論文の概要: Surgical Master Console Using General-Purpose Robot Arms and a Separable Articulated Distal Interface: Porcine In-Vivo Evaluation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.37455v1
- Date: Sun, 27 Sep 2026 07:53:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-30 21:28:47.509124
- Title: Surgical Master Console Using General-Purpose Robot Arms and a Separable Articulated Distal Interface: Porcine In-Vivo Evaluation
- Title（参考訳）: 汎用ロボットアームと分離関節遠位端インタフェースを用いた外科的マスターコンソール : ブタインヴィボによる評価
- Abstract要約: 汎用ロボットマニピュレータはプログラム可能なベースを提供し、手術固有の相互作用は分離可能な遠位アダプターに集中する。
完全なバイマニュアルハードウェアは5500ドル(約5,500ドル)で、一般的なバイマニュアルの商業的な触覚の基準を下回る。
共通マスターステートはアイザック・シムまたはRCMに制限されたデュアルFR3プラットフォームを駆動する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8128193601447617
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High-performance surgical master consoles offer intuitive articulated manipulation but are expensive and difficult to reproduce, while accessible commercial haptic devices lack built-in interfaces for surgical wrist articulation and continuous grasp. We present a laparoscopic master in which general-purpose robot manipulators provide the programmable base and surgical-specific interaction is concentrated in a separable distal adapter. Each 6-DoF arm carries a custom 2-DoF direct-drive wrist, continuous grasp sensing, and clutch-based workspace management; the complete bimanual hardware costs approximately US$5,500, below common bimanual commercial haptic references. To support sustained hand-guided use, we characterize current scaling, gravity, and break-away friction and use them for posture-dependent gravity compensation and motion-gated assistance, reducing continuous actuation and thermal loading. A common master state drives either Isaac Sim or an RCM-constrained dual-FR3 platform. Master-state publication to FR3 target update adds at most 8 ms, and tip tracking shows 0.31-0.66 mm mean delay-aligned residuals. In a porcine cholecystectomy experiment, five common operator-side metrics and hand/tip-speed distributions were compared descriptively with human in-vivo telemetry from 120 clinical Versius recordings of 99 cholecystectomy procedures; no interruption originated from the master console, and no abnormal clinical signs were recorded during the 7-day postoperative observation period. These results demonstrate a surgical master built from general-purpose robot arms with surgical-specific interaction concentrated in a separable distal interface.
- Abstract（参考訳）: 高性能な手術用マスターコンソールは直感的な調音操作を提供するが、高価で再現が難しい。
本稿では、汎用ロボットマニピュレータがプログラム可能なベースを提供し、手術固有の相互作用を分離可能な遠位アダプターに集中させる腹腔鏡マスターを提案する。
それぞれの6-DoFアームにはカスタムの2-DoF直接駆動式手首、連続的な把握センサー、クラッチベースのワークスペース管理が装備されている。
持続的手指使用を支援するため, 電流スケーリング, 重力, 破断摩擦を特徴付けるとともに, 姿勢依存性の重力補償, モーションゲート補助に利用し, 連続的な作動と熱負荷を低減した。
共通マスターステートはアイザック・シムまたはRCMに制限されたデュアルFR3プラットフォームを駆動する。
FR3の目標更新に対するマスターステートのパブリッシュは、最大8ミリ秒を追加し、チップトラッキングでは、0.31-0.66mmの遅延整列残差が示される。
ブタ胆嚢摘出術の実験では, 術式99例のVersius120例の臨床像から, 5例の術者側測定値と手指・手指の速度分布を記述的に比較した。
これらの結果から,手術用ロボットアームを用いた外科用マスタが,分離可能な遠位界面に集中して構築されたことを示す。
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