JP7384612B2 - ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 - Google Patents
ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7384612B2 JP7384612B2 JP2019182903A JP2019182903A JP7384612B2 JP 7384612 B2 JP7384612 B2 JP 7384612B2 JP 2019182903 A JP2019182903 A JP 2019182903A JP 2019182903 A JP2019182903 A JP 2019182903A JP 7384612 B2 JP7384612 B2 JP 7384612B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joints
- end effector
- joint
- subspace
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims description 318
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 55
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims description 259
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 42
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 48
- 230000006870 function Effects 0.000 description 30
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 18
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 18
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 8
- 238000002432 robotic surgery Methods 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 5
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 3
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 2
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002357 laparoscopic surgery Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/37—Master-slave robots
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J18/00—Arms
- B25J18/007—Arms the end effector rotating around a fixed point
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
- B25J9/1607—Calculation of inertia, jacobian matrixes and inverses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
- B25J9/1638—Programme controls characterised by the control loop compensation for arm bending/inertia, pay load weight/inertia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
- B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
- B25J9/1666—Avoiding collision or forbidden zones
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/32—Surgical robots operating autonomously
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
本出願は、2013年3月15日に出願され“Systems and Methods for Positioning a Manipulator Arm by Clutching within a Null-Perpendicular Space Concurrent with Null-Space Movement”と題する米国仮特許出願第61/799,920号(代理人整理番号ISRG03900PROV/US)からの非仮出願であるとともに、同仮出願からの優先権を主張し、その全開示が参照により本出願に援用される。
多くの実施形態では、プロセッサの第1及び第2のモジュールは、上述のような、クラッチモード及び所望の組織操作運動にしたがうエンドエフェクタの運動が外科医によって命令される組織操作モードのような、異なる制御モードで異なって使用される。組織操作モードは、大抵、マスタ/スレーブモードを含む。特定の関節の有効な自由度は、組織操作モードと比べてクラッチモードにおいて異なり得る。例えば、6以上の機械的自由度を持つエンドエフェクタを提供するマニピュレータアセンブリは、エンドエフェクタが、もっぱら、関節が存在しない所に位置する枢動回転中心周りの空間で動かされることを可能にするように、拘束されることができる。代替的には、このようなエンドエフェクタは、全てのリンク機構及びマニピュレータリンク機構アセンブリの関節軸に対してスキュー角にある任意の面に沿って並進移動可能であり得る。
したがって、入力位置と出力位置との間に閉じた形のマッピングがない場合であっても、速度のマッピングが、指令ユーザ入力からマニピュレータの運動を実現するために、ヤコビアンベースのコントローラ等で、反復的に使用されることができる。しかし、様々な実装を使用することができる。多くの実施形態は、ヤコビアンベースのコントローラを含んでいるが、いくつかの実装は、本明細書で記載した特徴のいずれかを提供するために、マニピュレータアームのヤコビアンにアクセスするように構成され得る様々なコントローラを使用し得る。
dq/dt=J#dx/dt (2)
qi=qi-1+dq/dtΔt (3)
ヤコビアン(J)の擬似逆行列は、所望のツール先端動作(いくつかの場合では、枢動ツール動作の遠隔中心)を関節速度空間に直接マッピングする。使用されているマニピュレータが、(6までの)ツール先端の自由度より多くの有用な関節軸を有している場合、マニピュレータは冗長であると言われる。例えば、ツール動作の遠隔中心が使用されるとき、マニピュレータは、遠隔中心の位置に関連付けられた3つの自由度について追加の3つの関節軸を有するべきである。冗長なマニピュレータのヤコビアンは、少なくとも1つの次元を有する「ゼロ空間」を含む。この文脈において、ヤコビアン(N(J))の「ゼロ空間」は、エンドエフェクタ動作を瞬時に実現しない関節速度の空間である(そして、遠隔中心が使用されるとき、枢動点位置の移動がない);そして「ゼロ動作」は、エンドエフェクタ及び/又は遠隔中心の位置の瞬間的な移動も生成しない関節位置の組み合わせ、軌道、又は経路である。マニピュレータの所望の再配置を達成するために計算されたゼロ空間速度をマニピュレータの制御システムに組み込む又は注入することは、上記の式(2)を以下のように変形する:
dq/dt=dqprep/dt+dqnull/dt (4)
dqprep/dt=J#dx/dt (5)
dqnull/dt=(1-J#J)z=VnVn Tz=Vnα (6)
式(4)による関節速度は、2つの成分を有し:第1は、ゼロ直交空間成分、所望のエンドエフェクタ動作を生成する「純粋な(purest)」関節速度(最短ベクトルの長さ)(そして、遠隔中心が使用されるときに、所望の遠隔中心動作)であり;第2の成分は、ゼロ空間成分である。式(2)及び式(5)は、ゼロ空間成分なしで、同じ式が得られることを示している。式(6)は、左辺のゼロ空間成分についての従来の形式で始まり、最も右寄りの右辺で、例示的なシステムで用いられる形式を示し、ここで、(Vn)は、ゼロ空間についての直交基底ベクトルのセットであり、(α)は、それら基底ベクトルをブレンドする(blending)ための係数である。いくつかの実施形態では、αは、要望通りにゼロ空間内の動作を形成又は制御するために、例えばノブ又は他の制御手段の使用によって等、制御パラメータ、変数又は設定によって決定される。
内にソフトウェア遠隔中心を有する例示的なマニピュレータアームのn次元関節速度空間の様々な部分空間を図式的に示し、次元の数は(DIM=n)で示される。図示された部分空間は以下の通りである。
は、遠隔中心のゼロ直交空間であり、これは、遠隔中心の動作をもたらす関節速度の部分空間である。遠隔中心の位置は、3自由度を必要とする3次元空間内であることを必要とするので、この部分空間は3次元である。
は、エンドエフェクタのゼロ直交空間であり、これは、エンドエフェクタの動作をもたらす関節速度の部分空間である。エンドエフェクタを位置決めすること及び配向することは、位置に関して3自由度及び配向に関して3自由度を必要とするので、この部分空間は6次元である。
(付記1) 移動可能な遠位エンドエフェクタ、ベースに結合される近位部分、及び前記エンドエフェクタと前記ベースとの間の複数の関節を含むマニピュレータアームを提供するステップであって、前記複数の関節は、手術作業空間の中で与えられたエンドエフェクタ状態に対して異なる関節状態の範囲を可能にする十分な自由度を有する、ステップ;
ヤコビアンのゼロ直交空間内で前記複数の関節の関節の第1のセットを浮動させるステップであって、前記関節の第1のセットは、前記作業空間内の前記エンドエフェクタの位置に関連付けられ、前記ゼロ直交空間は、前記関節の第1のセットの運動が前記エンドエフェクタの運動をもたらす関節速度空間である、ステップ;
前記作業空間内の所望の位置への前記エンドエフェクタの手動バックドライブ運動を感知するステップ;
前記マニピュレータアームの近位部分の所望の運動を生じさせるように前記複数の関節の関節の第2のセットの補助運動を計算するステップであって、前記補助運動を計算するステップは、前記ヤコビアンのゼロ空間内で前記関節の第2のセットの関節速度を計算するステップを含み、前記ゼロ空間は前記ゼロ直交空間と直交する、ステップ;及び
