JP2014109818A - Force sense presentation system - Google Patents
Force sense presentation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014109818A JP2014109818A JP2012262762A JP2012262762A JP2014109818A JP 2014109818 A JP2014109818 A JP 2014109818A JP 2012262762 A JP2012262762 A JP 2012262762A JP 2012262762 A JP2012262762 A JP 2012262762A JP 2014109818 A JP2014109818 A JP 2014109818A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction force
- force
- auxiliary object
- sense presentation
- force sense
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 0 CC(C)CC1CC(C*)CC1 Chemical compound CC(C)CC1CC(C*)CC1 0.000 description 2
Abstract
Description
本発明は、物体に触れたときに生じる反力をユーザに仮想的に与える力覚提示システムに関し、特に、高いリアリティが要求される手術トレーニングシステムに好適な力覚提示技術に関する。 The present invention relates to a force sense presentation system that virtually gives a user reaction force generated when an object is touched, and particularly relates to a force sense presentation technique suitable for a surgical training system that requires high reality.
手術にはさまざまな種類があり、また、使用する器具も多岐に亘るため、手術のトレーニングを積んでおくことが重要である。しかし、手術トレーニングは現実の人体を使って行うことができないため、模擬人体や模擬臓器を用いるか、またはシミュレータを使って行う必要がある。特に手術シミュレータについては、近年のコンピュータ技術の発達によってリアリティが格段に向上している。 There are various types of surgery, and a wide variety of instruments are used, so it is important to have surgical training. However, since surgical training cannot be performed using an actual human body, it is necessary to use a simulated human body, a simulated organ, or a simulator. In particular, the reality of surgical simulators has been remarkably improved by the recent development of computer technology.
手術シミュレータや手術トレーニングシステムにおいて、いかに本物に近い力覚を提示するかということは重要なファクタの一つである。力覚を提示するデバイスには、バネモデルに基づく簡単なものから、フォークトモデルに基づくもの、さらには有限要素モデルに基づいて大量のコンピューティング能力を投入するものまでさまざまなものがある。反力モデルが複雑になればなるほど複雑な反力応答を再現してリアリティは向上するが、モデル化に要するコストおよびデバイスのコストが増大する。 In a surgical simulator or surgical training system, how to present a force sense close to the real thing is one of the important factors. There are a variety of devices that present haptics, from simple ones based on the spring model, to ones based on the Forked model, and even those that put in a large amount of computing power based on the finite element model. The more complex the reaction force model, the more realistic the reaction force response is reproduced and the reality is improved, but the cost for modeling and the cost of the device increase.
力覚提示システムとして、例えば、コンピュータ内部に構築した仮想モデルとツール型力覚センサを備えたハプティック（Haptics）インタフェースから得られた実測出力値とを比較して差分を求め、実物操作ツールに該差分を提示する反力提示方法であって、操作量に応じて仮想モデルが受ける反力と実物操作ツールが受ける実測された反力との差分を算出し、該差分を反力として提示する反力提示方法およびハプティクスの記録と再生ができる力覚提示システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 As a force sense presentation system, for example, a virtual model constructed inside a computer and a measured output value obtained from a haptic interface equipped with a tool-type force sensor are compared to obtain a difference, and the real operation tool A reaction force presentation method for presenting a difference, wherein a difference between a reaction force received by a virtual model and an actually measured reaction force received by a real operation tool according to an operation amount is calculated, and the difference is presented as a reaction force. A force presentation system capable of recording and reproducing a force presentation method and haptics has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
臓器や皮膚など手術対象物に対して切る（切開）、刺す（穿刺）、縫う（縫合）などの外科処置を施した場合、手術対象物に破壊現象が生じた瞬間にその手術対象物独特の反力応答が発生する。そのような反力応答はユーザに「刺さった感覚」や「切れた感覚」などとして知覚される。このような手術対象物の破壊現象による独特の反力応答は、その手術対象物を組成する組織の密度や粘弾性などのさまざまな要因によってさまざまに異なるため、有限要素モデルなどの複雑なモデルに基づく力覚提示デバイスを用いなければ仮想的に作り出すことは困難である。しかし、上述したように、これはモデル化が非常に複雑である上に力覚提示システムが非常に高価なものとなる。 When a surgical procedure such as cutting (incision), stab (puncture), or sewing (suture) is performed on an operation target such as an organ or skin, the operation target is unique at the moment when the destruction occurs in the operation target. Reaction force response occurs. Such a reaction force response is perceived by the user as a “sticking sensation”, a “cutting sensation”, or the like. The unique reaction force response due to the destruction phenomenon of the surgical object varies depending on various factors such as the density and viscoelasticity of the tissue that composes the surgical object, so that it becomes a complex model such as a finite element model. It is difficult to create virtually without using a haptic device based on it. However, as mentioned above, this is very complicated to model and makes the haptic presentation system very expensive.
