
格拉西完成签到,获得积分20
1秒前
han完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
狂野从蕾完成签到 ,获得积分10
3秒前
格拉西发布了新的文献求助30
4秒前
wu发布了新的文献求助10
5秒前
CodeCraft应助务实的犀牛采纳,获得10
6秒前
han发布了新的文献求助10
8秒前
HEYATIAN完成签到 ,获得积分10
9秒前
英姑应助wu采纳,获得10
11秒前
彬彬完成签到,获得积分20
13秒前
可靠诗筠完成签到 ,获得积分10
15秒前
英俊的铭应助smile采纳,获得10
16秒前
朴素藏花发布了新的文献求助10
19秒前
边城小子完成签到,获得积分10
23秒前
郝宇完成签到,获得积分10
26秒前
28秒前
29秒前
hvacr123发布了新的文献求助10
32秒前
34秒前
yuayua发布了新的文献求助10
35秒前
Hedy发布了新的文献求助10
35秒前
Akim应助bbband采纳,获得10
36秒前
谦让秋白完成签到,获得积分10
37秒前
smile发布了新的文献求助10
38秒前
斯文败类应助yuayua采纳,获得10
42秒前
天天快乐应助hvacr123采纳,获得10
42秒前
44秒前
喬老師完成签到,获得积分10
44秒前
46秒前
纪言七许完成签到 ,获得积分10
46秒前
bbband发布了新的文献求助10
48秒前
AishuangQi完成签到,获得积分10
48秒前
48秒前
49秒前
张靖雯发布了新的文献求助10
51秒前
52秒前
研友_VZG7GZ应助科研小狗采纳,获得10
53秒前
54秒前
58秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6404205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8223438
关于积分的说明 17429373
捐赠科研通 5456565
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883531
邀请新用户注册赠送积分活动 1859833
关于科研通互助平台的介绍 1701258