37、医疗与交互技术新进展：MRI引导机器人与笔式触觉设备

医疗与交互技术新进展：MRI引导机器人与笔式触觉设备

在当今的科技领域，医疗和交互技术的发展日新月异。本文将为大家介绍两项具有创新性的技术成果：MRI引导机器人的驱动与控制系统设计，以及一种新型的2T1R笔式触觉设备。

MRI引导机器人的驱动与控制系统设计

随着人们对医疗质量的要求不断提高，传统的开放式手术正逐渐向创伤小、恢复快的非侵入性或微创治疗发展。磁共振成像（MRI）因其高分辨率、多种对比度、无辐射以及功能成像能力等优势，成为了微创治疗的理想引导工具。因此，用于提高手术准确性和安全性的MRI引导机器人在全球范围内得到了广泛研究。

然而，由于机器人需要在MRI环境中工作，其驱动系统必须专门设计以实现MR兼容性。MR兼容性包括三个方面的要求：
1. MR安全 ：设备在MR环境中不能造成任何危害，因此机器人设计中应禁止使用任何铁磁材料。
2. MR成像兼容性 ：机器人的外观不应降低图像质量。
3. 正常工作能力 ：机器人本身应能在MR环境中正常工作。

设计MRI引导机器人的主要障碍包括MR兼容的驱动器和控制系统以及实时成像技术。目前，压电电机和气动气缸常被用作机器人的主动驱动器。压电电机具有易于控制和结构简单的优点，而气动驱动器则以其成本和可用性为特点。在本文中，研究人员提出将这两种驱动器结合使用，以降低成本，并通过模糊逻辑控制算法保证气动系统的准确性。

系统设计与工作原理

MRI引导治疗机器人由MRI系统、机器人和图像引导与控制工作站组成。MRI系统将实时图像传输到工作站，