| 研究課題/領域番号 |
21K03986
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
河合 俊和 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 教授 (90460766)
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| 研究分担者 |
西川 敦 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (20283731)
西澤 祐吏 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医員 (50545001)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 手術支援ロボット / 手術助手マニピュレータ / RCM機構 / ローカル操作インタフェース / リーダーフォロワー制御 / 医用ロボット / マニピュレータ機構 / 差動機構 / マグネットギア / ビジュアルフィードバック / 遠隔中心 / ガングリップ / Mask R-CNN / 斜交関節 / 音声操作 / タッチパネル操作 / 術具マニピュレータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
執刀医の補助ツールである小型な手術助手ロボットがあれば，患者の状況を把握しやすい安心安全なロボット支援内視鏡下微細手術がコンパクトに実施できる．
しかし，作業領域を広く提供し，術野を素早く変更できる手術助手ロボットはなく，機構構成や操作手法の課題がある．
そこで，患者と共存し医師と協働するロボットの機構や制御に関する基盤技術を確立してこれら課題の解決を目指す．
本研究では，手動およびモータ駆動できる斜交関節型など術具装着マニピュレータと，直感的にローカル操作可能なインタフェースを備える内視鏡下手術支援ローカル操作助手マニピュレータを構築し，工学的・医学的な評価を通して，さらなる課題を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
患者の状況を把握しやすいロボット支援内視鏡下手術の実現に向け，滅菌領域の医師が手技を進めながら，補助ツールとして内視鏡や鉗子をローカル操作する手術助手マニピュレータを提案した．術具マニピュレータのPivot運動を実現する遠隔運動中心機構として，斜交関節，ラックギアに沿わせる多段ギアトレイン，平行リンクにスライダクランクを内蔵する差動駆動を開発した．直感的なローカル操作インタフェースとしては，クロックポジション音声操作，タッチパネル上のピンチスワイプ操作，腹腔内型デバイス操作によるリーダーフォロワー制御，Mask R-CNNで画像認識する手元鉗子操作によるビジュアルフィードバック制御を構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ロボットの対人適用先の一つである医療用途（メディカルロボティクス）は，日本が世界をリードして研究を進めてきた分野であり，感染症対策からも注目を浴びている．大型リモート操作システムのマスタスレーブマニピュレータや，その課題を解決する小型分散ローカル操作システムの実現に向けて，視野を提供する「内視鏡マニピュレータ」の研究は多いが，臓器を把持牽引して作業空間をつくるのに不可欠な「鉗子マニピュレータ」の研究はほとんど試みられておらず独創性が高い．患者と共存し医師と協働するマニピュレータの機構や制御に関する基盤技術を確立することで，安心安全な内視鏡下微細手術を支援するロボットを内外に先駆けて提供できる．
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