前記関節の第1のセットの浮動と同時に計算された前記補助運動にしたがって前記関節の第2のセットを駆動するステップ;を含む、
ロボット方法。
(付記2) 前記エンドエフェクタの前記所望の位置は、カニューレを通る前記遠位エンドエフェクタの挿入又は低侵襲開口部に隣接した前記エンドエフェクタの位置決めを可能にするための前記作業空間内の前記エンドエフェクタの位置及び/又はアライメントを含む、
付記1に記載のロボット方法。
(付記3) 前記マニピュレータアームの前記近位部分の前記所望の状態又は運動は、所望の位置、速度、形態、姿勢、再配置運動、又は前記作業空間内での前記マニピュレータアームの衝突回避運動のいずれか又は全てである、
付記1に記載のロボット方法。
(付記4) 前記マニピュレータアームの前記近位部分の前記所望の状態又は運動は、前記遠位エンドエフェクタに近位の前記マニピュレータアームの一部の状態又は運動を含む、
付記3に記載のロボット方法。
(付記5) 前記関節の前記第1及び前記第2のセットのそれぞれは、1又は複数の関節を含む、
付記1に記載のロボット方法。
(付記6) 前記関節の前記第1及び前記第2のセットは、1又は複数の関節を共通に含む、
付記1に記載のロボット方法。
(付記7) 前記関節の第1のセットを浮動させるステップ、前記補助運動を計算するステップ、及び前記補助運動にしたがって前記関節を駆動するステップは、前記関節の運動を決定するプロセッサの第1のクラッチモードの中で発生し、前記プロセッサはさらに、組織操作モードを有し、前記方法はさらに:
所望の組織操作を生じさせるように前記エンドエフェクタを動かすためのユーザ入力から組織操作指令を受信するステップと;
前記マニピュレータを前記所望の運動で動かすように前記組織操作指令に応じて前記複数の関節の操作運動を計算するステップと;を含む、
付記1に記載のロボット方法。
(付記8) 前記組織操作モードにあるとき、前記方法はさらに:
前記組織操作中に前記マニピュレータアームの所望の状態又は運動を生じさせるように、前記複数の関節の関節のサブセットの補助運動を計算するステップであって、前記補助運動を計算するステップは、前記ゼロ空間内で前記関節のサブセットの関節速度を計算するステップを含む、ステップ;及び
前記マニピュレータアームの前記所望の運動と同時に前記指令操作運動にしたがって前記エンドエフェクタを動かすように、前記計算された補助運動及び前記操作運動にしたがって前記関節のサブセットを駆動するステップ;を含む、
付記7に記載のロボット方法。
(付記9) 前記マニピュレータアームは、中間部分を有するツールを支持するように構成され、前記中間部分は挿入軸に沿って前記近位部分の遠位に延び、前記エンドエフェクタは前記中間部分の遠位端部にあり、前記関節の少なくとも幾つかは、前記マニピュレータアームの前記ツールが、低侵襲開口部を通ってアクセスされる作業部位で前記エンドエフェクタの運動を容易にするよう前記挿入軸に沿って配置される遠隔中心周りに枢動するように、前記ベースに対して前記ツールの運動を機械的に拘束する、
付記1に記載のロボット方法。
(付記10) 前記エンドエフェクタに隣接する前記マニピュレータアームの一部は、前記拘束される部分が動くとき前記エンドエフェクタの器具シャフトが遠隔中心周りに枢動するように、前記ベースに対して機械的に拘束される、
付記9に記載のロボット方法。
(付記11) 前記複数の関節の第1の関節は、前記近位部分を前記ベースに結合し、前記第1の関節は、回転関節の関節運動が前記マニピュレータアームの前記遠位部分を前記回転関節の枢動軸周りに枢動させるように、前記マニピュレータアームの前記遠位部分を支持する回転関節を有し、前記枢動軸は、前記マニピュレータアームの前記挿入軸が前記遠隔中心に向かって配向される遠位に先細にされた円錐に沿って動くように、前記回転関節から前記遠隔中心を通って延びる、
付記9に記載のロボット方法。
(付記12) 前記関節の第2のセットは前記第1の関節を含む、
付記11に記載のロボット方法。
(付記13) 移動可能な遠位エンドエフェクタ、ベースに結合される近位部分、及び前記エンドエフェクタと前記ベースとの間の複数の関節を含むマニピュレータアームを提供するステップであって、前記複数の関節は、手術作業空間の中で与えられたエンドエフェクタ状態に対して異なる関節状態の範囲を可能にする十分な自由度を有し、前記エンドエフェクタは、手術中に前記作業空間内で低侵襲開口部に隣接する遠隔中心周りに枢動する器具シャフトを有する、ステップ;
ヤコビアンのゼロ直交空間内で前記複数の関節の関節の第1のセットを浮動させるステップであって、前記ゼロ直交空間は、前記関節の第1のセットの運動が前記作業空間内の前記遠位エンドエフェクタの運動をもたらす関節速度空間である、ステップ;
前記遠隔中心を前記作業空間で制御された位置に保つように前記複数の関節を駆動するステップ;
前記作業空間内の所望の位置への前記遠位エンドエフェクタの手動バックドライブ運動を感知するステップ;
前記マニピュレータアームの所望の運動を生じさせるように前記複数の関節の第2のセットの補助運動を計算するステップであって、前記補助運動を計算するステップは、前記ヤコビアンのゼロ空間内で前記関節の第2のセットの関節速度を計算するステップを含み、前記ゼロ空間は前記ゼロ直交空間と直交し、前記ゼロ空間は、関節運動が前記エンドエフェクタの状態を維持する関節速度空間である、ステップ;及び
前記遠隔中心の前記位置を維持すること及び前記マニピュレータアームの前記所望の運動と同時に、計算された前記補助運動にしたがって前記関節の第2のセットを駆動するステップ;を含む、
ロボット方法。
(付記14) 前記関節の前記第1及び前記第2のセットは、1又は複数の関節を共通に含む、
付記13に記載のロボット方法。
(付記15) 前記制御された位置は、前記作業空間内の固定された場所を含む、
付記13に記載のロボット方法。
(付記16) 移動可能な遠位エンドエフェクタ、ベースに結合される近位部分、及び前記エンドエフェクタと前記ベースとの間の複数の関節を含むマニピュレータアームを提供するステップであって、前記複数の関節は、与えられたエンドエフェクタ状態に対して異なる関節状態の範囲を可能にする十分な自由度を有し、前記遠位エンドエフェクタは、手術中に手術作業空間内で低侵襲開口部に隣接する遠隔中心周りに枢動する器具シャフトを有する、ステップ;
ヤコビアンのゼロ直交空間内で前記複数の関節の第1のセットを浮動させるステップであって、前記ゼロ直交空間は、前記関節の運動が前記作業空間内の前記遠隔中心の運動をもたらす関節速度部分空間である、ステップ;
前記エンドエフェクタの制御された位置を前記作業空間内に保つように前記複数の関節を駆動するステップ;
前記作業空間内の所望の場所への前記遠隔中心の手動バックドライブ運動を感知するステップ;
前記マニピュレータアームの所望の運動を生じさせるように前記複数の関節の第2のセットの補助運動を計算するステップであって、前記補助運動を計算するステップは、前記ヤコビアンのゼロ空間内で前記関節の第2のセットの関節速度を計算するステップを含み、前記ゼロ空間は前記ゼロ直交空間と直交し、前記ゼロ空間は、関節運動が前記遠位エンドエフェクタの状態を維持する関節速度空間である、ステップ;及び
前記エンドエフェクタの前記制御された位置を維持すること及び前記マニピュレータアームの前記所望の運動と同時に、前記関節の第1のセットの浮動の間に、計算された前記補助運動にしたがって前記関節の第2のセットを駆動するステップ;を含む、
ロボット方法。
(付記17) 前記関節の前記第1及び前記第2のセットは、1又は複数の関節を共通に含む、
付記16に記載のロボット方法。
(付記18) 前記制御された位置は、前記遠隔中心に対する前記エンドエフェクタの固定された位置又はアライメントを含む、
付記17に記載のロボット方法。
(付記19) 前記制御された位置は、前記作業空間内の前記エンドエフェクタの固定された位置又はアライメントを含む、
付記17に記載のロボット方法。
(付記20) 移動可能な遠位エンドエフェクタ、ベースに結合される近位部分、及び前記エンドエフェクタと前記ベースとの間の複数の関節を含むマニピュレータアームを提供するステップであって、前記複数の関節は、手術作業空間の中で与えられたエンドエフェクタ状態に対して異なる関節状態の範囲を可能にする十分な自由度を有し、前記エンドエフェクタは、手術中に前記手術作業空間内で低侵襲開口部に隣接する遠隔中心周りに枢動する器具シャフトを有する、ステップ;
ヤコビアンのゼロ直交空間内で前記複数の関節の関節の第1のセットを浮動させるステップであって、前記ゼロ直交空間は、関節運動が前記遠位エンドエフェクタの位置及び前記作業空間内の前記遠隔中心の場所の両方の運動をもたらす関節速度部分空間である、ステップ;
前記作業空間内の所望の位置への前記エンドエフェクタの手動バックドライブ運動及び前記作業空間内の所望の場所への前記遠隔中心の運動を感知するステップ;
前記マニピュレータアームの所望の状態又は運動を生じさせるように前記複数の関節の関節の第2のセットの補助運動を計算するステップであって、前記補助運動を計算するステップは、前記ヤコビアンのゼロ空間内で前記関節の第2のセットの関節速度を計算するステップを含み、前記ゼロ空間は前記ゼロ直交空間と直交し、前記ゼロ空間は、前記関節の第2のセットの運動が前記エンドエフェクタの状態及び前記遠隔中心を維持する関節速度部分空間である、ステップ;及び
前記マニピュレータアームの前記所望の状態又は運動と同時に、前記作業空間内で、前記遠位エンドエフェクタ及び前記遠隔中心両方の所望の位置及び場所それぞれへの手動バックドライブ運動を可能にするように、前記関節の第1のセットを浮動させながら、計算された前記補助運動にしたがって前記関節の第2のセットを駆動するステップ;を含む、
ロボット方法。
(付記21) 近位ベースに対して遠位エンドエフェクタをロボット式に動かすように構成されるマニピュレータアームであって、前記マニピュレータアームは、前記エンドエフェクタと前記ベースに結合される近位部分との間に複数の関節を有し、前記複数の関節は、手術作業空間の中で与えられたエンドエフェクタ状態に対して異なる関節状態の範囲を可能にする十分な自由度を有し、前記エンドエフェクタは、手術中に前記作業空間内で低侵襲開口部に隣接する遠隔中心周りに枢動する器具シャフトを有する、マニピュレータアーム;
前記エンドエフェクタの所望の組織操作運動を生じさせるように操作指令を受信するための入力部;及び
前記入力部を前記マニピュレータアームに結合する、操作モード及びクラッチモードを有する、プロセッサ;を有し、
前記操作モードの前記プロセッサは、前記操作指令に応じて前記所望のエンドエフェクタ運動を生成するための関節運動を計算するように構成され、
前記クラッチモードの前記プロセッサは:
