A common limitation of autonomous tissue manipulation in robotic minimally invasive surgery (MIS) is the absence of force sensing and control at the tool level. Recently, our team has developed haptics-enabled forceps that can simultaneously measure the grasping and pulling forces during tissue manipulation. Based on this design, here we further present a method to automate tissue traction with controlled grasping and pulling forces. Specifically, the grasping stage relies on a controlled grasping force, while the pulling stage is under the guidance of a controlled pulling force. Notably, during the pulling process, the simultaneous control of both grasping and pulling forces is also enabled for more precise tissue traction, achieved through force decoupling. The force controller is built upon a static model of tissue manipulation, considering the interaction between the haptics-enabled forceps and soft tissue. The efficacy of this force control approach is validated through a series of experiments comparing targeted, estimated, and actual reference forces. To verify the feasibility of the proposed method in surgical applications, various tissue resections are conducted on ex vivo tissues employing a dual-arm robotic setup. Finally, we discuss the benefits of multi-force control in tissue traction, evidenced through comparative analyses of various ex vivo tissue resections. The results affirm the feasibility of implementing automatic tissue traction using micro-sized forceps with multi-force control, suggesting its potential to promote autonomous MIS. A video demonstrating the experiments can be found at https://youtu.be/8fe8o8IFrjE.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员