上記問題に鑑み、本発明は、簡単な反力モデルを実現する比較的安価な力覚提示デバイスを用いてリアリティの高い力覚提示を可能にする力覚提示システムを提供することを課題とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a force sense presentation system that enables highly realistic force sense presentation using a relatively inexpensive force sense presentation device that realizes a simple reaction force model. .
本発明の一局面に従った力覚提示システムは、粘弾性材料で形成された補助物体が装着可能であり、与えられた制御係数に応じて前記補助物体に対して作用を及ぼして前記補助物体の表面の粘弾性を変化させるアクチュエータと、手術器具が装着可能であり、与えられた制御係数に応じて前記手術器具に対して前記補助物体からの反力に追加して反力を与える力覚提示デバイスと、さまざまな手術対象物について実測された目標反力をデータベース化して保持し、前記データベースの中から選択された手術対象物の目標反力に対して前記力覚提示デバイスおよび前記アクチュエータの各制御係数を決定して、当該各制御係数で前記力覚提示デバイスおよび前記アクチュエータを制御する制御装置とを備えている。 A force sense presentation system according to one aspect of the present invention can be attached to an auxiliary object formed of a viscoelastic material, and acts on the auxiliary object according to a given control coefficient to thereby provide the auxiliary object. An actuator that changes the viscoelasticity of the surface and a surgical instrument can be attached, and a force sense that applies a reaction force to the surgical instrument in addition to the reaction force from the auxiliary object according to a given control coefficient A presentation device and a target reaction force measured for various surgical objects are stored in a database, and the haptic presentation device and the actuator are compared with the target reaction force of the surgical object selected from the database. A control device that determines each control coefficient and controls the force sense presentation device and the actuator with each control coefficient.
これによると、補助物体からの反力に力覚提示デバイスが生成する反力が重ね合わされてユーザに提示される。補助物体は手術対象物と同様の複雑な反力応答特性を有するため、力覚提示デバイスは手術対象物の反力と補助物体の反力との差分を提示しさえすればよく、比較的簡単な反力モデルでこれを実現することができる。さらに、手術対象物の目標反力に合わせて補助物体の表面の粘弾性が変えられることで補助物体の応答特性が変化するため、１種類の補助物体でさまざまな手術対象物を模擬することができる。 According to this, the reaction force generated by the force sense presentation device is superimposed on the reaction force from the auxiliary object and presented to the user. Since the auxiliary object has the same complex reaction force response characteristics as the surgical object, the force sense presentation device only needs to present the difference between the reaction force of the surgical object and the reaction force of the auxiliary object. This can be achieved with a simple reaction force model. Furthermore, since the response characteristic of the auxiliary object changes by changing the viscoelasticity of the surface of the auxiliary object according to the target reaction force of the surgical object, it is possible to simulate various surgical objects with one type of auxiliary object. it can.
前記補助物体は、ゴムシートで形成されていてもよく、また、前記アクチュエータは、前記補助物体を引き延ばす力を変化させることで前記補助物体の表面の粘弾性を変化させるものであってもよい。 The auxiliary object may be formed of a rubber sheet, and the actuator may change the viscoelasticity of the surface of the auxiliary object by changing a force for extending the auxiliary object.
あるいは、前記補助物体は、手術対象物の形状を模した立体形状を有していてもよく、その内部は空洞であり、また、前記アクチュエータは、前記補助物体の内部の空気圧を変化させることで前記補助物体の表面の粘弾性を変化させるものであってもよい。 Alternatively, the auxiliary object may have a three-dimensional shape imitating the shape of a surgical object, the inside of which is a cavity, and the actuator changes the air pressure inside the auxiliary object. The viscoelasticity of the surface of the auxiliary object may be changed.
上記の力覚提示システムは、前記手術器具による手術の仮想映像および／または効果音を提示する補助デバイスを備えており、前記制御装置は、前記補助デバイスを駆動して、前記力覚提示デバイスが提示する反力に合った前記仮想映像および／または前記効果音を提示させるものであってもよい。 The haptic presentation system includes an auxiliary device that presents virtual images and / or sound effects of surgery performed by the surgical instrument, and the control device drives the auxiliary device so that the haptic presentation device The virtual image and / or the sound effect suitable for the reaction force to be presented may be presented.
