Page 41 - IFM_201303_vB calosc 150 dpi

Inżynier i Fizyk Medyczny 3/2013 vol. 2

153

artykuł

/

article

robotyka

/

robotics

Fot. 2

Badania są prowadzone na oryginalnych stanowiskach laboratoryjnych oraz

wirtualnych (technologia wirtualnej rzeczywistości 3D)

W styczniu 2009 roku wykonano pierwsze eksperymentalne

operacje na zwierzętach (Fot. 3) w CentrumMedycyny Doświad-

czalnej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego CMD SUM: usunię-

cia woreczka żółciowego oraz elementy operacji naprawczych

zastawki mitralnej i

trójdzielnej [7]. W maju 2010 roku przepro-

wadzono pierwszą weryfikację w

eksperymencie na zwierzęciu

nowego modelu,

Robin Heart mc

2

. Jest to pierwszy na świecie

robot modułowy, który sterowany przez operatora może praco-

wać „za trzech”: chirurga prowadzącego, chirurga asystującego

i

asystenta kierującego torem wizyjnym (endoskopem). Robot

jest uniwersalny, może pracować w

różnym zestawieniu i

zasto-

sowano w nim oryginalny

Robin Heart Uni System

, dzięki któremu

narzędzia można w

szybki sposób zdemontować z

ramienia ro-

bota i

sterować nimi ze specjalnego uchwytu w dłoni [8].

W 2010 roku podczas grudniowej konferencji Roboty Me-

dyczne wykonano pierwszy w

Polsce eksperyment teleope-

racji. Chirurg zza konsoli Robin Heart Shell 2 w

FRK w

Zabrzu

operowała robotem

Robin Heart

umieszczonym CMD SUM

w

Katowicach-Ligocie. W

ramach współpracy z

FRK firma Emi-

tel zestawiła system transmisji danych, sygnału audio/video

złożony z

bezprzewodowego łącza radiowego punkt – punkt

(13 km). Pomiar opóźnienia sygnału sterowania robotem (1 ms)

oraz obrazu (280 ms) świadczy o

zaawansowaniu techniki

i możliwości wykonania operacji, np. wycięcia pęcherzyka żół-

ciowego [8]. W

kolejnych latach prowadzono próby na innych

dystansach (np. Zabrze-Kraków, Meksyk-Zabrze), wykorzystu-

jąc różne technologie.

Przygotowywany do wdrożenia te-

lemanipulator

Robin Heart Vision

, prze-

znaczony do pozycjonowania endosko-

pu w

trakcie zabiegów chirurgicznych

(możliwość zamocowania endoskopów

wielu producentów), ma następujące pa-

rametry: ramię o

kinematyce sferycznej

o

4 stopniach swobody i

zakresach prze-

mieszczeń 120°, 160°, 150 mm oraz 340°

odpowiednio; rozdzielczość pozycjono-

wania końcówki ramienia: nie gorsza niż

0,1 mm. System sterowania ma strukturę

rozproszoną, w

której sterowniki po-

szczególnych napędów (EPOS Maxon)

umieszczone są w

ich bezpośrednim oto-

czeniu na ramieniu. Jednostka centralna

systemu zrealizowana jest na specjalizo-

wanym hybrydowym mikrokontrolerze

wraz z

procesorem sygnałowym DSP

Microchip z

odpowiednimi peryferiami

komunikacyjnymi CAN (

Controller Area

Network

), USB (

Universal Serial Bus

), SPI

(

Serial Peripheral Interface

), UART (

Univer-

sal Asynchronous Receiver and Transmit-

ter

). Przyjęto tryb sterowania jednostkami napędowymi w

za-

leżności od typu narzędzia zadajnika Master jako pozycyjny lub

Fot. 3

Testy robota na zwierzętach (u góry testy robota Robin Heart 1,2 poniżej Robin Heart mc

2

)

oraz próby teleoperacji (na dole: z konsoli w Zabrzu – FRK – sterowano robotem w Katowicach

– CMD SUM)