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关节水平力感知间接混合力/位置控制的连续体机器人摩擦( Joint-level force sensing for indirect hybrid force/position control of continuum robots with friction )
R Yasin N Simaan
连续体机器人提供灵巧和障碍物规避能力所必需的，使手术在深部手术部位。它们还可以实现关节水平的易地力传感(JEFS)，这提供了给定关节水平力的末端执行器扳手的估计。JEFS的先前工作依赖于一个限制性实施例，具有最小的致动线摩擦和捕获模型和摩擦致动传输不确定性使用配置空间公式。在这项工作中，我们克服了这些局限性。首先，在关节空间中使用基于支持向量回归的前馈项消除摩擦损失。然后，利用回归映射及其插值来解释驱动迟滞。然后使用最小二乘模型参数更新进一步最小化剩余关节力误差。提出了一种基于JEFS的间接混合力/位置控制器，并在一个用于单端口手术的临床前可展开可插入机器人执行器平台(IREP)上进行了评估。自动模拟力控制消融，探索，和结紧进行评估。采用daVinci Research Kit surgeon console和IREP作为手术从机进行了一项用户研究，比较了基于JEFS的力控制消融和结节收紧的用户在有和没有力反馈的情况下的性能。自动化实验和用户远程实验的结果表明，内在力感知可以达到0.2N量级的力不确定性和力调节误差水平。使用JEFS和自动化任务执行，重复性和力调节精度与使用商业力传感器进行人在环反馈相比较。
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