日前，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所微創(chuàng)中心圍繞腔道手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)感知與控制的研究取得新進(jìn)展，相關(guān)論文Deeply-Learnt Damped Least-Squares (DL-DLS) Method for Inverse Kinematics of Snake-Like Robots 在Neural Network 期刊在線發(fā)表。該論文提出了一種基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解蛇形機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的算法，對于高冗余度關(guān)節(jié)型手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)感知和控制具有重要意義。深圳先進(jìn)院博士生Olatunji Mumini Omisore與研究助理韓世鵬為論文共同第一作者，通訊作者為研究員王磊。
經(jīng)血管、消化道等腔道進(jìn)行手術(shù)及放射治療是醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)，課題組成員提出了一種基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的阻尼最小二乘法算法，用于求解蛇形機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)。為實(shí)現(xiàn)對蛇形機(jī)器人末端執(zhí)行器的精確控制，研究人員采用阻尼最小二乘法計(jì)算機(jī)器人雅克比矩陣模型中關(guān)節(jié)矢量變化的誤差，并通過迭代獲得機(jī)器人目標(biāo)位置所適合的關(guān)節(jié)矢量。為避免奇異點(diǎn)，研究人員構(gòu)建了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型并用于預(yù)測蛇形機(jī)器人工作空間中任意目標(biāo)點(diǎn)所需的最優(yōu)阻尼系數(shù)。仿真和實(shí)驗(yàn)均表明，該方法可高效實(shí)現(xiàn)對腔道手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確感知和快速控制。
該研究得到國家自然科學(xué)基金-深圳機(jī)器人聯(lián)合基金項(xiàng)目“穿戴式精確定位介入手術(shù)機(jī)器人的力覺感知與導(dǎo)絲操控機(jī)理（U1713219）”重點(diǎn)支持，得到CAS-TWAS獎(jiǎng)學(xué)金、深圳市醫(yī)療電子平臺提升和小孔雀項(xiàng)目等的資助。
蛇形機(jī)器人實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
DL-DLS算法和現(xiàn)有阻尼最小二乘法對比分析
不同算法平均執(zhí)行時(shí)間對比分析
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