27、医疗领域柔性机器人技术的创新与应用

医疗领域柔性机器人技术的创新与应用

1. 多弯曲肌腱驱动柔性机器人平台测试与分析

1.1 避障测试

避障测试旨在分析设备的灵活性、可控性和功能性。测试过程中，用户需操控机器人平台，使柔性尖端绕过黄色障碍物，到达红色方块指定的目标位置。此测试证明，该设备能形成复杂的 S 形并抵达目标，这得益于各肌腱绳的独立性以及柔性尖端的多段设计，体现了其高度的灵活性。然而，该平台的控制尚显原始，仅支持远程操作，需多次试验和协调肌腱绳才能到达目标位置，因此需要更完善的软件系统来实现更自然的肌腱绳操控。

1.2 尸体测试的实际应用

尸体测试的目的是检验机器人平台在实际医疗场景中的性能。机器人平台通过双手机器人操作，在口腔区域进行活检，以完成部分微喉外科手术。在此过程中，多段机器人平台与单段柔性操作器平台配合使用。多段机器人平台能采用各种形状，围绕单段柔性操作器工作，展现出比单段平台更出色的机动性，在口腔区域操作时不会影响其他平台的运动。但在缺乏先进控制算法的情况下，难以预估多段柔性操作器的形状，需要进行多次试验才能达到预期形状并到达目标位置。

1.3 与现有柔性操作器平台的比较

• 工作空间 ：所设计的柔性操作器平台的工作空间通过长度和弯曲段数量计算得出。尽管只有两个弯曲段，但其工作空间与现有设计相当。例如，高度通用的单端口系统平台所需工作空间为 10×10×6 厘米，而该设计的工作空间为 12×12×12 厘米。需注意的是，这里的工作空间仅指柔性操作器的弯曲空间，而非平移工作空间。
• 承载能力 ：基于形状操控分析，该柔性