Integrating Impedance Control and Nonlinear Disturbance Observer for Robot-Assisted Arthroscope Control in Elbow Arthroscopic Surgery
Notice bibliographique
Résumé
Robot-assisted arthroscopic surgery is transforming the tradition in orthopaedic surgery. Compliance and stability are essential features that a surgical robot must have for safe physical human-robot interaction (PHRI). Surgical tools attached at the robot end-effector and human-robot interaction will affect the robot dynamics inevitably. This could undermine the utility and stability of the robotic system if the varying robot dynamics are not identified and updated in the robot control law. In this paper, an integrated frame-work for robot impedance control and nonlinear disturbance observer (NDOB)-based compensation of uncertain dynamics is proposed, where the former ensures compliant robot behavior and the latter compensates for dynamic uncertainties when necessary. The combination of impedance controller and NDOB is analyzed theoretically in three scenarios. A complete simulation and experimental studies involving three common conditions are then conducted to evaluate the theoretical analyses. A preliminary$p$HRI application on arthroscopic surgery is designed to implement the proposed framework on a robotic surgeonassist system and evaluate its effectiveness experimentally. By integrating impedance controller with NDOB, the proposed framework allows an accurate impedance control when dynamic model inaccuracy and external disturbance exist.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».