26、手术机器人学习追踪器与下肢外骨骼运动辅助技术

手术机器人学习追踪器与下肢外骨骼运动辅助技术

1. 手术机器人学习追踪器

1.1 追踪器优势

提出的手持追踪器在手术机器人技能学习方面具有显著优势。一方面，它不需要手术机器人来进行演示，操作人员可以直接通过手持设备进行操作演示。另一方面，由于设备是手持的，演示者的手动技能能够轻松地转移到演示过程中。这使得没有手术机器人远程操作经验的人员也能轻松提供技能演示，并将这些技能转移到手术机器人系统中。而且，该系统易于携带，在进行系统校准后可以在各种环境中设置使用。

1.2 数据处理

控制设备可以对人手的震颤进行低通滤波处理。此外，从图 4a 可以看出，手动演示产生的额外噪声可以通过选择合适数量的基函数，由动态运动基元（DMP）轻松处理。

1.3 总结

这种新型追踪器能够在没有手术机器人的情况下提供手术机器人技能的手动演示。实验表明，与使用远程操作进行的演示相比，用户可以快速记录任务演示，并受益于他们现有的手动技能。尽管数据对人手震颤敏感，但该设备可以集成到现有的从演示中学习（LfD）框架中，通过记录的数据训练出策略（如 DMP），并成功地在手术机器人上执行相应技能。

2. 下肢外骨骼运动辅助

2.1 研究背景

随着全球人口结构变化，对康复和运动辅助的需求不断增加，人们对机器人解决方案作为传统方法和疗法的补充越来越感兴趣，其中可穿戴机器人设备（如外骨骼）受到了更多关注。在可穿戴机器人领域，准确识别用户的运动意图、智能适应运动以及精确把握辅助时机是关键因素。

2.2 外骨骼系统设置

目前，约翰内斯·开普勒大学林