本発明によると、簡単な反力モデルを実現する比較的安価な力覚提示デバイスを用いてリアリティの高い力覚提示が可能となる。これにより、高いリアリティを有する手術トレーニングシステムを比較的安価に構築することができる。 According to the present invention, it is possible to present a force sense with high reality using a relatively inexpensive force sense presentation device that realizes a simple reaction force model. Thereby, a surgical training system having high reality can be constructed at a relatively low cost.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
図１は、本発明の一実施形態に係る力覚提示システムの概略構成を示す。本実施形態に係る力覚提示システムは、力覚提示デバイス１０、アクチュエータ２０、表示デバイス３０、音響デバイス４０、および制御装置５０を備えている。本実施形態に係る力覚提示システムは、ハプティックＡＲ（Augmented Reality）の考えに基づき、補助物体１００を用いて補助物体１００からの反力に力覚提示デバイス１０が生成する反力を重ね合わせてユーザに合成反力を提示するものである。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a force sense presentation system according to an embodiment of the present invention. The force sense presentation system according to the present embodiment includes a force sense presentation device 10, an actuator 20, a display device 30, an acoustic device 40, and a control device 50. The force sense presentation system according to the present embodiment superimposes the reaction force generated by the force sense presentation device 10 on the reaction force from the auxiliary object 100 using the auxiliary object 100 based on the idea of haptic AR (Augmented Reality). It presents a composite reaction force to the user.
まず、ハプティックＡＲの原理について説明する。図２は、ハプティックＡＲの原理を模式的に示す。ハプティックＡＲは、目標物体を模擬する補助物体（Base Object）を用いて補助物体からの反力ｆｂａｓｅに力覚提示デバイスが生成する反力ｆｄｅｖｉｃｅを付加することでより現実に近い反力ｆｄｅｖｉｃｅ＋ｆｂａｓｅをユーザに提示する。このように、ハプティックＡＲでは、補助物体の助けを借りることで、簡単な反力モデルを実現する力覚提示デバイスを用いてリアリティの高い力覚提示が可能となる。 First, the principle of haptic AR will be described. FIG. 2 schematically shows the principle of haptic AR. The haptic AR adds a reaction force f device generated by the force sense presentation device to a reaction force f base from the auxiliary object using an auxiliary object (Base Object) that simulates a target object, thereby making the reaction force f closer to reality. Device + f base is presented to the user. As described above, in the haptic AR, with the help of an auxiliary object, a force sense presentation with high reality can be performed using a force sense presentation device that realizes a simple reaction force model.
図３は、目標物体の反力およびハプティックＡＲに係る各種反力を示す。グラフの縦軸は反力（Force）、横軸は目標物体または補助物体表面に外力を印加したときの目標物体または補助物体表面の当該外力方向の変位（Displacement）を表す。 FIG. 3 shows the reaction force of the target object and various reaction forces related to the haptic AR. The vertical axis of the graph represents reaction force (Force), and the horizontal axis represents displacement of the target object or auxiliary object surface in the external force direction when an external force is applied to the target object or auxiliary object surface.
目標物体の反力応答は非常に複雑であり、目標物体の反力ｆｔａｒｇｅｔは簡単な反力モデルＭｔａｒｇｅｔでは表現しきれず、応答誤差Ｅｔａｒｇｅｔが存在する。したがって、次式（１）が成り立つ。 The reaction force response of the target object is very complex, and the reaction force f target of the target object cannot be expressed by a simple reaction force model M target , and there is a response error E target . Therefore, the following expression (1) is established.
ｆｔａｒｇｅｔ＝Ｍｔａｒｇｅｔ＋Ｅｔａｒｇｅｔ … （１） f target = M target + E target (1)
一方、補助物体の反力応答もまた非常に複雑であり、補助物体の反力ｆｂａｓｅもまた簡単な反力モデルＭｂａｓｅでは表現しきれず、応答誤差Ｅｂａｓｅが存在する。したがって、次式（２）が成り立つ。 On the other hand, the reaction force response of the auxiliary object is also very complicated, and the reaction force f base of the auxiliary object cannot be expressed by the simple reaction force model M base and a response error E base exists. Therefore, the following equation (2) is established.
ｆｂａｓｅ＝Ｍｂａｓｅ＋Ｅｂａｓｅ … （２） f base = M base + E base (2)
ハプティックＡＲにおいて、ユーザに提示される反力ｆＡＲは、補助物体の反力ｆｂａｓｅと力覚提示デバイスが生成する反力ｆｄｅｖｉｃｅと合成したものである。したがって、次式（３）が成り立つ。 In haptic AR, the reaction force f AR presented to the user are those which the reaction force f base and force feedback device of the auxiliary object is combined with the reaction force f device for generating. Therefore, the following equation (3) is established.
ｆＡＲ＝ｆｄｅｖｉｃｅ＋ｆｂａｓｅ… （３） f AR = f device + f base (3)
ハプティックＡＲでは、力覚提示デバイスは目標物体と補助物体のモデル化成分の差のみを出力すればよい。すなわち、ハプティックＡＲにおいて力覚提示デバイスが生成すべき反力ｆｄｅｖｉｃｅは次式（４）で表される。 In the haptic AR, the force sense presentation device need only output the difference between the modeling components of the target object and the auxiliary object. That is, the reaction force f device to be generated by the force sense presentation device in the haptic AR is expressed by the following equation (4).
