Development works on applying force feedback in robot control system

• Autorzy: Mucha Łukasz

Warianty tytułu

PL

Prace rozwojowe nad zastosowaniem siłowego sprzężenia zwrotnego w sterowaniu robotem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the design stages, the principles of operation, and the tests of the force that is exerted on the operator. It also includes the developed a laboratory stand for testing the force interactions, concepts and ways of implementing the transfer of tactile stimuli, subsequent variants of the developed devices with the short description of them, the project of the operator-surgeon stand that is based on the assumption that the method of control of this device is compatible with the natural work of the surgeon, and the project of control console that is used to manipulate the surgical robot. This paper presents the actual state of the work and further possible directions of the development of the human-machine interface which is developed within the project LIDER VIII.

PL

W pracy przedstawiono etapy projektowania, zasadę działania oraz badania statyczne siły wywieranej na operatora przez opracowane urządzenie sterujące RobinHand do manipulacji robotem chirurgicznym. Zaprezentowano opracowane stanowiska badawcze umożliwiające badanie zadajników ruchu. W pracy opisano koncepcję oraz sposoby realizacji przekazywania bodźców dotykowych z rzeczywistych urządzeń lub wirtualnej rzeczywistości użytkownikowi. Przedstawiono poszczególne warianty rozwojowe opracowanych urządzeń oraz krótki opis ich konstrukcji. Praca przedstawia stan aktualny oraz dalszy kierunek rozwoju, interfejsu człowiek-maszyna rozwijanego w ramach projektu LIDER VIII. Przedstawiono koncepcję stanowiska operatora-chirurga opartą na założeniu, że sposób sterowania jest zgodny z naturalną pracą chirurga. Zaprezentowano projekt zintegrowanej jednostki centralnej - konsoli sterującej umożliwiającej manipulację robotem chirurgicznym.

Słowa kluczowe

EN

RobinHand; haptic; force feedback

PL

RobinHand; haptyczny; siłowe sprzężenie zwrotne

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 2
• Strony: 41--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Mucha Łukasz

• Professor Zbigniew Religa Foundation of Cardiac Surgery Development, Zabrze, Poland

Bibliografia

• 1. Nawrat Z: Robot chirurgiczny Robin Heart: Projekty, prototypy, badania, perspektywy [Postdoctoral thesis]. Medical University of Silesia in Katowice, 2011 [in Polish].
• 2. Xin H., Zelek J.S., Carnahan H.: Laparoscopic surgery, perceptual limitations and force: A review. First Canadian Student Conference on Biomedical Computing, Kingston, Ontario, Canada, March 2006. Proceedings, 2006, 144, pp. 1435-1451.
• 3. Nawrat Z., Kostka P., Lis K., Rohr K., Mucha Ł., Lehrich K., Sadowski W., Małota Z.: Interfejs operatora robota chirurgicznego - oryginalne rozwiązania sprzężenia informacyjnego i decyzyjnego. Medical Robotics Reports, 2013, 2, pp. 12-21 [in Polish].
• 4. Podsękowski L.: Roboty medyczne - budowa i zastosowanie. Warszawa: WNT, 2010 [in Polish].
• 5. Lis K., Lehrich K., Mucha Ł.: Robin Heart PortVisionAble - idea, design and preliminary testing results. Proceedings of the 10th International Workshop on Robot Motion and Control, 2015, pp. 176-181.
• 6. Mucha Ł., Nawrat Z., Lis K., Lehrich K., Kostka P., Sadowski W., Krawczyk D., Kroczek P., Małota Z., Nawrat Z.: Postępy budowy specjalnych interfejsów operatora robota chirurgicznego Robin Heart. Medical Robotics Reports, 2015, 4, pp. 49-55 [in Polish].
• 7. Lis K.,MuchaŁ.,Lehrich K., NawratZ.:RobinHand Haptic Device. In: Konstantinova J., Wurdemann H., Shafti A., Shiva A., Althoefer K. (eds): Soft and Stiffness-controllable Robotics Solutions for Minimally Invasive Surgery: The STIFF-FLOP Approach. River Publishers, 2018, pp. 289-305.
• 8. Mucha Ł.: Interfejs użytkownika robota - przegląd urządzeń zadawania ruchu systemów sterowania telemanipulatorów. Medical Robotics Reports, 2015, 4, pp. 39-48 [in Polish].
• 9. Mucha Ł., Lis K., Rohr K., Nawrat Z.: Manipulator of a medical device with auxiliary motor and encoder. Patent USA: 9393688. Current Assignee: Professor Zbigniew Religa Foundation of Cardiac Surgery Development, 2016.
• 10. Mucha Ł., Nawrat Z., Lis K., Lehrich K., Rohr K., Fürjesb P., Dücső C.: Force feedback control system dedicated for Robin Heart Pelikan. Acta Bio-Optica et Informatica. Inżynieria Biomedyczna, 2016, 22(3), pp. 146-153.
• 11. NawratZ.,RohrK.,FürjesP.,MuchaŁ.,LisK.,Radó J., Dücső C., Földesy P., Sadowski W., Krawczyk D., Kroczek P., Szebényi G., Soós P., Małota Z.: Force Feedback Control System Dedicated for Robin Heart Surgical Robot. Procedia Engineering, 2016, 168, pp. 185-188.
• 12. Lee D.H., Kim U., Gulrez T., Yoon W.J., Hannaford B., Choi H.R.: A Laparoscopic Grasping Tool With Force Sensing Capability. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2016, 21(1), pp. 130-141.
• 13. Kim U., Lee D., Yoon W.J., Hannaford B. Choi H.R.: Force Sensor Integrated Surgical Forceps for Minimally Invasive Robotic Surgery. IEEE Transactions on Robotics, 2016, 31(5), pp. 1214-1224.
• 14. Seibold U., Kuebler B., Hirzinger G.: Prototypic Force Feedback Instrument for Minimally Invasive Robotic Surgery. In: Bozovic V. (ed.): Medical Robotics. InTech Publishers, 2008, pp. 377-399.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).