Retinal microsurgery is a high-precision surgery performed on an exceedingly delicate tissue. It now requires extensively trained and highly skilled surgeons. Given the restricted range of instrument motion in the confined intraocular space, and also potentially restricting instrument contact with the sclera, snake-like robots may prove to be a promising technology to provide surgeons with greater flexibility, dexterity, space access, and positioning accuracy during retinal procedures requiring high precision and advantageous tooltip approach angles, such as retinal vein cannulation and epiretinal membrane peeling. Kinematics modeling of these robots is an essential step toward accurate position control, however, as opposed to conventional manipulators, modeling of these robots does not follow a straightforward method due to their complex mechanical structure and actuation mechanisms. Especially, in wire-driven snake-like robots, the hysteresis problem due to the wire tension condition can have a significant impact on the positioning accuracy of these robots. In this paper, we proposed an experimental kinematics model with a hysteresis compensation algorithm using the probabilistic Gaussian mixture models (GMM) Gaussian mixture regression (GMR) approach. Experimental results on the two-degree-of-freedom (DOF) integrated robotic intraocular snake (I2RIS) show that the proposed model provides 0.4 deg accuracy, which is an overall 60% and 70% of improvement for yaw and pitch degrees of freedom, respectively, compared to a previous model of this robot.


翻译:视网膜微外科手术是在极其微妙的组织上进行的高度精密的外科手术,现在需要大量训练有素和高技能的外科医生。鉴于在封闭的内心空间中仪器运动的范围有限,而且有可能限制与螺旋形的仪器接触,蛇状机器人可能证明是一种大有希望的技术,可以在视网膜手术过程中为外科医生提供更大的灵活性、灵活性、空间准入和定位精度,需要高精度和优势的工具提示方法角度,例如视网线血管导管和上心膜改良。这些机器人的模型模型是朝着精确定位控制方向迈出的重要一步。然而,与传统的操纵器相比,这些机器人的模型并不遵循一个直接的方法,因为其复杂的机械结构和动作机制。在有线驱动的蛇状机器人中,由于电路紧张状况的螺旋问题,这些机器人的定位模型可以对这些机器人的定位精确度产生重大影响。在本文中,我们提议用一个实验性亲属模型模型来比较准确的定位度,而对于精确的定位度,相对于常规的定位度控制度而言,相对于常规的操作器,这些机器人的模型并不是一种直接的,这些机器人的模型,因为这些机器人的模型的模型的模型由于复杂的机械结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构的精确度的精确度的计算,所以没有遵循了一种两种的模型,因此,因此,因此可以提供一种基础的精确的模型(GAAAMAMA级的精确度的模型。</s>

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