ｆｄｅｖｉｃｅ＝Ｍｔａｒｇｅｔ−Ｍｂａｓｅ … （４） f device = M target −M base (4)
したがって、式（１）から式（４）より、目標物体の反力ｆｔａｒｇｅｔとハプティックＡＲによる反力ｆＡＲとの応答誤差Ｅは次式（５）で表される。 Therefore, from equation (4) from equation (1), response error E between the reaction force f AR due to the reaction force f target and haptic AR of the target object is expressed by the following equation (5).
Ｅ＝ｆｔａｒｇｅｔ−ｆＡＲ
＝Ｍｔａｒｇｅｔ＋Ｅｔａｒｇｅｔ−（ｆｄｅｖｉｃｅ＋ｆｂａｓｅ）
＝Ｍｔａｒｇｅｔ＋Ｅｔａｒｇｅｔ−（Ｍｔａｒｇｅｔ−Ｍｂａｓｅ＋Ｍｂａｓｅ＋Ｅｂａｓｅ）
＝Ｅｔａｒｇｅｔ−Ｅｂａｓｅ … （５）
E = f target −f AR
= M target + E target- (f device + f base )
= M target + E target- (M target -M base + M base + E base )
= E target -E base (5)
式（５）から明らかなように、目標物体の応答誤差Ｅｔａｒｇｅｔに近い応答誤差Ｅｂａｓｅを有する補助物体を用いることで、目標物体の反力ｆｔａｒｇｅｔとハプティックＡＲによる反力ｆＡＲとの応答誤差Ｅをほぼゼロにすることができる。したがって、ハプティックＡＲによると、最適な補助物体を選択することで、簡単な反力モデルを実現する力覚提示デバイスを用いてリアリティの高い力覚提示が可能となる。 As is apparent from equation (5), by using an auxiliary object with response error E base close to the response error E target of the target object, the response of the reaction force f AR due to the reaction force f target and haptic AR of the target object The error E can be made almost zero. Therefore, according to the haptic AR, it is possible to present a force sense with high reality using a force sense presentation device that realizes a simple reaction force model by selecting an optimal auxiliary object.
図４は、最適な補助物体を用いた場合とそうでない場合におけるハプティックＡＲに係る各種反力を示す。図４（ａ）は最適な補助物体を用いた場合のグラフであり、図４（ｂ）は最適でない補助物体を用いた場合のグラフである。各グラフの縦軸は反力（Force）、横軸は目標物体または補助物体表面に外力を印加したときの目標物体または補助物体表面の当該外力方向の変位（Displacement）を表す。 FIG. 4 shows various reaction forces related to the haptic AR when the optimal auxiliary object is used and when it is not. FIG. 4A is a graph when an optimal auxiliary object is used, and FIG. 4B is a graph when a non-optimal auxiliary object is used. The vertical axis of each graph represents the reaction force (Force), and the horizontal axis represents the displacement of the target object or auxiliary object surface in the external force direction when an external force is applied to the target object or auxiliary object surface.
最適な補助物体を用いた場合、図４（ａ）に示すように、目標物体の反力ｆｔａｒｇｅｔの応答特性と補助物体の反力ｆｂａｓｅの応答特性とが概ね一致するため、力覚提示デバイスは簡単な反力モデルに基づく反力ｆｄｅｖｉｃｅを出力すれば足りる。しかし、最適でない補助物体を用いた場合、図４（ｂ）に示すように、目標物体の反力ｆｔａｒｇｅｔの応答特性と補助物体の反力ｆｂａｓｅの応答特性とが一致しないため、その応答特性のずれを補償するには、力覚提示デバイスの反力ｆｄｅｖｉｃｅに極めて複雑な応答特性が必要となる。しかし、そのような反力応答は簡単な反力モデルに基づく力覚提示デバイスでは出力することができない。そこで、本実施形態に係る力覚提示システムでは、補助物体を駆動することで補助物体の反力ｆｂａｓｅの応答特性を変化させて目標物体の反力ｆｔａｒｇｅｔの応答特性に一致させる。 When the optimum auxiliary object is used, the response characteristic of the reaction force f target of the target object and the response characteristic of the reaction force f base of the auxiliary object are almost the same as shown in FIG. The device only needs to output a reaction force f device based on a simple reaction force model. However, when a non-optimal auxiliary object is used, the response characteristic of the reaction force f target of the target object and the response characteristic of the reaction force f base of the target object do not match as shown in FIG. In order to compensate for the deviation in characteristics, extremely complex response characteristics are required for the reaction force f device of the force sense presentation device. However, such a reaction force response cannot be output by a force sense presentation device based on a simple reaction force model. Therefore, in the force sense presentation system according to the present embodiment, the response characteristic of the reaction force f base of the auxiliary object is changed by driving the auxiliary object to match the response characteristic of the reaction force f target of the target object.
