| 研究概要 |
腹腔鏡下による手術は腹壁に開けた数mm程度の孔から内視鏡や鉗子を挿入して行なう術式で,患者に対して早期回復が期待できるという大きな利点がある.しかし,鉗子が孔の拘束を受けるため,操作が直感的でなく,不慣れのための医療事故も多く報告されている.そこで本研究では,鉗子先端に自由度を付加したロボティック鉗子の開発を行っており,鉗子の特異点付近における操作性を向上させることが本研究の目的である.鉗子先端の自由度配置は,安全性と操作性を考慮した結果,Roll-Yaw-Roll構造(以下RYR構造)とした.RYR構造では縫合時の湾曲針の刺入が容易であるがYaw角が0度のとき特異姿勢となり,操作性が悪くなる.そこで鉗子本体のRoll回転をDCサーボモータでアシストする機構を開発した.これは,マスターに加わる力の大きさと方向を検出し,縮退方向へもYaw軸の自由度を利用して動かすことができるように,Roll回転をモータでアシストするというものである.その際,手元のRoll回転はアシストされた根元のRoll回転とは反対方向に同じ角度だけ回転するため,把持部の姿勢は変化することはなく,直感的な操作が可能となる.本研究では,さらに力覚呈示を行なうための基礎実験システムの開発も行なった.これは鉗子先端と鉗子手元の寸法が異なるため,サイズの大きく異なるマスタースレーブアームにおける力伝達性能の確認を行なうものである.自由動作時と臓器を把持している接触動作時を状態推定器で判定し制御モードを切り替えることにより違和感のない力伝達を行なった.またシステムを構築し力呈示の基礎実験を行なうことにより本手法の有効性の確認を行なった.
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