Development of a novel paediatric surgical assist robot for tissue manipulation in a narrow workspace
Notice bibliographique
Résumé
Purpose Paediatric congenital esophageal atresia surgery typically requires delicate and dexterous operations in a narrow and confined workspace. This study aims to develop a novel robot assisted surgical system to address these challenges. Design/methodology/approach The proposed surgical robot consists of two symmetrical slave arms with nine degree of freedoms each. Each slave arm uses a rigid-dexterous configuration and consists of a coarse positioning manipulator and a distal fine operation manipulator. A small Selective Compliance Assembly Robot Arm (SCARA) mechanism was designed to form the main component of the coarse positioning unit, ensuring to endure large forces along the vertical direction and meet the operational demands. The fine positioning manipulator applied the novel design using flexible shafts and universal joints to achieve delicate operations while possessing a high rigidity. The corresponding kinematics has been derived and then was validated by a co-simulation that was performed based on the combined use of Adams and MATLAB with considering the real robot mass information. Experimental evaluations for the tip positioning accuracy and the ring transfer tasks have been performed. Findings The simulation was performed to verify the correctness of the derived inverse kinematics and demonstrated the robot’s flexibility. The experimental results illustrated that the end-effector can achieve a positioning accuracy within 1.5 mm in a confined 30 × 30 × 30 mm workspace. The ring transfer task demonstrated that the surgical robot is capable of providing a solution for dexterous tissue intervention in a narrow workspace for paediatric surgery. Originality/value A novel and compact surgical assist robot is developed to support delicate operations by using the dexterous slave arm. The slave arm consists of a SCARA mechanism to avoid experiencing overload in the vertical direction and a tool manipulator driven by flexible shafts and universal joints to provide high dexterity for operating in a narrow workspace.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».