図５は、本実施形態に係る力覚提示システムの制御系を概念的に示す。制御装置５０は、物体変形量ｘに応じて力覚提示デバイス１０用の反力を反力モデルＭｄｅｖ（ｘ）に基づき決定する。目標反力は、臓器や皮膚などの手術対象物の反力応答を測定することで求められる。反力モデルＭｄｅｖ（ｘ）で目標反力を完全に表現することはできないが、制御装置５０は、できるだけ目標反力に近い反力を反力モデルＭｄｅｖ（ｘ）により生成する。力覚提示デバイス１０用の反力モデルＭｄｅｖ（ｘ）が決まると、力覚提示デバイス１０の制御係数が決まる。力覚提示デバイス１０は、制御装置５０から与えられる反力モデルＭｄｅｖ（ｘ）に対応する制御係数で反力ｆｄｅｖｉｃｅを出力する。 FIG. 5 conceptually shows the control system of the force sense presentation system according to the present embodiment. The control device 50 determines a reaction force for the force sense presentation device 10 based on the reaction force model M dev (x) according to the object deformation amount x. The target reaction force is obtained by measuring a reaction force response of an operation target such as an organ or skin. Although the target reaction force cannot be completely expressed by the reaction force model M dev (x), the control device 50 generates a reaction force that is as close to the target reaction force as possible by the reaction force model M dev (x). When the reaction force model M dev (x) for the haptic device 10 is determined, the control coefficient of the haptic device 10 is determined. The force sense presentation device 10 outputs the reaction force f device with a control coefficient corresponding to the reaction force model M dev (x) given from the control device 50.
一方、力覚提示デバイス１０用の反力モデルＭｄｅｖ（ｘ）で表現しきれない反力、すなわち、目標反力と反力モデルＭｄｅｖ（ｘ）との応答誤差は補助物体１００の反力ｆｂａｓｅにより補償する。しかし、図４（ｂ）の例のように、目標反力と補助物体１００の反力ｆｂａｓｅとで応答特性が一致しないことがある。そこで、アクチュエータ２０を用いて補助物体１００に作用を及ぼして目標反力と補助物体１００の反力ｆｂａｓｅとの応答特性を一致させる。アクチュエータ２０の制御のために、制御装置５０は、物体変形量ｘに対して、アクチュエータ２０の制御係数Ｇ（ｘ）を決定する。アクチュエータ２０は、制御装置５０から与えられる制御係数Ｇ（ｘ）で補助物体１００を駆動する。 On the other hand, the reaction force that cannot be expressed by the reaction force model M dev (x) for the force sense presentation device 10, that is, the response error between the target reaction force and the reaction force model M dev (x) is the reaction force of the auxiliary object 100. Compensate by f base . However, as in the example of FIG. 4B, the response characteristics may not match between the target reaction force and the reaction force f base of the auxiliary object 100. Therefore, the actuator 20 is used to act on the auxiliary object 100 to match the response characteristics of the target reaction force and the reaction force f base of the auxiliary object 100. For control of the actuator 20, the control device 50 determines a control coefficient G (x) of the actuator 20 with respect to the object deformation amount x. The actuator 20 drives the auxiliary object 100 with a control coefficient G (x) given from the control device 50.
上記のように力覚提示デバイス１０とアクチュエータ２０を制御することで、図４（ｂ）の例のような目標反力と補助物体の反力の応答特性が一致しない問題を解消して、簡単な反力モデルを実現する力覚提示デバイス１０を用いてリアリティの高い力覚提示が可能となる。 By controlling the force sense presentation device 10 and the actuator 20 as described above, the problem that the response characteristics of the target reaction force and the reaction force of the auxiliary object do not match as in the example of FIG. It is possible to present a force sense with high reality using the force sense presentation device 10 that realizes a simple reaction force model.
次に、図１を参照しながら本実施形態に係る力覚提示システムの各構成要素について詳細に説明する。力覚提示デバイス１０は、例えば、３自由度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の反力提示機能を有するロボットアーム型の力覚フィードバック装置で構成することができる。力覚提示デバイス１０が依拠する反力モデルはバネモデルやフォークトモデルなどの簡単な反力モデルで十分である。したがって、比較的安価な力覚提示デバイス１０が利用可能である。 Next, each component of the force sense presentation system according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. The force sense presentation device 10 can be constituted by, for example, a robot arm type force feedback device having a reaction force presentation function of three degrees of freedom (X, Y, Z). As the reaction force model on which the force sense presentation device 10 depends, a simple reaction force model such as a spring model or a forked model is sufficient. Therefore, the relatively inexpensive force sense presentation device 10 can be used.
