کنترل دوجانبه‌ی شفاف با شناسایی پارامترهای مدل ویسکوالاستیک بافت در یک سیستم جراحی رباتیک از راه دور

Abstract

در این پژوهش به منظور کنترل سیستم‌های جراحی رباتیک ِعملیات از راه دور، یک روش کنترل امپدانس دوجانبه­ی تطبیقی غیرخطی به همراه شناسایی بلادرنگ پارامترهای مدل بافت نرم ارائه شده­است. از یک مدل ویسکوالستیک خطی با یک جرم (اینرسی) اضافه در مدل­سازی دینامیکی بافت که ِدر تعامل با ربات است، استفاده شده­است. یکی از اهداف این کنترلر یا کنترلگر دوجانبه­ی تطبیقی، تنظیم امپدانس عملگر نهایی ربات راهبر بر اساس پارامترهای امپدانسی بافت نرم، که بلادرنگ در سمت ربات پیرو شناسایی می‌شود، است. هدف دیگر، تعقیب مسیر ربات راهبر توسط ربات پیرو است. اثبات پایداری سیستم عملیات از راه دور به همراه اثبات عملکردهای تعقیب مسیر و تعقیب نیرو، با در­نظر گرفتن کنترلر دوجانبه و استفاده از تئوری لیاپانوف انجام شده­است. روش کنترلی مطرح­شده می‌تواند سیستم‌های عملیات از راه دور (مانند سیستم‌های جراحی ، توان‌بخشی و یا سونوگرافی از راه دور) که با بافت نرم در تعامل هستند، را به صورت دوجانبه کنترل نماید. با استفاده از شبیه­سازی بر روی یک ربات دو درجه­ی آزادی با دینامیک غیرخطی، عملکرد کنترلر ارائه­شده در تعقیب نیرو، تعقیب موقعیت و نیز شناسایی پارامترهای بافت نرم بررسی شده­است.