論文の概要: Humanoids for Robot-Assisted Surgery: Bimanual Base Placement and Tool-Mount Optimization via Capability Maps

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.33096v1
• Date: Sun, 27 Sep 2026 02:07:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-06 10:32:46.203221
• Title: Humanoids for Robot-Assisted Surgery: Bimanual Base Placement and Tool-Mount Optimization via Capability Maps
• Title（参考訳）: ロボット支援手術のためのヒューマノイド--機能マップによるバイマンベース配置とツールモート最適化
• Abstract要約: ロボットによる腹腔鏡下手術のキネマティックな要求を満たす現代ヒューマノイドがどの程度近いかは、まだ不明である。 本稿では,ヒューマノイドベースの配置とツール装着方向を最適化した機能マップベースのロボットセットアップフレームワークを提案する。 以上の結果から,腹腔鏡下手術におけるヒューマノイドの短期的有望性を定量化し,より広範な展開に対処すべき重要な限界を明らかにした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.2650431896138405
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Rapid advances in humanoid robotics have motivated growing interest in the application of humanoids for healthcare and clinical tasks. However, it remains unclear how close contemporary humanoids are to meeting the kinematic demands of robot-assisted laparoscopic surgery. In this work, we address the question of optimal robot positioning through a quantitative analysis of workspace and robot setup configurations. We present a capability-map-based robot setup framework that optimizes humanoid base placement and tool mounting orientation to maximize bimanual humanoid reachability while accounting for tool-tip kinematics and remote-center-of-motion (RCM) constraints. We evaluate three humanoid platforms spanning different body dimensions and kinematic redundancy on workspace reachability for three representative general surgery procedures: cholecystectomy, inguinal hernia repair, and sleeve gastrectomy. The proposed joint optimization of base placement and tool mounting consistently outperforms base-only optimization and heuristic baselines. For cholecystectomy and inguinal hernia repair, which are characterized by relatively small and minimally overlapping workspaces, humanoid reachability approached 90%. For the larger, overlapping multi-port arm workspace of sleeve gastrectomy, humanoids yield substantially lower coverage. These results quantify the near-term promise of humanoids for selected laparoscopic procedures and clarify key limitations that must be addressed for broader deployment.
• Abstract（参考訳）: ヒューマノイドロボティクスの急速な進歩は、医療や臨床におけるヒューマノイドの応用への関心が高まっている。 しかし,同時代のヒューマノイドがロボット補助腹腔鏡下手術のキネマティックな要求を満たすのにどの程度近いかは明らかになっていない。 本研究では,作業空間とロボットの設定を定量的に分析し,最適なロボット位置決めの課題に対処する。 ツールチップ運動学とリモートセンタ・オブ・ムーブメント(RCM)の制約を考慮に入れながら、ヒューマノイドの配置とツール装着方向を最適化し、バイマニアルなヒューマノイド到達性を最大化する能力マップベースのロボットセットアップフレームワークを提案する。 胆嚢摘出術, 内径ヘルニア修復術, スリーブ胃切除術の3手術例において, 作業空間の到達性に対する運動学的冗長性, 体次元の異なる3つのヒューマノイドプラットフォームの評価を行った。 提案したベース配置とツール装着の合同最適化は、ベースのみの最適化とヒューリスティックなベースラインを一貫して上回っている。 比較的小さめに重複する作業空間を特徴とする胆嚢摘出術と空腸ヘルニア修復術では,Humanoid reachabilityが90%に近づいた。 スリーブ胃切除術の重なり合う多孔式アームワークスペースでは, ヒューマノイドの被曝率は有意に低かった。 これらの結果は,腹腔鏡下手術におけるヒューマノイドの短期的約束を定量化し,より広範な展開に対処すべき重要な限界を明らかにした。

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