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

多智能体协作机制
专知会员服务
25+阅读 · 4月25日
空间模块化机器人自重构机理与算法研究现状
专知会员服务
17+阅读 · 1月31日
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
基于深度强化学习的多无人车系统编队控制
专知会员服务
46+阅读 · 2024年2月23日
使用强化学习训练机械臂完成人类任务
AI研习社
14+阅读 · 2019年3月23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
【机器人】机器人PID控制
产业智能官
10+阅读 · 2018年11月25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
【无人机】无人机的自主与智能控制
产业智能官
54+阅读 · 2017年11月27日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010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VIP内容
相关资讯
使用强化学习训练机械臂完成人类任务
AI研习社
14+阅读 · 2019年3月23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
【机器人】机器人PID控制
产业智能官
10+阅读 · 2018年11月25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
【无人机】无人机的自主与智能控制
产业智能官
54+阅读 · 2017年11月27日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员