前記作業空間内の所望の位置への前記エンドエフェクタの手動バックドライブ運動を可能にするためにヤコビアンのゼロ直交空間内で前記複数の関節の関節の第1のセットを浮動させるようにであって、前記ゼロ直交空間は、前記関節の運動が前記遠位エンドエフェクタの運動をもたらす関節速度部分空間であり;
前記マニピュレータアームの所望の運動を生じさせるために前記複数の関節の関節の第2のセットの補助運動を計算するようにであって、前記補助運動を計算することは、前記ヤコビアンのゼロ空間内で前記関節の第2のセットの関節速度を計算することを含み、前記ゼロ空間は前記ゼロ直交空間と直交し、;及び
前記関節の第1のセットの浮動と同時に前記計算された前記補助運動にしたがって前記関節の第2のセットを駆動するように;構成される、
ロボットシステム。
(付記22) 前記クラッチモードでは、前記プロセッサは、前記補助運動の計算及び前記計算された補助運動に従う前記関節の第2のセットの駆動と同時に前記関節の第1のセットを浮動させるように構成される、
付記21に記載のロボットシステム。
(付記23) 前記エンドエフェクタの前記所望の位置は、カニューレを通る前記遠位エンドエフェクタの挿入又は低侵襲開口部に隣接した前記エンドエフェクタの位置決めを可能にするための前記作業空間内の前記エンドエフェクタの位置及び/又はアライメントを含む、
付記21に記載のロボットシステム。
(付記24) 前記マニピュレータアームの前記所望の状態又は運動は、所望の位置、速度、形態、姿勢、再配置運動、又は前記作業空間内での前記マニピュレータアームの衝突回避運動のいずれか又は全てである、
付記21に記載のロボットシステム。
(付記25) 前記マニピュレータアームは、前記関節の前記第1及び前記第2のセットのそれぞれが、1又は複数の関節を含むように構成される、
付記21に記載のロボットシステム。
(付記26) 前記マニピュレータアームは、前記関節の前記第1及び前記第2のセットが、1又は複数の関節を共通に含む、ように構成される、
付記21に記載のロボットシステム。
(付記27) 前記近位部分を前記ベースに結合する前記複数の関節の第1の関節は、回転関節の関節運動が前記マニピュレータアームの1又は複数の前記関節を前記回転関節の枢動軸周りに枢動させるように、前記マニピュレータアームの前記関節を支持する回転関節であり、前記枢動軸は、前記回転関節から前記エンドエフェクタのシャフトを通って延びる、
付記21に記載のロボットシステム。
(付記28) 前記関節の前記第1及び前記第2のセットの一方又は両方は、前記第1の関節を含む、
付記21に記載のロボットシステム。
(付記29) 前記マニピュレータの関節は、前記マニピュレータアームの遠位部分の運動を、低侵襲開口部に隣接する挿入軸に沿って遠隔中心枢動点周りに枢動させるよう機械的に拘束するように構成され、前記プロセッサはさらに、前記枢動点周りに前記中間部分を維持するよう前記関節を駆動するように構成される、
付記21に記載のロボットシステム。
(付記30) 近位ベースに対して遠位エンドエフェクタをロボット式に動かすように構成されるマニピュレータアームであって、前記マニピュレータアームは、前記エンドエフェクタと前記ベースに結合される近位部分との間に複数の関節を有し、前記複数の関節は、手術作業空間の中で与えられたエンドエフェクタ状態に対して異なる関節状態の範囲を可能にする十分な自由度を有し、前記エンドエフェクタは、手術中に前記作業空間内で低侵襲開口部に隣接する遠隔中心周りに枢動する器具シャフトを有する、マニピュレータアーム;
前記エンドエフェクタの所望の組織操作運動を生じさせるように操作指令を受信するための入力部;及び
前記入力部を前記マニピュレータアームに結合するプロセッサであって、前記プロセッサは、操作モード及びクラッチモードを持つように構成され;
前記操作モードの前記プロセッサは、前記エンドエフェクタを前記所望の操作運動で動かすように前記指令に応じて前記関節の運動を計算するように構成され、
前記クラッチモードの前記プロセッサは:
前記エンドエフェクタ及び/又はその周りを前記エンドエフェクタが枢動する関連付けられる遠隔中心の手動バックドライブ運動を可能にするためにヤコビアンのゼロ直交空間内で前記複数の関節の関節の第1のセットを浮動させるようにであって、前記ゼロ直交空間は、前記関節の第1のセットの運動が前記作業空間内で前記エンドエフェクタ及び/又は前記遠隔中心の運動をもたらす関節速度部分空間であり;
前記マニピュレータアームの所望の運動を生じさせるために前記複数の関節の関節の第2のセットの補助運動を計算するようにであって、前記補助運動を計算することは、前記ヤコビアンのゼロ空間内で前記関節の第2のセットの関節速度を計算することを含み、前記ゼロ空間は前記ゼロ直交空間と直交し、前記ゼロ空間は、関節運動が前記エンドエフェクタ及び/又は前記関連付けられる遠隔中心の状態を維持する関節速度部分空間であり;及び
前記エンドエフェクタ及び/又は前記関連付けられる遠隔中心の所望の運動と同時に前記計算された前記補助運動にしたがって前記関節の第2のセットを駆動するように;構成される、
ロボットシステム。
(付記31) 前記クラッチモードの前記プロセッサは、前記ゼロ直交空間が、前記関節の運動が前記作業空間内での前記遠位エンドエフェクタの運動をもたらす関節速度部分空間であるように構成され、
前記プロセッサはさらに、前記遠隔中心を制御された位置に保つように前記クラッチモードにおいて前記複数の関節の運動を計算するように構成される、
付記30に記載のロボットシステム。
(付記32) 前記クラッチモードの前記プロセッサは、前記ゼロ直交空間が、前記関節の運動が前記作業空間内での前記遠隔中心の運動をもたらす関節速度部分空間であるように構成され、
前記プロセッサはさらに、前記遠隔中心の運動及び前記マニピュレータアームの前記所望の運動を可能にするよう前記関節の第1のセットを浮動させることと同時に前記エンドエフェクタを制御された位置に保つように、前記クラッチモードにおいて前記複数の関節の運動を計算するように構成される、
付記30に記載のロボットシステム。
(付記33) 前記遠隔中心の前記制御された位置は、前記遠隔中心に対する前記エンドエフェクタの固定された位置又はアライメントを含む、
付記32に記載のロボットシステム。
(付記34) 前記遠隔中心の前記制御された位置は、前記作業空間内での前記エンドエフェクタの固定された位置又はアライメントを含む、
付記32に記載のロボットシステム。
(付記35) 前記クラッチモードの前記プロセッサは、前記ゼロ直交空間が、前記関節運動が前記作業空間内での前記エンドエフェクタの位置及び前記遠隔中心の場所の両方の運動をもたらす関節速度部分空間であるように構成され、
前記クラッチモードの前記プロセッサはさらに、前記マニピュレータアームの前記所望の状態又は運動を提供すると同時に、前記作業空間内で、所望の位置及び場所への前記エンドエフェクタ及び前記遠隔中心の両方の手動バックドライブ運動をそれぞれ可能にするように、前記関節の第1のセットを浮動させながら、前記計算された補助運動にしたがって前記関節の第2のセットを駆動するように構成される、
付記30に記載のロボットシステム。
Claims (14)
- エンドエフェクタを有する器具を支持するように構成された遠位器具ホルダ、ベースに結合された近位部分、及び前記遠位器具ホルダと前記ベースとの間の複数の関節を有するマニピュレータアームであって、前記複数の関節は、前記器具の器具シャフトが遠隔中心周りに枢動する間に、前記エンドエフェクタの状態に対して前記複数の関節の異なる関節状態の範囲を可能にする十分な自由度を提供する冗長関節であり、
前記異なる関節状態の範囲は部分空間A、B、C、D、E、及びFを有する前記複数の関節の関節速度の関節空間内にあり:
部分空間Aは、前記遠隔中心の瞬間的な動きをもたらす前記関節速度の部分空間である前記遠隔中心のゼロ直交空間であり、
部分空間Bは、前記遠隔中心の瞬間的な動きをもたらさない前記関節速度の部分空間である前記遠隔中心のゼロ空間であり、
部分空間Cは、前記エンドエフェクタの瞬間的な動きをもたらす前記関節速度の部分空間である前記エンドエフェクタのゼロ直交空間であり、
部分空間Dは、前記エンドエフェクタの瞬間的な動きをもたらさない前記関節速度の部分空間である前記エンドエフェクタのゼロ空間であり、
部分空間Eは、前記部分空間Aと前記部分空間Cの直和であり、前記直和は、前記遠隔中心、前記エンドエフェクタ、又は両方のいずれかの瞬間的な動きをもたらす前記関節速度の部分空間を確立し、
部分空間Fは、前記部分空間Bと前記部分空間Dの交わりであり、前記交わりは、前記遠隔中心又は前記エンドエフェクタいずれの瞬間的な動きももたらさない前記関節速度の部分空間を確立し、
前記複数の関節は、サーボ作動することによって動作可能であり、前記複数の関節をサーボ作動させることは、所望の状態を維持するように前記複数の関節を駆動することを含む、マニピュレータアームと;
前記エンドエフェクタの所望の操作運動を実行する操作指令を受信する入力部と;
前記入力部を前記マニピュレータアームに結合するプロセッサであって、前記プロセッサは、操作モードを有するように構成され、前記プロセッサはさらに:前記遠隔中心の位置を維持しながら前記エンドエフェクタの手動再位置決めを可能にするアームゼロ直交クラッチモード、又は前記エンドエフェクタの位置を維持しながら前記遠隔中心の手動再位置決めを可能にするポートゼロ直交クラッチモード、又は前記遠隔中心及び前記エンドエフェクタの両方の手動再位置決めを可能にするアームポートゼロ直交クラッチモードを有するように構成され、前記プロセッサは:
前記操作モードにおいて、前記操作指令を受信することに応答して、前記器具の前記器具シャフトを前記遠隔中心周りで枢動させながら前記複数の関節を駆動して前記器具の前記エンドエフェクタを動かすこと、及び
前記アームゼロ直交クラッチモード、前記ポートゼロ直交クラッチモード、又は前記アームポートゼロ直交クラッチモードにおいて、前記アームゼロ直交クラッチモード、前記ポートゼロ直交クラッチモード、又は前記アームポートゼロ直交クラッチモードにしたがって前記複数の関節を動作させること、
を含む、動作を実行するように構成される、プロセッサと、
を有し、
前記アームゼロ直交クラッチモードにしたがって前記複数の関節を動作させることは、前記プロセッサが前記複数の関節を、同時に:
前記遠隔中心の位置が維持されるように前記部分空間Aに沿って前記複数の関節をサーボ作動させることと、
前記部分空間Aに直交する前記部分空間Eの一部において、前記複数の関節を浮動させることと、
前記部分空間Fに沿って、前記複数の関節の動きを制御することと、
を行うように動作させることを含み、
前記ポートゼロ直交クラッチモードにしたがって前記複数の関節を動作させることは、前記プロセッサが前記複数の関節を、同時に:
前記エンドエフェクタの位置が維持されるように前記部分空間Cに沿って前記複数の関節をサーボ作動させることと、
