Autonomous robotic craniotomy requires continuous regulation of tool-tissue interactions to mitigate mechanical overload and thermal damage while maintaining surgical efficiency. However, this process is inherently partially observable due to unknown, time-varying tissue properties and the inability to directly measure cutting temperatures under physical occlusion. To address these challenges, we propose RL-MACRO, a cybernetic closed-loop intelligence framework that couples multimodal perception, adaptive decision-making, and robotic execution. This framework empowers the surgical robot to autonomously perceive inaccessible states from partial sensory feedback and dynamically optimize its behaviors under uncertain environment. A CNN-LSTM observer first fuses force and sound feedback to reconstruct the hidden temperature state (R^2=0.939, MAE = 1.717 deg C). This reconstructed temperature, alongside multi-sensor features, forms the belief state for an offline Implicit Q-Learning (IQL) policy. A novel dual-head Actor dynamically coordinates the feed rate, spindle speed, and cutting depth to optimize efficiency within strict safety bounds. These decisions are seamlessly translated into spatial motions via online trajectory re-planning and velocity servoing. Experiments on bovine ribs and six ex vivo goat skulls validate the system's robust perception, adaptive recovery from force/temperature excursions, and smooth execution on irregular surfaces, establishing a data-driven cybernetic paradigm for safe and efficient autonomous bone cutting.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

AutoResearch AI综述:迈向AI驱动的科学发现自动化
专知会员服务
19+阅读 · 5月26日
多智能体协作机制
专知会员服务
25+阅读 · 4月25日
《面向自主对接机动的机器视觉感知技术研究》最新150页
Robotaxi的商业模式前景展望
专知会员服务
17+阅读 · 2024年9月21日
[ICML2022] NeuroFluid: 流体仿真的人工智能新范式
专知会员服务
28+阅读 · 2022年6月8日
多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
38+阅读 · 2020年3月15日
面向人工智能的计算机体系结构
计算机研究与发展
14+阅读 · 2019年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
ICLR 2019论文解读:深度学习应用于复杂系统控制
机器之心
11+阅读 · 2019年1月10日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
CCCF专栏文章:人机共融智能
中国计算机学会
15+阅读 · 2017年12月21日
国家自然科学基金
15+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
《国防技术管理》印度智库报告最新45页
专知会员服务
3+阅读 · 8月28日
《美陆军最新条令:保障行动》
专知会员服务
4+阅读 · 8月28日
算法战场:人工智能如何重新定义军事力量
专知会员服务
5+阅读 · 8月28日
《北约联邦式电子战云架构》
专知会员服务
6+阅读 · 8月27日
《美陆军野战手册:空域管理战术》
专知会员服务
9+阅读 · 8月27日
相关资讯
多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
38+阅读 · 2020年3月15日
面向人工智能的计算机体系结构
计算机研究与发展
14+阅读 · 2019年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
ICLR 2019论文解读:深度学习应用于复杂系统控制
机器之心
11+阅读 · 2019年1月10日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
CCCF专栏文章:人机共融智能
中国计算机学会
15+阅读 · 2017年12月21日
相关基金
国家自然科学基金
15+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员