2017 Fiscal Year Annual Research Report
体内に挿入して手術が可能な極小の５本指のマスタスレーブ式ロボットハンドの開発
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16H03195
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中楯 龍 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 特任准教授 (40584470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤星 朋比古 九州大学, 医学研究院, 准教授 (20336019)
大内田 研宙 九州大学, 大学病院, 講師 (20452708)
荒田 純平 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40377586)
池田 哲夫 九州大学, 大学病院, 准教授 (60585701)
橋爪 誠 九州大学, 医学研究院, 教授 (90198664)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ロボット / ハンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、究極的に直感的な腹腔鏡手術用ロボットとして、体内に挿入して手術が可能な極小の５本指のマスタスレーブ式ロボットハンドを開発することを目的としている。最終形としてグローブ型センサによって操縦者の手の動きを体内で再現することが可能な２本のハンドを備え、３Ｄ内視鏡を加えたシステムにてドライボックスでの外科結紮を実現することを目標としている。
H２９年度は特に操作性を大幅に向上させるため、マスタグローブについてハードウェアの改良を行った。これまでに独自に開発してきたマスタグローブは関節の動きをワイヤに伝え、その変位をカメラで検出するため、カメラの画像転送、データ処理にかかる時間遅れが大きいという問題があった。また、ジョイントベースのセンシングであるため、各関節の誤差が蓄積して指先端に現れ、特につまみ動作のときに指先が合わない問題があった。そこでこれまでの方式を変更し、非接触位置センサで指先位置を直接計測し、手のリンクモデルを用いて各関節角度を算出する方式とした。位置センサには高サンプリングレートの磁気式センサを用いた。また、本システムに内蔵する３Ｄ内視鏡を内製する予定であるが、これまで小型カメラの入手が問題であった。ハイビジョン、高フレームレート、低レイテンシで手術に使用するのに十分な品質の小型カメラを選定し、これに独自のカスタマイズを加えて使用することとした。これに必要な回路開発を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ロボットハンドによる外科結紮にまだ成功していないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
先端部が屈曲するロボット３Ｄ内視鏡を新たに開発する。カメラはハイビジョンで小型のものを用い、10mm径に収める。ディスプレイは３Ｄヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を用い、磁気式位置センサにより操作者頭部の動きで３Ｄ内視鏡をコントロールする。３本の腕と１本のカメラの計４本、各φ１０ｍｍ程度をφ２５ｍｍ程度のパイプ１本に収めて体内に挿入するシステムとする。
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[Journal Article] Laparoscopic Ultrasound Manipulator With a Spring-Based Elastic Mechanism2018
Author(s)
Jumpei Arata, Kazunari Fukami, Susumu Oguri, Shinya Onogi, TetsuoIkeda, Ryu Nakadate, Masamichi Sakaguchi, Tomohiko Akahoshi, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi, Makoto Hashizume
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Journal Title
International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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