前記部分空間Cに直交する前記部分空間Eの一部において、前記複数の関節を浮動させることと、
前記部分空間Fに沿って前記複数の関節の動きを制御することと、
を行うように動作させることを含み、
前記アームポートゼロ直交クラッチモードにしたがって前記複数の関節を動作させることは、前記プロセッサが前記複数の関節を、同時に:
前記部分空間Eに沿って、前記複数の関節を浮動させることと、
前記部分空間Fに沿って前記複数の関節の動きを制御することと、
を行うように動作させることを含む、
システム。 - 前記プロセッサは、前記アームゼロ直交クラッチモードを備えるように構成される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、前記ポートゼロ直交クラッチモードを備えるように構成される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、さらに、前記ポートゼロ直交クラッチモードを備えるように構成される、
請求項2又は3に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、前記アームポートゼロ直交クラッチモードを備えるように構成される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、前記アームゼロ直交クラッチモードを備えるように構成され、前記プロセッサは、前記ポートゼロ直交クラッチモード及び前記アームポートゼロ直交クラッチモードを備えるようにさらに構成される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記交わりにおいて前記複数の関節の動きを制御することは:
補助タスクにしたがって前記複数の関節の動きを制御することを含む、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記補助タスクは、衝突回避、姿勢選択の達成、前記複数の関節の調整、及び動作範囲の増大からなるグループから選択されるタスクを含む、
請求項7に記載のシステム。 - マニピュレータアーム及び入力部を前記マニピュレータアームに結合するプロセッサを有するシステムの作動方法であって、前記マニピュレータアームは、エンドエフェクタを有する器具を支持するように構成された遠位器具ホルダ、ベースに結合された近位部分、及び前記遠位器具ホルダと前記ベースとの間の複数の関節を有し、前記複数の関節は、前記器具の器具シャフトが遠隔中心周りに枢動する間に、前記エンドエフェクタの状態に対して前記複数の関節の異なる関節状態の範囲を可能にする十分な自由度を提供する冗長関節であり、
前記異なる関節状態の範囲は部分空間A、B、C、D、E、及びFを有する前記複数の関節の関節速度の関節空間内にあり:
部分空間Aは、前記遠隔中心の瞬間的な動きをもたらす前記関節速度の部分空間である前記遠隔中心のゼロ直交空間であり、
部分空間Bは、前記遠隔中心の瞬間的な動きをもたらさない前記関節速度の部分空間である前記遠隔中心のゼロ空間であり、
部分空間Cは、前記エンドエフェクタの瞬間的な動きをもたらす前記関節速度の部分空間である前記エンドエフェクタのゼロ直交空間であり、
部分空間Dは、前記エンドエフェクタの瞬間的な動きをもたらさない前記関節速度の部分空間である前記エンドエフェクタのゼロ空間であり、
部分空間Eは、前記部分空間Aと前記部分空間Cの直和であり、前記直和は、前記遠隔中心、前記エンドエフェクタ、又は両方のいずれかの瞬間的な動きをもたらす前記関節速度の部分空間を確立し、
部分空間Fは、前記部分空間Bと前記部分空間Dの交わりであり、前記交わりは、前記遠隔中心又は前記エンドエフェクタいずれの瞬間的な動きももたらさない前記関節速度の部分空間を確立し、
前記複数の関節は、サーボ作動することによって動作可能であり、前記複数の関節をサーボ作動させることは、所望の状態を維持するように前記複数の関節を駆動することを含み、前記入力部は、前記器具の前記エンドエフェクタの所望の操作運動を実行する操作指令を受信するように構成され、前記プロセッサは、操作モードを有するように構成され、前記プロセッサは、さらに、前記遠隔中心の位置を維持しながら前記エンドエフェクタの手動再位置決めを可能にするアームゼロ直交クラッチモード、又は前記エンドエフェクタの位置を維持しながら前記遠隔中心の手動再位置決めを可能にするポートゼロ直交クラッチモード、又は前記遠隔中心及び前記エンドエフェクタの両方の手動再位置決めを可能にするアームポートゼロ直交クラッチモードを有するように構成され、前記方法は:
前記操作モードにおいて、前記操作指令を受信することに応答して、前記プロセッサが、前記器具の前記器具シャフトを前記遠隔中心周りで枢動させながら前記複数の関節を駆動して前記器具の前記エンドエフェクタを動かすステップ;及び
前記アームゼロ直交クラッチモード、前記ポートゼロ直交クラッチモード、又は前記アームポートゼロ直交クラッチモードにおいて、前記プロセッサが、前記アームゼロ直交クラッチモード、前記ポートゼロ直交クラッチモード、又は前記アームポートゼロ直交クラッチモードにしたがって前記複数の関節を動作させるステップ;
を含み、
前記アームゼロ直交クラッチモードにしたがって前記複数の関節を動作させることは、前記プロセッサが前記複数の関節を、同時に:
前記遠隔中心の位置を維持するように前記部分空間Aに沿って前記複数の関節をサーボ作動させることと、
前記部分空間Aに直交する前記部分空間Eの一部において、前記複数の関節を浮動させることと、
前記部分空間Fに沿って前記複数の関節の動きを制御することと、
を行うように動作させることを含み、
前記ポートゼロ直交クラッチモードにしたがって前記複数の関節を動作させることは、前記プロセッサが前記複数の関節を、同時に:
前記エンドエフェクタの位置を維持するように前記部分空間Cに沿って前記複数の関節をサーボ作動させることと、
前記部分空間Cに直交する前記部分空間Eの一部において、前記複数の関節を浮動させることと、
前記部分空間Fに沿って前記複数の関節の動きを制御することと、
を行うように動作させることを含み、
前記アームポートゼロ直交クラッチモードにしたがって前記複数の関節を動作させることは、前記プロセッサが前記複数の関節を、同時に:
前記部分空間Eに沿って、前記複数の関節を浮動させることと、
前記部分空間Fに沿って、前記複数の関節の動きを制御することと、
を行うように動作させることを含む、
方法。 - 前記プロセッサは、前記アームゼロ直交クラッチモードを備えるように構成される、
請求項9に記載の方法。 - 前記プロセッサは、前記ポートゼロ直交クラッチモードを備えるように構成される、
請求項9に記載の方法。 - 前記プロセッサは、前記ポートゼロ直交クラッチモードを備えるようにさらに構成される、
請求項10又は11に記載の方法。 - 前記プロセッサは、前記アームゼロ直交クラッチモードを備えるように構成され、前記プロセッサは、前記ポートゼロ直交クラッチモード及び前記アームポートゼロ直交クラッチモードを備えるようにさらに構成される、
請求項9に記載の方法。 - 前記プロセッサは、前記アームポートゼロ直交クラッチモードを備えるように構成される、
請求項9に記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021165866A JP7434246B2 (ja) | 2013-03-15 | 2021-10-08 | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361799920P | 2013-03-15 | 2013-03-15 | |
US61/799,920 | 2013-03-15 | ||
JP2016502603A JP2016516487A (ja) | 2013-03-15 | 2014-03-18 | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016502603A Division JP2016516487A (ja) | 2013-03-15 | 2014-03-18 | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021165866A Division JP7434246B2 (ja) | 2013-03-15 | 2021-10-08 | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020022770A JP2020022770A (ja) | 2020-02-13 |
JP7384612B2 true JP7384612B2 (ja) | 2023-11-21 |
Family
ID=50513516
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016502603A Pending JP2016516487A (ja) | 2013-03-15 | 2014-03-18 | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 |
JP2019182903A Active JP7384612B2 (ja) | 2013-03-15 | 2019-10-03 | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 |
JP2021165866A Active JP7434246B2 (ja) | 2013-03-15 | 2021-10-08 | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016502603A Pending JP2016516487A (ja) | 2013-03-15 | 2014-03-18 | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021165866A Active JP7434246B2 (ja) | 2013-03-15 | 2021-10-08 | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (7) | US9415510B2 (ja) |
EP (2) | EP2969403B1 (ja) |
JP (3) | JP2016516487A (ja) |
KR (1) | KR102154521B1 (ja) |
CN (2) | CN105073058B (ja) |
WO (1) | WO2014146107A1 (ja) |