力覚提示デバイス１０は図示しない複数のＤＣモータを備えており、これらＤＣモータをトルク制御することでＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の反力を出力する。ＤＣモータの制御に係る制御係数は制御装置５０から与えられる。 The force sense presentation device 10 includes a plurality of DC motors (not shown), and outputs torques in the X, Y, and Z axial directions by controlling the torque of these DC motors. A control coefficient related to the control of the DC motor is given from the control device 50.
力覚提示デバイス１０は複数のアームを有しており、その先端にスタイラスジンバル１２が取り付けられている。スタイラスジンバル１２はユーザが操作して前後・左右・上下（ピッチ・ロール・ヨー）に自在に動かすことができる。力覚提示デバイス１０はスタイラスジンバル１２の動きおよびそのＸ，Ｙ，Ｚ軸の各位置を検出できるようになっている。 The force sense presentation device 10 has a plurality of arms, and a stylus gimbal 12 is attached to the tip thereof. The stylus gimbal 12 can be moved freely back and forth, left and right, up and down (pitch, roll, yaw) by the user. The force sense presentation device 10 can detect the movement of the stylus gimbal 12 and the positions of the X, Y, and Z axes.
スタイラスジンバル１２には手術器具１０１が装着可能となっている。スタイラスジンバル１２に装着された手術器具１０１はスタイラスジンバル１２と一体となって動く。これにより、力覚提示デバイス１０が生成する反力はスタイラスジンバル１２に装着された手術器具１０１に直接伝達される。 A surgical instrument 101 can be attached to the stylus gimbal 12. The surgical instrument 101 attached to the stylus gimbal 12 moves together with the stylus gimbal 12. As a result, the reaction force generated by the force sense presentation device 10 is directly transmitted to the surgical instrument 101 attached to the stylus gimbal 12.
なお、本実施形態に係る力覚提示システムでは、手術器具１０１として内視鏡下手術用の鉗子を装着しているが、これ以外にも開腹開胸手術用のメス、剪刀、持針器、鑷子などを装着することができる。 In the force sense presentation system according to the present embodiment, the surgical instrument 101 is equipped with forceps for endoscopic surgery, but in addition to this, a scalpel for open abdominal surgery, a scissors, a needle holder, You can wear an insulator.
アクチュエータ２０には補助物体１００が装着可能となっている。補助物体１００は粘弾性材料で形成されている。補助物体１００は臓器や皮膚などの手術対象物を模擬するものであり、手術器具１０１によって切る（切開）、刺す（穿刺）、縫う（縫合）などの外科処置を及ぼし得るようなものである。補助物体１００として、硬度５〜１０程度のゴム製（シリコーンゴムなど）のゴムシートなどを用いることができる。 An auxiliary object 100 can be attached to the actuator 20. The auxiliary object 100 is made of a viscoelastic material. The auxiliary object 100 simulates a surgical object such as an organ or skin, and can perform a surgical procedure such as cutting (incision), stab (puncture), and sewing (suture) by the surgical instrument 101. As the auxiliary object 100, a rubber sheet made of rubber (silicone rubber or the like) having a hardness of about 5 to 10 can be used.
アクチュエータ２０には４つのアーム２２があり、シート状の補助物体１００はその四隅が４つのアーム２２にそれぞれ把持されてアクチュエータ２０に装着されている。４つのアーム２２がホームポジションにあるとき、補助物体１００は所定の力で四方に引き延ばされ、補助物体１００の表面に所定の粘弾性が生じるようになっている。 The actuator 20 has four arms 22, and the sheet-like auxiliary object 100 is attached to the actuator 20 with the four corners thereof being held by the four arms 22. When the four arms 22 are in the home position, the auxiliary object 100 is extended in all directions with a predetermined force, so that a predetermined viscoelasticity is generated on the surface of the auxiliary object 100.
アクチュエータ２０は、４つのアーム２２を駆動するための図示しないＤＣモータを備えている。アクチュエータ２０は、当該ＤＣモータをトルク制御して４つのアーム２２による補助物体１００の引張力を変化させる。これにより、補助物体１００の表面の粘弾性が変化して補助物体１００の反力応答が変化する。なお、ＤＣモータの制御に係る制御係数は制御装置５０から与えられる。 The actuator 20 includes a DC motor (not shown) for driving the four arms 22. The actuator 20 controls the torque of the DC motor to change the tensile force of the auxiliary object 100 by the four arms 22. Thereby, the viscoelasticity of the surface of the auxiliary object 100 changes and the reaction force response of the auxiliary object 100 changes. A control coefficient related to the control of the DC motor is given from the control device 50.
