工程师为柔性医疗机器人开发低成本系统可提高体内定位精度

加州大学圣地亚哥分校的机器人专家们开发出了一种经济实惠、易于使用的系统,用于跟踪柔性医疗机器人在人体内的位置。该系统的性能与目前最先进的方法不相上下,但成本更低。目前的许多方法还需要暴露在辐射下,而这个系统不需要。

工程师为柔性医疗机器人开发低成本系统可提高体内定位精度
研究人员使用了非常类似于GPS的现有磁铁定位方法,以开发出可预测机器人位置的计算机模型。

连续型柔性医疗机器人在身体内部高度受限的环境中工作得非常好,它们本质上比刚性工具更安全,更合规。但要追踪它们在身体内部的位置和形状就变得非常困难了。因此,如果能够更轻松地追踪它们,这对病人和外科医生来说都是一个很大的好处。

研究人员在一个柔性机器人的尖端嵌入了一块磁铁,可以在身体内部的微妙位置,比如大脑中动脉通道等部位使用。该研究工作是用一种生长型机器人,这是一种由非常薄的尼龙制成的机器人,由于该机器人柔软且能够随着生长而运动,因此对周围环境的影响很小,因此非常适合在医疗环境中使用。

然后,研究人员利用现有的磁铁定位方法,这种方法的工作原理与GPS非常相似,研究人员开发出了一个预测机器人位置的计算机模型。研究人员知道嵌入机器人中的磁铁周围的磁场应该有多强。它们依靠四个传感器,这些传感器在机器人操作的区域周围小心间隔,以测量磁场强度。基于磁场的强弱,他们能够确定机器人的尖端在哪里。整个系统,包括机器人、磁铁和磁铁定位设置,成本约为100美元。

该研究更进一步。研究人员训练了一个神经网络,以了解传感器正在读取的内容与模型应说明传感器应该读取的内容之间的差异。结果,他们提高了定位精度以跟踪机器人的尖端。

理想情况下,研究团队希望其定位工具能够帮助改进这类不断发展的机器人技术。通过推进这项研究,以便在临床上测试该系统,并最终将其转化为临床应用。

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