Families Citing this family (73)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9415510B2 (en) | 1999-09-17 | 2016-08-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and methods for positioning a manipulator arm by clutching within a null-perpendicular space concurrent with null-space movement |
US9119655B2 (en) | 2012-08-03 | 2015-09-01 | Stryker Corporation | Surgical manipulator capable of controlling a surgical instrument in multiple modes |
US9226796B2 (en) | 2012-08-03 | 2016-01-05 | Stryker Corporation | Method for detecting a disturbance as an energy applicator of a surgical instrument traverses a cutting path |
KR20240093729A (ko) | 2012-08-03 | 2024-06-24 | 스트리커 코포레이션 | 로봇 수술을 위한 시스템 및 방법 |
JP6220877B2 (ja) | 2012-08-15 | 2017-10-25 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | ゼロ空間を使用した関節運動の相殺のためのシステム及び方法 |
EP2969404B1 (en) | 2013-03-15 | 2021-08-11 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems for using the null space to emphasize anipulator joint motion anisotropically |
WO2015142947A1 (en) | 2014-03-17 | 2015-09-24 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and method for aligning with a reference target |
CN106255472B (zh) | 2014-03-17 | 2020-08-25 | 直观外科手术操作公司 | 用于铰接臂中的分离式离合的***和方法 |
CN107072729B (zh) * | 2014-10-27 | 2020-03-20 | 直观外科手术操作公司 | 用于集成的手术台运动的***和方法 |
EP3212148A4 (en) | 2014-10-27 | 2018-07-11 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and method for integrated surgical table icons |
CN107072728B (zh) | 2014-10-27 | 2020-07-17 | 直观外科手术操作公司 | 用于在反应运动期间监测控制点的***和方法 |
KR102480765B1 (ko) | 2014-10-27 | 2022-12-23 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 브레이크 해제가 능동적으로 제어되는 의료 장치 |
CN110236853B (zh) | 2014-10-27 | 2021-06-04 | 直观外科手术操作公司 | 用于配准到手术台的***及方法 |
KR102574095B1 (ko) | 2014-10-27 | 2023-09-06 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 기기 교란 보상을 위한 시스템 및 방법 |
KR20230096131A (ko) | 2014-10-27 | 2023-06-29 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 통합 수술 테이블을 위한 시스템 및 방법 |
JP6630050B2 (ja) * | 2015-03-13 | 2020-01-15 | 川崎重工業株式会社 | ロボット、ロボットの制御方法、ワークの取付方法及びワークの搬送方法 |
CN107427326B (zh) * | 2015-03-17 | 2020-10-13 | 直观外科手术操作公司 | 用于在手动关节定位期间提供反馈的***和方法 |
WO2016181781A1 (ja) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置 |
JP6088601B2 (ja) * | 2015-08-10 | 2017-03-01 | ファナック株式会社 | 走行軸付きロボットにおけるツール先端の振れを抑制するロボット制御装置 |
US9955986B2 (en) | 2015-10-30 | 2018-05-01 | Auris Surgical Robotics, Inc. | Basket apparatus |
US9949749B2 (en) | 2015-10-30 | 2018-04-24 | Auris Surgical Robotics, Inc. | Object capture with a basket |
US10639108B2 (en) | 2015-10-30 | 2020-05-05 | Auris Health, Inc. | Process for percutaneous operations |
EP3373836B1 (en) * | 2015-11-10 | 2023-01-04 | Eindhoven Medical Robotics B.V. | Modular robotic device for precision surgical bone removal and other applications |
KR102584754B1 (ko) | 2015-11-11 | 2023-10-05 | 마코 서지컬 코포레이션 | 로봇식 시스템 및 그를 역구동하는 방법 |
KR20180100702A (ko) * | 2016-01-29 | 2018-09-11 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 가변 속도 수술 기기용 시스템 및 방법 |
WO2017146890A1 (en) | 2016-02-26 | 2017-08-31 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and method for collision avoidance using virtual boundaries |
KR102414405B1 (ko) | 2016-06-09 | 2022-06-30 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 컴퓨터 보조 원격 조작 수술 시스템 및 방법 |
WO2017221323A1 (ja) * | 2016-06-21 | 2017-12-28 | オリンパス株式会社 | 医療システム |
US10709511B2 (en) | 2016-08-16 | 2020-07-14 | Ethicon Llc | Control of jaw or clamp arm closure in concert with advancement of device |
US10531929B2 (en) * | 2016-08-16 | 2020-01-14 | Ethicon Llc | Control of robotic arm motion based on sensed load on cutting tool |
US10390895B2 (en) | 2016-08-16 | 2019-08-27 | Ethicon Llc | Control of advancement rate and application force based on measured forces |
WO2018052796A1 (en) * | 2016-09-19 | 2018-03-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Positioning indicator system for a remotely controllable arm and related methods |
EP3949891A1 (en) | 2016-10-04 | 2022-02-09 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Computer-assisted teleoperated surgery systems and methods |
US11564760B2 (en) * | 2016-10-18 | 2023-01-31 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Computer-assisted teleoperated surgery systems and methods |
CN110035707B (zh) * | 2016-12-07 | 2022-03-25 | 奥林巴斯株式会社 | 医疗***及其控制方法 |
US11202682B2 (en) | 2016-12-16 | 2021-12-21 | Mako Surgical Corp. | Techniques for modifying tool operation in a surgical robotic system based on comparing actual and commanded states of the tool relative to a surgical site |
US10251716B2 (en) * | 2016-12-19 | 2019-04-09 | Ethicon Llc | Robotic surgical system with selective motion control decoupling |
JP2018202504A (ja) | 2017-05-31 | 2018-12-27 | ソニー株式会社 | 医療用支持アームシステム、医療用支持アームの制御方法、および医療用支持アームの制御装置 |