図６は、補助物体１００に破壊現象が生じないように補助物体１００に針を押し当てたときの補助物体１００の伸び率ごとの反力応答を示す。また、図７は、補助物体１００に破壊現象が生じるように補助物体１００に針を押し当てたときの補助物体１００の伸び率ごとの反力応答を示す。ここでいう破壊現象とは、補助物体１００に押し当てた針が補助物体１００を突き破ることを指し、外科処置の一つである穿刺を想定している。補助物体１００の伸び率は、図６（ａ）および図７（ａ）では０％、図６（ｂ）および図７（ｂ）では２０％、図６（ｃ）および図７（ｃ）では４０％である。各グラフの縦軸は反力（force）、横軸は針の先端の変位（displacement）を表す。なお、反力は針を押し込む方向を正方向としているため負値で表される。また、針の先端が補助物体１００の表面に触れるときの変位を０とする。 FIG. 6 shows the reaction force response for each elongation rate of the auxiliary object 100 when the needle is pressed against the auxiliary object 100 so that the destruction phenomenon does not occur in the auxiliary object 100. FIG. 7 shows a reaction force response for each elongation rate of the auxiliary object 100 when a needle is pressed against the auxiliary object 100 so that a destruction phenomenon occurs in the auxiliary object 100. The destructive phenomenon here means that the needle pressed against the auxiliary object 100 breaks through the auxiliary object 100, and puncture, which is one of surgical procedures, is assumed. The elongation percentage of the auxiliary object 100 is 0% in FIGS. 6 (a) and 7 (a), 20% in FIGS. 6 (b) and 7 (b), and in FIGS. 6 (c) and 7 (c). 40%. In each graph, the vertical axis represents the reaction force (force), and the horizontal axis represents the displacement of the tip of the needle. The reaction force is represented by a negative value because the direction in which the needle is pushed is positive. Further, the displacement when the tip of the needle touches the surface of the auxiliary object 100 is set to zero.
図６からわかるように、補助物体１００の反力の最大値は補助物体１００の伸び率にかかわらずほぼ同値であるが、特に補助物体１００の変位が小さい領域（概ね１０ｍｍ未満）においては補助物体１００の伸び率が大きい、すなわち、補助物体１００をより強い力で引き延ばすほど、補助物体１００の反力がより大きくなっている。したがって、補助物体１００を引き延ばす力を変化させることで、補助物体１００の表面の粘弾性、特に弾性をコントロールすることができる。 As can be seen from FIG. 6, the maximum value of the reaction force of the auxiliary object 100 is almost the same regardless of the elongation rate of the auxiliary object 100, but particularly in the region where the displacement of the auxiliary object 100 is small (approximately less than 10 mm). As the elongation rate of 100 is larger, that is, the auxiliary object 100 is stretched with a stronger force, the reaction force of the auxiliary object 100 becomes larger. Therefore, the viscoelasticity, particularly the elasticity of the surface of the auxiliary object 100 can be controlled by changing the force for extending the auxiliary object 100.
一方、図７からわかるように、補助物体１００の反力が最大値まで達すると針が補助物体１００を突き破り、すなわち、補助物体１００に破壊現象が発生し、その瞬間に反力が一気に弱まる。補助物体１００に破壊現象が発生する直前の最大反力および破壊現象の発生後に弱まった反力はそれぞれ補助物体１００の伸び率にかかわらずほぼ同値であるが、補助物体１００の伸び率の違いにより補助物体１００に破壊現象が発生するときの変位が異なっている。伸び率が０％のときは概ね２３ｍｍの変位で、伸び率が２０％のときは概ね１４ｍｍの変位で、伸び率が４０％のときは概ね１２ｍｍの変位で、それぞれ補助物体１００に破壊現象が発生している。したがって、補助物体１００を引き延ばす力を変化させることで、補助物体１００に破壊現象が生じるときの変位をコントロールすることができる。 On the other hand, as can be seen from FIG. 7, when the reaction force of the auxiliary object 100 reaches the maximum value, the needle breaks through the auxiliary object 100, that is, a destruction phenomenon occurs in the auxiliary object 100, and the reaction force weakens all at once. The maximum reaction force immediately before the occurrence of the destruction phenomenon in the auxiliary object 100 and the reaction force weakened after the occurrence of the destruction phenomenon are almost the same regardless of the elongation rate of the auxiliary object 100, but due to the difference in elongation rate of the auxiliary object 100. The displacement when the destruction phenomenon occurs in the auxiliary object 100 is different. When the elongation is 0%, the displacement is approximately 23 mm, when the elongation is 20%, the displacement is approximately 14 mm, and when the elongation is 40%, the displacement is approximately 12 mm. It has occurred. Therefore, by changing the force for extending the auxiliary object 100, it is possible to control the displacement when the destruction phenomenon occurs in the auxiliary object 100.
