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車載多自由度急救機(jī)器人

運(yùn)動(dòng)子鏈與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)影像

近日，中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所機(jī)器人學(xué)研究室劉浩研究員科研團(tuán)隊(duì)與中國(guó)人民解放軍北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院韓雅玲院士團(tuán)隊(duì)在車載多自由度急救機(jī)器人方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果以Analytical Inverse Kinematics for a Prismatic-Revolute Hybrid Joints Radiography Robot Mounted on the Ambulance為題在IEEE/ASME Transactions on Mechatronics（中國(guó)科學(xué)院1區(qū)Top類期刊）線上發(fā)表。

心梗患者數(shù)量龐大，其救治的時(shí)效性要求極高。如急救車裝載急救影像機(jī)器人則可在接到患者的第一時(shí)間幫助醫(yī)生判斷病情，助力挽救生命。急救影像機(jī)器人的關(guān)鍵是要在急救車的狹小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)清晰的影像獲取,然而，傳統(tǒng)的成像設(shè)備體積龐大，難以適應(yīng)急救車的受限空間。

為了突破上述問題，科研團(tuán)隊(duì)以韓雅玲院士提出的“救治前移”的先進(jìn)急救理念為指導(dǎo)，采用模塊化拆分與結(jié)構(gòu)重構(gòu)方法，設(shè)計(jì)了受限空間內(nèi)小型化急救影像機(jī)器人。

團(tuán)隊(duì)針對(duì)結(jié)構(gòu)極緊湊化帶來的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)偏置與位姿耦合問題，通過拆分運(yùn)動(dòng)子鏈，實(shí)現(xiàn)了位姿的解耦，獲得了運(yùn)動(dòng)表達(dá)的解析解，同時(shí)提出了一種基于連續(xù)量子行為粒子群算法的自運(yùn)動(dòng)參數(shù)求解方法，實(shí)現(xiàn)了急救機(jī)器人的實(shí)時(shí)關(guān)節(jié)避限，運(yùn)動(dòng)精度滿足清晰射線影像的獲取。

借助該急救影像機(jī)器人，成功開展支架放置動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，充分驗(yàn)證了系統(tǒng)的實(shí)用性。該項(xiàng)技術(shù)有助于重塑心血管急救模式，造福廣大心血管疾病患者。

該科研團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期專注于消化、支氣管、血管等人體腔道柔性手術(shù)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)研發(fā)，積極拓展急救領(lǐng)域應(yīng)用，先后承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合重點(diǎn)項(xiàng)目等，在手術(shù)機(jī)器人的構(gòu)型創(chuàng)成、感知、導(dǎo)航以及智能化等方面的研究取得了多項(xiàng)突破成果。近年來多篇研究成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊IJRR, IEEE/ASME T-MECH, IEEE T-IE, IEEE TIM, IEEE Sens J, IEEE RAL,ERJ等。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、遼寧省自然科學(xué)基金聯(lián)合基金、沈陽市醫(yī)工結(jié)合協(xié)同創(chuàng)新研究的支持。（機(jī)器人學(xué)研究室）

來源：中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所