US11011077B2 (en) | 2017-06-29 | 2021-05-18 | Verb Surgical Inc. | Virtual reality training, simulation, and collaboration in a robotic surgical system |
US11270601B2 (en) | 2017-06-29 | 2022-03-08 | Verb Surgical Inc. | Virtual reality system for simulating a robotic surgical environment |
US10610303B2 (en) | 2017-06-29 | 2020-04-07 | Verb Surgical Inc. | Virtual reality laparoscopic tools |
US11284955B2 (en) * | 2017-06-29 | 2022-03-29 | Verb Surgical Inc. | Emulation of robotic arms and control thereof in a virtual reality environment |
US11116485B2 (en) | 2017-10-30 | 2021-09-14 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument with modular power sources |
US10932804B2 (en) | 2017-10-30 | 2021-03-02 | Ethicon Llc | Surgical instrument with sensor and/or control systems |
US11129634B2 (en) | 2017-10-30 | 2021-09-28 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument with rotary drive selectively actuating multiple end effector functions |
US10786317B2 (en) * | 2017-12-11 | 2020-09-29 | Verb Surgical Inc. | Active backdriving for a robotic arm |
US11114199B2 (en) | 2018-01-25 | 2021-09-07 | Mako Surgical Corp. | Workflow systems and methods for enhancing collaboration between participants in a surgical procedure |
JP7194910B2 (ja) * | 2018-07-02 | 2022-12-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ロボット制御方法及びロボット制御装置 |
DE102018126873A1 (de) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | Franka Emika Gmbh | Roboter |
EP3890640A4 (en) * | 2018-12-06 | 2022-09-07 | Covidien LP | METHOD OF CONTROLLING CABLE-POWERED ENDEFFECTORS |
EP3890645A4 (en) | 2019-02-22 | 2022-09-07 | Auris Health, Inc. | SURGICAL PLATFORM EQUIPPED WITH MOTORIZED ARMS FOR ADJUSTABLE ARM SUPPORTS |
CN114423573A (zh) * | 2019-06-24 | 2022-04-29 | 维卡瑞斯外科手术股份有限公司 | 用于机器人组件的装置和方法 |
US11369386B2 (en) | 2019-06-27 | 2022-06-28 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for a medical clip applier |
WO2020263949A1 (en) | 2019-06-28 | 2020-12-30 | Auris Health, Inc. | Medical instruments including wrists with hybrid redirect surfaces |
US11553973B2 (en) | 2019-07-29 | 2023-01-17 | Verb Surgical Inc. | Robotic arm having an extendable prismatic link |
US11896330B2 (en) | 2019-08-15 | 2024-02-13 | Auris Health, Inc. | Robotic medical system having multiple medical instruments |
CN114502094A (zh) | 2019-09-26 | 2022-05-13 | 奥瑞斯健康公司 | 用于碰撞检测和避免的***和方法 |
US11737845B2 (en) | 2019-09-30 | 2023-08-29 | Auris Inc. | Medical instrument with a capstan |
US11737835B2 (en) | 2019-10-29 | 2023-08-29 | Auris Health, Inc. | Braid-reinforced insulation sheath |
CN114901200A (zh) | 2019-12-31 | 2022-08-12 | 奥瑞斯健康公司 | 高级篮式驱动模式 |
WO2021137104A1 (en) | 2019-12-31 | 2021-07-08 | Auris Health, Inc. | Dynamic pulley system |
JP7165158B2 (ja) | 2020-04-13 | 2022-11-02 | 株式会社メディカロイド | 医師側操作装置および手術システム |
JP7171647B2 (ja) * | 2020-04-28 | 2022-11-15 | 川崎重工業株式会社 | 手術支援ロボット、ピボット位置設定方法および外科手術システム |
WO2022003485A1 (en) | 2020-06-29 | 2022-01-06 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for detecting contact between a link and an external object |
US11357586B2 (en) | 2020-06-30 | 2022-06-14 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for saturated robotic movement |
US11931901B2 (en) | 2020-06-30 | 2024-03-19 | Auris Health, Inc. | Robotic medical system with collision proximity indicators |
CN112549046A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-26 | 亿嘉和科技股份有限公司 | 一种具备微视角监控定位的浮动操作工具及其操作方法 |
US20230076894A1 (en) * | 2021-08-04 | 2023-03-09 | Pixee Medical | Surgical navigation system on wearable computer combining augmented reality and robotics |
CN113334390B (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-09 | 成都博恩思医学机器人有限公司 | 一种机械臂的控制方法、***、机器人及存储介质 |
CN113729969B (zh) * | 2021-10-11 | 2023-05-16 | 中南大学 | 力反馈一体式微创手术机器人 |
CN114098953A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-01 | 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 | 机械臂、从操作设备以及手术机器人 |
JP2024022287A (ja) | 2022-08-05 | 2024-02-16 | 川崎重工業株式会社 | 手術支援ロボット |
WO2024145000A1 (en) * | 2022-12-30 | 2024-07-04 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Clutching of manipulators and related devices and systems |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110264108A1 (en) | 2005-05-19 | 2011-10-27 | Intuitive Surgical, Inc. | Software Center and Highly Configurable Robotic Systems for Surgery and Other Uses |
Family Cites Families (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1025171A (en) | 1911-04-22 | 1912-05-07 | Union Typewriter Co | Type-writing machine. |
US5214749A (en) * | 1991-06-12 | 1993-05-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Dynamic control of a robot with its center of mass decoupled from an end effector by a redundant linkage |
