テレマイクロサージェリにおける操作者の意図理解と情報変換型操作環境伝送の研究

远程显微手术中操作者意图理解及信息转换式手术环境传输研究

• 批准号: 07245205
• 负责人: 光石 衛
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07245205/
• 关键词: マイクロサージェリ; テレ・オペレーション; 操作環境伝送; 意図理解; 可動式視覚情報提示システム; ビジュアル・トラッキング; 情報変換; ユーザ・インターフェイス

本研究では、本年度は、操作環境伝送型テレ・マイクロ・サージェリ・システムの構成要素として次の装置を試作した:(i)工具先端不動型双腕スレーブ・マニピュレータ、(ii)回転の自由度に力フィードバックをしないことを特徴とする両手用マスタ・マニピュレータ、(iii)注視点不動型視覚情報獲得システム、(iv)可動型視覚情報提示システム、(v)操作者の姿勢変化トラッキング・システム、(vi)多軸力情報-聴覚情報変換提示システム。この中で、操作者の見たいものを見せる視覚情報提示システムが特徴であり、操作者が両腕をマスタ・マニピュレータに占有された状態であっても直観的な操作が可能となるように、操作者が対象物を様々な方向から観察しようとするときに生じる自然な姿勢の変化をシステムが認識し、これを用いて視覚情報獲得装置、および、提示装置を制御可能とした。具体的には、操作者を監視するカメラで操作者の顔の動きをトラッキング・ビジョン・システムで追跡し、顕微鏡の視線方向を制御する。また、回転の自由度を備えた可動モニタが顕微鏡に合わせて動作することで、顕微鏡の視線方向と操作者の視線方向とを一致させる。さらに、操作者の顔の位置変化だけでなく大きさの変化をも考慮し、「ズ-ム指数」によってズ-ム機構を制御する。すなわち、カメラ画像中の顔の大きさが大きくなると操作者がモニタに顔を近付けて詳細部分の画像を要求していると判断する。実際には、測定されるズ-ム指数に6Hzのロ-パスフィルタを作用させ系が不安定になるのを防いだ。上記の各機能を統合したシステムを用い直径約1mmの人工血管に針(曲率半径約2mm)を通すことに成功した。この作業は針の曲率中心が回転中心となるようにスレーブ・マニピュレータを動作させる必要があり困難な作業である。また、血管と針との間の接触状態が把握できなければ針を挿入できない作業である。

The purpose of this study, this year, and the operating environment are to test the components of the delivery type テレ・マイクロ・サージェリ・システムの and the device of the operating environment.た: (i) Tool tip fixed type double-wrist スレーブ・マニピュレータ, (ii) Return to the degree of freedom force フィードバックをしないことをSpecial ゴとする両Hand use マスタ・マニピュレータ, (iii) fixation point fixed sight information acquisition システム, (iv) movable sight information Prompt システム, (v) operator posture change トラッキング・システム, (vi) multi-axis force information-聴覚 information change prompt システム.この中で、Operator の见たいものを见せる看覚Information prompt システムが特徴であり、Operator が両Wrist をマスタ・マニピュレータに occupies the された status であっても榳なoperation がpossible となるように、The operator's direction of the object is the same as the direction of the object.システムがKnowing し, これを いて禚information acquisition device, および, prompting device をcontrol possible とした. Specifically, the operator monitors the operator and the operator monitors the action.ング・ビジョン・システムでtrackingし, 镕Microscopic sight directionをcontrolする.また、The degree of freedom of the return 転のを备えたmovable モニタが桕Micromirror に合わせてaction することで、The のMicromirror's line of sight direction and the operator's line of sight direction are consistent させる.さらに、Operator のfaceの Position Changing だけでなく大きさの変化をもConsiderationし、「ズ-ム Index」によってズ-ムMechanism をControlする. Nana, the operator of Nana's portrait and Nana's portraitしているとJudgmentする.実记には, されるズ-ムindex に6Hz のロ-パスフィルタをeffect させsystem がUnstable になるのを Prevention いだ. The functions described above were successfully integrated using an artificial blood vessel needle with a diameter of approximately 1mm (radius of curvature approximately 2mm). The center of curvature of the needle is the center of curvature of the needle and the center of curvature is the center of the needle. The center of curvature is the center of the needle.また、The contact state between the blood vessel and the needle との is grasped and the needle を is inserted into the できない operation である.

项目成果

Mitsuishi,M.,Watanabe,H.,et al.: "A Tele-micro-surgery System across the Internet with a Fixed Viewpoint/Operation-Point" Proceedings of the 1995 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS'95). 178-185 (1995)

Mitsuishi,M.,Watanabe,H.,et al.：“A Tele-micro-surgery System across the Internet with a Fix Viewpoint/Operation-Point”1995 年 IEEE/RSJ 国际智能机器人和系统会议 (IROS) 论文集

堀俊夫,光石衛,他: "遠隔操作・加工システムにおける操作者の行動理解と情報提示" 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'95. 528-530 (1995)

Toshio Hori、Mamoru Mitsuishi 等人：“了解远程控制/处理系统中的操作员行为和信息呈现”日本机械工程师学会机器人和机电一体化会议 95 (1995)。

Mitsuishi,M.,Watanabe,H.,et al.: "Development of an Inter-World Tele-Micro-Surgery System with Operational Environment Information Transmission Capability" Proceedings IEEE International Conference on Robotics and Automation. 3081-3088 (1995)

Mitsuishi,M.,Watanabe,H.,et al.：“具有操作环境信息传输能力的国际远程微手术系统的开发”会议论文集 IEEE 国际机器人与自动化会议。

Mitsuishi,M.: "Tele-micro-operation" Workshop on Working in the micro-world:1995 IEEE/RSJ Intern.Conf.Intelligent Robots and Systems(IROS'95). 61-88 (1995)

Mitsuishi,M.：关于在微观世界中工作的“远程微操作”研讨会：1995 IEEE/RSJ Intern.Conf.智能机器人和系统（IROS95）。

Mitsuishi,M.,Watanabe,H.,et al.: "A Tele-micro-surgery System with Co-located View and Operation Points and a Rotational-force-feedback-free Master Manipulator" 2nd International Symposium on Medical Robotics and Computer-Assisted Surgery(MRCAS'95). 111-1

Mitsuishi,M.,Watanabe,H.,et al.：“具有共置视图和操作点的远程显微手术系统以及无旋转力反馈主机械手”第二届医疗机器人与计算机国际研讨会