論文の概要: Contact-Aware Impedance Controller for Robot-Assisted Ultrasound Imaging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.34400v1
- Date: Mon, 28 Sep 2026 06:14:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-03 21:05:07.879774
- Title: Contact-Aware Impedance Controller for Robot-Assisted Ultrasound Imaging
- Title（参考訳）: ロボット支援超音波イメージングのための接触認識インピーダンス制御
- Abstract要約: ロボット超音波画像のためのBモード超音波画像を用いた接触認識法と接触認識インピーダンス制御器を提案する。
提案手法は力測定とは無関係に音響接触を検出し, 接触条件付き力/トルクタリングにより残留レンチバイアスを低減できる。
寒天ファントムの実験では、$mathbf1.46 pm 0.14$mmの接触局在RMSEが、$mathbf-15circ$から$mathbf15circ$までのプローブロール角で示されていた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Safe robot-assisted ultrasound imaging requires a reliable controller able to detect and localize probe--tissue interaction. In this paper, we present a B-mode ultrasound image-based contact perception method and a contact-aware impedance controller for robotic ultrasound imaging. The proposed method detects acoustic contact independently of force measurements, enabling contact-conditioned force/torque taring to reduce residual wrench bias. During contact, the method continuously estimates the effective contact location along the curved probe surface and uses it to update the controller interaction frame, enabling visual servoing of the physical probe--tissue contact point during imaging. Experiments on an agar phantom demonstrated a contact-localization RMSE of $\mathbf{1.46 \pm 0.14}$~mm over probe roll angles from $\mathbf{-15^\circ}$ to $\mathbf{15^\circ}$. During static rolling, the proposed controller maintained task-space tracking accuracy comparable to a conventional fixed-frame impedance controller while reducing the maximum compressive interaction force from $\mathbf{31.56}$~N to $\mathbf{20.09}$~N, corresponding to a $\mathbf{36.3\%}$ reduction. These results demonstrate the potential of ultrasound images as direct contact feedback for safe and accurate robot-assisted ultrasound imaging.
- Abstract（参考訳）: 安全なロボット支援型超音波イメージングでは、信頼性の高いコントローラがプローブ-チップ間の相互作用を検出し、ローカライズする必要がある。
本稿では,Bモード超音波画像を用いた接触認識法とロボット超音波画像用接触認識インピーダンス制御器を提案する。
提案手法は力測定とは無関係に音響接触を検出し, 接触条件付き力/トルクタリングにより残留レンチバイアスを低減できる。
接触中は、カーブしたプローブ面に沿った効果的な接触位置を連続的に推定し、それを用いてコントローラの相互作用フレームを更新し、撮像中の物理プローブの視覚サーボを可能にする。
寒天ファントムの実験では、$\mathbf{1.46 \pm 0.14}$~mmのプローブロール角から$\mathbf{-15^\circ}$から$\mathbf{15^\circ}$への接触局在RMSEが証明された。
静的ローリング中、提案したコントローラは従来の固定フレームインピーダンスコントローラに匹敵するタスク空間追跡精度を維持し、最大圧縮相互作用力を$\mathbf{31.56}$~Nから$\mathbf{20.09}$~Nに下げた。
これらの結果から, 超音波画像の直接接触フィードバックとしての有用性が示唆された。
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