US5279309A (en) | 1991-06-13 | 1994-01-18 | International Business Machines Corporation | Signaling device and method for monitoring positions in a surgical operation |
US5184601A (en) | 1991-08-05 | 1993-02-09 | Putman John M | Endoscope stabilizer |
US6963792B1 (en) * | 1992-01-21 | 2005-11-08 | Sri International | Surgical method |
ATE238140T1 (de) | 1992-01-21 | 2003-05-15 | Stanford Res Inst Int | Chirurgisches system |
US5430643A (en) * | 1992-03-11 | 1995-07-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Configuration control of seven degree of freedom arms |
US6406472B1 (en) | 1993-05-14 | 2002-06-18 | Sri International, Inc. | Remote center positioner |
JP2665052B2 (ja) | 1993-05-14 | 1997-10-22 | エスアールアイ インターナショナル | 遠隔中心位置決め装置 |
US6699177B1 (en) | 1996-02-20 | 2004-03-02 | Computer Motion, Inc. | Method and apparatus for performing minimally invasive surgical procedures |
US5855583A (en) | 1996-02-20 | 1999-01-05 | Computer Motion, Inc. | Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures |
US6786896B1 (en) | 1997-09-19 | 2004-09-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Robotic apparatus |
US6714839B2 (en) | 1998-12-08 | 2004-03-30 | Intuitive Surgical, Inc. | Master having redundant degrees of freedom |
DE69940850D1 (de) | 1998-08-04 | 2009-06-18 | Intuitive Surgical Inc | Gelenkvorrichtung zur Positionierung eines Manipulators für Robotik-Chirurgie |
US6659939B2 (en) * | 1998-11-20 | 2003-12-09 | Intuitive Surgical, Inc. | Cooperative minimally invasive telesurgical system |
US7594912B2 (en) | 2004-09-30 | 2009-09-29 | Intuitive Surgical, Inc. | Offset remote center manipulator for robotic surgery |
US9415510B2 (en) | 1999-09-17 | 2016-08-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and methods for positioning a manipulator arm by clutching within a null-perpendicular space concurrent with null-space movement |
US6702805B1 (en) | 1999-11-12 | 2004-03-09 | Microdexterity Systems, Inc. | Manipulator |
WO2002062199A2 (en) | 2001-01-16 | 2002-08-15 | Microdexterity Systems, Inc. | Surgical manipulator |
US7699835B2 (en) * | 2001-02-15 | 2010-04-20 | Hansen Medical, Inc. | Robotically controlled surgical instruments |
EP1531749A2 (en) * | 2002-08-13 | 2005-05-25 | Microbotics Corporation | Microsurgical robot system |
JP2004094399A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 多関節マニピュレータの制御方法及びその制御プログラム、並びにその制御システム |
US8052636B2 (en) * | 2004-03-05 | 2011-11-08 | Hansen Medical, Inc. | Robotic catheter system and methods |
US20060243085A1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Blake Hannaford | Spherical motion mechanism |
DE602005005306T2 (de) | 2005-05-31 | 2009-05-07 | Honda Research Institute Europe Gmbh | Steuerung der Bahn eines Greifers |
US7819859B2 (en) * | 2005-12-20 | 2010-10-26 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Control system for reducing internally generated frictional and inertial resistance to manual positioning of a surgical manipulator |
US9050120B2 (en) * | 2007-09-30 | 2015-06-09 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Apparatus and method of user interface with alternate tool mode for robotic surgical tools |
US7843158B2 (en) * | 2008-03-31 | 2010-11-30 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical robotic system adapted to inhibit motions resulting in excessive end effector forces |
US8332072B1 (en) * | 2008-08-22 | 2012-12-11 | Titan Medical Inc. | Robotic hand controller |
JP5175691B2 (ja) * | 2008-11-20 | 2013-04-03 | トヨタ自動車株式会社 | ロボットアームの教示システム及び方法 |
US8918211B2 (en) * | 2010-02-12 | 2014-12-23 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical robotic system providing sensory feedback indicating a difference between a commanded state and a preferred pose of an articulated instrument |
CN102387532B (zh) | 2011-01-10 | 2013-12-04 | 华为技术有限公司 | 频点信息处理方法和用户设备 |
WO2013078529A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Titan Medical Inc. | Apparatus and method for supporting a robotic arm |
KR102145236B1 (ko) | 2012-06-01 | 2020-08-18 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 영-공간을 이용하여 매니퓰레이터 암 대 환자의 충돌을 회피하는 방법 및 시스템 |
JP6262216B2 (ja) | 2012-06-01 | 2018-01-17 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | 零空間を使用して操作アーム間の衝突を回避するためのシステム及び方法 |
EP2854690B1 (en) | 2012-06-01 | 2020-04-01 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems for commanded reconfiguration of a surgical manipulator using the null-space |
JP6220877B2 (ja) | 2012-08-15 | 2017-10-25 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | ゼロ空間を使用した関節運動の相殺のためのシステム及び方法 |
JP6112300B2 (ja) * | 2013-01-10 | 2017-04-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | マスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、マスタースレーブロボット、並びに、制御プログラム |
CN105338920B (zh) * | 2013-03-15 | 2018-01-26 | 直观外科手术操作公司 | 用于利用零空间跟踪路径的***和方法 |
