Έλεγχος λαπαροσκοπικού ρομποτικού βραχίονα με καθοδήγηση από υπολογιστική όραση

• Κύριος συγγραφέας: Τσάμπιρας, Πέτρος
• Άλλοι συγγραφείς: Τζες, Αντώνιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Λαπαροσκοπικό χειρουργικό εργαλείο; Ρομποτικός βραχίονας; Μικροεπεμβατική χειρουργική; Ρομπότ οδηγούμενο από τένοντες; Υπολογιστική όραση; Έλεγχος; Laparoscopic surgical tool; Robotic arm; Minimally invasive surgery; Tendon-driven robot; Computer vision; Control; 629.893 3

Στόχος της εργασίας αυτής είναι η κατασκευή και ο έλεγχος ενός ρομποτικού λαπαροσκοπικού βραχίονα που προορίζεται για ελάχιστα επεμβατικές χειρουργικές επεμβάσεις. Το ρομποτικό εργαλείο αποτελείται από συνδεδεμένα τμήματα ή συνδέσμους, οι οποίοι οδηγούνται από τένοντες που προσάπτονται πάνω στο ρομπότ. Το εργαλείο που κατασκευάστηκε διαθέτει 2 βαθμούς ελευθερίας (ΒΕ), ο καθένας από τους οποίους ενεργοποιείται ανεξάρτητα από το αντίστοιχο ζεύγος σερβοκινητήρα-τένοντα. Ο τένοντας μεταδίδει κίνηση στο ρομπότ μέσω τροχαλίας που προσαρμόζεται στον άξονα του κινητήρα. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται η ανάλυση της κινηματικής, ο σχεδιασμός, η κατασκευή και ο έλεγχος του βραχίονα. Το σύστημα που αναπτύχθηκε βασίζεται από άποψη λογισμικού στο ROS (Robot Operating System). Τέλος, πειραματικά δεδομένα αξιολογούν την απόδοση του ελέγχου που εφαρμόστηκε στην κίνηση του ρομπότ. H αξιολόγηση αυτή έγινε με δύο διαφορετικούς τρόπους εκτίμησης θέσης του άκρου του βραχίονα. Στο πρώτο πείραμα, χρησιμοποιήθηκε μία IMU (Inertial Measurement Unit) σαν συσκευή ανάδρασης, ενώ στο δεύτερο ένα σύστημα όρασης αποτελούμενο από ένα ArUco marker, στερεωμένο στην άκρη του ρομπότ, που ανιχνεύεται από μία κάμερα.