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[국내논문] 범용 로봇팔과 모듈러 햅틱 컨트롤러를 사용한 수술 로봇 시스템 개발
Development of a Robotic Surgery System using General Purpose Robotic Arm and Modular Haptic Controller 원문보기

로봇학회논문지 = The journal of Korea Robotics Society, v.15 no.2, 2020년, pp.131 - 138  

이재봉 (Pusan National University) ,  진상록 (Pusan National University) ,  이승준 (Pusan National University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a low-cost robotic surgery system composed of a general purpose robotic arm, an interface for daVinci surgical robot tools and a modular haptic controller utilizing smart actuators. The 7 degree of freedom (DOF) haptic controller is suspended in the air using the gravity compensa...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 기존의 고가, 대형의 로봇 수술 시스템을 대체하기 위하여, 최근 보급이 확대되고 있는 범용 로봇팔과 모듈러 스마트 액츄에이터를 사용한 햅틱 컨트롤러를 이용한 수술 로봇 시스템을 제안하였다. 입력받은 위치와 방향 정보에 따라, 범용 로봇팔과 로봇팔에 장착된 수술 도구 인터페이스를 사용하여 작은 절개구를 통과하여 수술 도구 말단 부분을 직관적으로 자유롭게 움직이게 된다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
흉터를 적게 남기는 수술방법이 전문가의 숙련도에 의존하는 문제를 해결하기 위한 방법은 무엇인가? 현대에 이르러서는 기존과 같이 크게 절제하여 흉터를 남기는 방법 대신 최소한으로 축소한 절개구를 통하여 기구를 삽입하여 수술하는 방식이 개발되어, 수술의 성공 여부에 추가하여 얼마나 흉터를 적게 남기는가 또한 의학계의 중요한 이슈로 자리매김 하고 있다. 하지만 이러한 방법은 시술 난이도가 크게 증가하여 전문가의 숙련도에 의존하는 단점이 있어, 이를 해결하기 위하여 로봇 수술이 도입되고 있다.
다빈치 로봇 수술 시스템(da Vinci® Surgical System)은 어떻게 수술을 진행하는가? 대표적인 수술용 로봇으로는 미국 인튜이티스 서지컬(Intuitive Surgical) 사에서 개발된 다빈치 로봇 수술 시스템(da Vinci® Surgical System)이 있다. 이 로봇은 의사가 직접 도구를 잡고  수술하는 대신에 서전 콘솔(surgeon console)을 이용하여 수술하는 방식으로, 인체 내부를 확대한 3D 영상을 보며 양손의 컨트롤 러를 조작하면 수술 로봇의 매니퓰레이터들이 컨트롤러의 움직 임을 그대로 따라 움직여 정교한 수술을 가능하게 해 준다[1,2] .
현대 의학계의 중요한 이슈는 무엇인가? 의학과 공학기술의 발전으로 많은 수술장비들이 개발되었고, 이로 인하여 내, 외과적 수술의 성공률은 비약적으로 상승 하였다. 현대에 이르러서는 기존과 같이 크게 절제하여 흉터를 남기는 방법 대신 최소한으로 축소한 절개구를 통하여 기구를 삽입하여 수술하는 방식이 개발되어, 수술의 성공 여부에 추가하여 얼마나 흉터를 적게 남기는가 또한 의학계의 중요한 이슈로 자리매김 하고 있다. 하지만 이러한 방법은 시술 난이도가 크게 증가하여 전문가의 숙련도에 의존하는 단점이 있어, 이를 해결하기 위하여 로봇 수술이 도입되고 있다.
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참고문헌 (8)

  1. A. Park, G. Lee, F. J . Seagull, N. Meenaghan, and D. Dexter, "Patients Benefit while Surgeons Suffer: An Impeding Epidemic," Journal of the American College of Surgeons, vol. 210, no. 3, pp. 306-313, Mar., 2010, DOI: 10.1016/j.jamcollsurg.2009.10.017. 

  2. D.-L. Chow, P. Xu, E. Tuna, S. Huang, M. C. Cavusoglu, and W. Newman, "Supervisory control of a DaVinci surgical robot," 2017 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Vancouver, BC, Canada, pp. 5043-5049, 2017, DOI: 10.1109/IROS.2017.8206389. 

  3. J. J. M. Driessen, R. Featherstone, and A. E. Gkikakis, "An Actuator Design Criterion to Maximize Physical Balance Recovery," 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Madrid, Spain, pp. 2829-2836, 2018, DOI: 10.1109/IROS.2018.8593729. 

  4. S. Yi, "Software Framework for an Intelligent Mobile Manipulation Robot," 2018 International Conference on Information and Communication Technology Robotics (ICT-ROBOT), Busan, South Korea, pp. 1-4, 2018, DOI: 10.1109/ICT-ROBOT.2018.8549895. 

  5. T. Yamamoto, K. Terada, A. Ochiai, F. Saito, Y. Asahara, and K. Murase, "Development of the Research Platform of a Domestic Mobile Manipulator Utilized for International Competition and Field Test.," 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Madrid, Spain, pp. 7675-7682, 2018, DOI: 10.1109/IROS.2018.8593798. 

  6. M. Safeea, R. Bearee, and P. Neto, "Reducing the computational complexity of mass-matrix calculation for high DOF robots," 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Madrid, Spain, pp. 5614-5619, 2018, DOI: 10.1109/IROS.2018.8593775. 

  7. M. Hayashibe, N. Suzuki, M. Hashizume, Y. Kakeji, K. Konishi, S. Suzuki, and A. Hattori, "Preoperative planning system for surgical robotics setup with kinematics and haptics," The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, vol. 1, no. 3, pp 76-85, Jan., 2005, DOI: 10.1002/rcs.18. 

  8. K. P. Hawkins, Analytic Inverse Kinematics for the Universal Robots UR-5/UR-10 Arms, [Online], http://hdl.handle.net/1853/50782, Accessed: 09 10, 2019. 

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