| 研究課題/領域番号 |
18560125
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
島地 重幸 岩手大学, 工学部, 教授 (90005356)
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| 研究分担者 |
萩原 義裕 岩手大学, 工学部, 准教授 (80293009)
橋元 晧 岩手大学, 工学部, 助教 (90003871)
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| キーワード | 低侵襲医療 / 腹腔鏡下外科手術 / 外科手術ロボット / ハプティック・フィードバック / 力覚フィードバック / 外套法 / 術具先端力帰還 / 把持力帰還 |
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| 研究概要 |
腹壁に穴を開けて手術道具と内視鏡を挿入して体内で外科手術が行われているが、これには体内の術具先端機能部の運動を体外から遠隔操作することに伴う操作の困難さがある。この困難を解決するために、マスタ・スレーブ・ロボットシステムが開発された。しかし、術具先端が臓器と接触するときの力を、術者に帰還できないという問題が残された。この問題に対して、申請者は、術具とその駆動装置をカセンサで支えることで術具先端力を測定する"外套法"を提案し、これまで力覚センサの各種の配置方式について研究をしてきた。
本研究の主要な課題は、外套法において術具駆動装置の配置方式とその機構設計要点を明らかにすること、またマスタ・スレーブ間での運動・力覚についてのバイラテラル制御を試行すること、さらに、鉗子の把持運動・把持力についてもバイラテラル制御を試み、その問題点を明らかにすることである。
まず、外套法の機構設計指針として、力覚センサで支持する枠の上に術具駆動モータを配置する方式(Zeus型)と力覚センサ支持枠の外部に駆動モータを配置する(da Vinci型)を試行した。いずれの型においても、機構やフレームの変形が術具先端力のための力覚センサに大きな影響を与えること、またその解決方法として、適切な力覚センサの配置場所があることを示した。また、da Vinci型が可能であり、しかも各種の利点を持つことを明らかにした。
また、術具先端の運動・力覚についてのバイラテラル制御では、術具先端が触れる物体の弾性およびマスタ・ロボットを操作する術者の手の弾性、運動の縮小率などによって、振動現象が回避できることなどを明らかにした。
さらに、鉗子顎の把持力の測定では、多自由度鉗子の場合には先端の折れ曲がり部分での摩擦力が大きく、ヒステリシスもきわめて大きくなり、根本的な解決方法を探る必要があることが分かった。
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