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磁感測器精準定位 追蹤體內醫療機器人

UCSD的系統基於磁場強度為在人體內作業的柔性醫療機器人提供精準定位。加州大學聖地牙哥分校

加州大學聖地牙哥分校(UCSD)的研究團隊開發低成本、易用、無線、基於永久磁鐵磁場強度的定位系統,可追蹤在人體內作業的柔性醫療機器人(flexible medical robot)的位置,精準定位可讓手術中的外科醫師與病患都能受益。

根據Electronics360報導,UCSD研究團隊開發的系統包含機器人、永久磁鐵、磁鐵定位設置,能掌握在腦動脈血管等人體內脆弱位置作業而不造成損害的柔性醫療機器人的所在位置,實際表現跟市場上現有的尖端系統同樣精確,但主要優勢為成本僅約100美元,且不會像部分現有系統會有輻射暴露的缺點。

連續型醫療機器人遠比剛性醫療器械或傳統機器人更靈活與安全,極適合人體內高度侷限的作業環境,但也可能較難以追蹤位置與判斷形狀。UCSD研究團隊發展類似全球定位系統(GPS)衛星進行智慧型手機定位的方式,追蹤柔性、可安全的在人體內等侷限環境作業的生長機器人。

研究團隊將永久磁鐵嵌入柔性機器人的前端,當機器人移動時即運用現有的磁鐵定位方法,透過適當間隔部署於機器人作業空間周圍區域的4個磁感應感測器,測量永久磁鐵周遭磁場強度的變化以追蹤機器人的所在位置,感測到的磁場強度越強表示機器人離感測器越近。

研究團隊開發的定位方法結合分析與機器學習技術,精確度比現有的其他方法更高。此外,並建立基於磁場強度預測機器人位置的神經網路電腦模型,訓練模型辨別磁感應感測器實際讀數跟模型預測的感測器讀數之間的差異,以改善模型追蹤機器人位置的準確性。


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