Study on mechanism and system of ultra-fine minimally-invasive surgical robots

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報告者が進めている2自由度湾曲機構は、上下面に円筒面を有するディスクを積層させた構造で小型・細径化に適しており、太さφ1mm以下を実現している。2022年度は、2自由度湾曲先端機構およびエンドエフェクタについて組み立てを考慮したブラシュアップを行い、先端機構の基本構成について完成度を高めた。さらにエンドエフェクタを含む先端機構の保持・位置決め方法のコンセプトを検討した。対象領域によって術部・患部までの経路環境が大きく異なるが、超微細低侵襲手術支援ロボットのアプリケーションの第１候補としてアプローチが比較的容易な体表面に近い部位を対象とすることとし、眼科手術を代表的な対象手術領域とした。眼科手術を対象とした場合、エンドエフェクタを患部へアプローチするための機構の実現方法としては、RCM(Remote center of motion )機構、多関節アーム機構が考えられる。多関節アーム機構については、報告者が過去に開発した遠隔操作型腹腔鏡下手術支援ロボットシステムを、超微細低侵襲手術支援ロボットの遠隔操作のフィージビリティスタディとして活用した。2自由度湾曲先端機構およびエンドエフェクタを遠隔操作型腹腔鏡下手術支援ロボットに装着するために、多関節ロボット先端部に駆動ユニット（3モータ駆動）と、着脱可能な作業ユニット（2自由度湾曲先端機構およびエンドエフェクタ）を新たに試作した。また、2自由度湾曲先端機構およびエンドエフェクタの操作が可能な操作インタフェースユニットを新たに考案し、設計・試作を行い、上記システムに実装した。さらに、眼科モデルを用い、一連の手技を想定した操作方法を考慮し、眼球内でエンドエフェクタを任意の位置と姿勢への誘導が可能であることを確認した。これにより、遠隔操作型超微細低侵襲手術支援ロボットが実現可能であることを示すことができた。