EP3193768A4 (en) | 2014-09-17 | 2018-05-09 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for utilizing augmented jacobian to control manipulator joint movement |
US10957077B2 (en) | 2016-09-01 | 2021-03-23 | Warple Inc. | Systems and methods for obtaining opinion data from individuals via a web widget and displaying a graphic visualization of aggregated opinion data with waveforms that may be embedded into the web widget |
-
2014
- 2014-03-18 US US14/218,788 patent/US9415510B2/en active Active
- 2014-03-18 EP EP14718302.4A patent/EP2969403B1/en active Active
- 2014-03-18 JP JP2016502603A patent/JP2016516487A/ja active Pending
- 2014-03-18 EP EP22190871.8A patent/EP4154836A1/en active Pending
- 2014-03-18 KR KR1020157028829A patent/KR102154521B1/ko active IP Right Grant
- 2014-03-18 CN CN201480015914.3A patent/CN105073058B/zh active Active
- 2014-03-18 CN CN201810131314.3A patent/CN108309454B/zh active Active
- 2014-03-18 WO PCT/US2014/031082 patent/WO2014146107A1/en active Application Filing
-
2016
- 2016-08-12 US US15/235,103 patent/US9907619B2/en active Active
-
2018
- 2018-01-31 US US15/885,685 patent/US10251715B2/en active Active
-
2019
- 2019-02-25 US US16/284,815 patent/US10687908B2/en active Active
- 2019-10-03 JP JP2019182903A patent/JP7384612B2/ja active Active
-
2020
- 2020-04-27 US US16/859,892 patent/US11109924B2/en active Active
-
2021
- 2021-07-30 US US17/390,722 patent/US11638619B2/en active Active
- 2021-10-08 JP JP2021165866A patent/JP7434246B2/ja active Active
-
2023
- 2023-03-17 US US18/122,896 patent/US20230210617A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110264108A1 (en) | 2005-05-19 | 2011-10-27 | Intuitive Surgical, Inc. | Software Center and Highly Configurable Robotic Systems for Surgery and Other Uses |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022008972A (ja) | 2022-01-14 |
KR102154521B1 (ko) | 2020-09-10 |
US20200289213A1 (en) | 2020-09-17 |
US11638619B2 (en) | 2023-05-02 |
CN105073058A (zh) | 2015-11-18 |
EP2969403A1 (en) | 2016-01-20 |
CN105073058B (zh) | 2018-03-13 |
US11109924B2 (en) | 2021-09-07 |
EP4154836A1 (en) | 2023-03-29 |
US20230210617A1 (en) | 2023-07-06 |
US20140276952A1 (en) | 2014-09-18 |
WO2014146107A1 (en) | 2014-09-18 |
KR20150126952A (ko) | 2015-11-13 |
CN108309454A (zh) | 2018-07-24 |
US20170035518A1 (en) | 2017-02-09 |
JP2020022770A (ja) | 2020-02-13 |
EP2969403B1 (en) | 2022-08-24 |
JP2016516487A (ja) | 2016-06-09 |
US20180153630A1 (en) | 2018-06-07 |
US10251715B2 (en) | 2019-04-09 |
US20190183593A1 (en) | 2019-06-20 |
US10687908B2 (en) | 2020-06-23 |
CN108309454B (zh) | 2021-06-11 |
US20210353375A1 (en) | 2021-11-18 |
JP7434246B2 (ja) | 2024-02-20 |
US9907619B2 (en) | 2018-03-06 |
US9415510B2 (en) | 2016-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7434246B2 (ja) | ゼロ空間運動と同時にゼロ直交空間内でのクラッチングによりマニピュレータアームを位置決めするためのシステム及び方法 | |
US10071479B2 (en) | Systems and methods for tracking a path using the null-space | |
US9949801B2 (en) | Systems and methods for commanded reconfiguration of a surgical manipulator using the null-space | |
US20180214225A1 (en) | Systems and methods for commanded reconfiguration of a surgical manipulator using the null-space | |
JP6535653B2 (ja) | ゼロ空間を使用してデカルト座標空間の端へのアクセスを容易にするためのシステム及び方法 | |
EP2884937B1 (en) | Systems for cancellation of joint motion using the null-space |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210222 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210608 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211008 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20211008 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20211015 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20211019 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20211203 |
|
C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20211207 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20220301 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20220412 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20220524 |
|
C13 | Notice of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13 Effective date: 20220628 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221125 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20230110 |
|
C30 | Protocol of an oral hearing |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C30 Effective date: 20230112 |
|
C13 | Notice of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13 Effective date: 20230322 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230616 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230721 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230822 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230823 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7384612 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |