フレキシブルロボットの先端追跡および形状センシングのための電磁位置決め

ワイヤ駆動のフレキシブルロボットは、複雑で狭い環境でもうまく機能するため、最小限の侵襲手術において効率的なデバイスです。しかし、ロボットのリアルタイムな位置および形状情報は、特に先端アクチュエータに未知の荷重や力がかかっている場合はうまく推定できません。本論文では、ワイヤ駆動のフレキシブルロボットのための新しい先端追跡および形状センシング手法を提案します。提案する手法は、ロボットの各セクションの長さと、ロボットの各セクションの遠位端の位置および方向情報に基づいています。各セクションでは、遠位端に電磁センサーを取り付けて位置および方向情報を推定します。提案手法では、セクションの長さ情報と併せて位置および方向情報を利用して、三次ベジェ曲線に基づく再構築アルゴリズムが実行されます。この手法は、ロボットに対する限られた修正で良好な追跡結果と高い形状再構築精度を提供します。他の再構築手法と比較して、再構築に運動モデルは必要ありません。したがって、この手法はロボットの先端に作用する未知の荷重ともうまく機能します。提案手法の実現可能性は、シミュレーションおよび実験結果によって確認されています。