補助物体１００として、ゴムシート以外に、例えば、粘弾性材料で形成され、手術対象物の形状を模した立体形状物を用いることもできる。図８は、立体形状を有する補助物体１００を模式的に示す。図８の例の補助物体１００は肝臓を模したものであり、その内部は空洞になっている。この補助物体１００の内部に空気を送り込むことで、補助物体１００の表面の粘弾性が変化して補助物体１００の反力応答が変化する。図８の例のような補助物体１００を用いる場合、アクチュエータ２０は、補助物体１００に空気を送り込むための図示しないエアーコンプレッサを備えている。アクチュエータ２０は、当該エアーコンプレッサを制御して補助物体１００の内部の空気圧を変化させる。 In addition to the rubber sheet, for example, a three-dimensional object that is formed of a viscoelastic material and imitates the shape of the surgical object can be used as the auxiliary object 100. FIG. 8 schematically shows an auxiliary object 100 having a three-dimensional shape. The auxiliary object 100 in the example of FIG. 8 imitates the liver, and the inside is hollow. By sending air into the auxiliary object 100, the viscoelasticity of the surface of the auxiliary object 100 changes and the reaction force response of the auxiliary object 100 changes. When the auxiliary object 100 as in the example of FIG. 8 is used, the actuator 20 includes an air compressor (not shown) for sending air to the auxiliary object 100. The actuator 20 controls the air compressor to change the air pressure inside the auxiliary object 100.
また、アクチュエータ２０は、補助物体１００を振動させたり、拍動させたりして補助物体１００の反力応答を適宜変化させるようにしてもよい。 The actuator 20 may change the reaction force response of the auxiliary object 100 as appropriate by vibrating or pulsing the auxiliary object 100.
図１に戻り、表示デバイス３０および音響デバイス４０は、ハプティックＡＲを視聴覚的にサポートする補助デバイスである。表示デバイス３０は、手術器具１０１による手術の仮想映像を表示する。仮想映像では、仮想手術器具３０１と仮想手術対象物３０２がコンピュータグラフィックス（ＣＧ）により表示される。仮想手術器具３０１は手術器具１０１の動きに連動して動く。また、仮想手術対象物３０２は手術器具１０１の操作による補助物体１００の変形に応じて変形する。例えば、補助物体１００に手術器具１０１の先端を突き刺したとき、表示デバイス３０には仮想手術器具３０１の先端が仮想手術対象物３０２に突き刺さる映像が表示される。 Returning to FIG. 1, the display device 30 and the acoustic device 40 are auxiliary devices that support the haptic AR in an audiovisual manner. The display device 30 displays a virtual image of surgery performed by the surgical instrument 101. In the virtual image, the virtual surgical instrument 301 and the virtual surgical object 302 are displayed by computer graphics (CG). The virtual surgical instrument 301 moves in conjunction with the movement of the surgical instrument 101. Further, the virtual surgical object 302 is deformed according to the deformation of the auxiliary object 100 by the operation of the surgical instrument 101. For example, when the distal end of the surgical instrument 101 is pierced into the auxiliary object 100, an image in which the distal end of the virtual surgical instrument 301 is pierced into the virtual surgical object 302 is displayed on the display device 30.
ただし、仮想映像において仮想手術器具３０１の先端が仮想手術対象物３０２に触れるタイミングは、手術器具１０１の先端が補助物体１００に実際に触れる現実世界の事象ではなく、スタイラスジンバル１２の動きおよびそのＸ，Ｙ，Ｚ軸の各位置から判断して手術器具１０１の先端が補助物体１００に触れたと考えられる仮想世界の事象に合わせる。 However, the timing at which the tip of the virtual surgical instrument 301 touches the virtual surgical object 302 in the virtual image is not a real-world event where the tip of the surgical instrument 101 actually touches the auxiliary object 100, but the movement of the stylus gimbal 12 and its X Judging from the positions of the Y, Z, and Z axes, it matches the event in the virtual world where the tip of the surgical instrument 101 is considered to have touched the auxiliary object 100.
力覚提示デバイス１０は仮想世界の事象に合わせて反力を提示するため、例えば、手術器具１０１の先端が補助物体１００にまだ触れてもいないのに力覚提示デバイス１０に反力が生じることがある。このように現実世界と仮想世界との間で齟齬が生じるとユーザが違和感を感じるおそれがある。そこで、表示デバイス３０が、力覚提示デバイス１０が提示する反力に合った仮想映像を表示することで、ユーザは、手術器具１０１の先端が補助物体１００にまだ触れていないにもかかわらず、あたかも手術器具１０１の先端が補助物体１００に触れたかのように錯覚する。このように、人間の視覚情報による錯覚を利用して現実世界と仮想世界との間で生じる齟齬による違和感を低減することができる。 Since the force sense presentation device 10 presents a reaction force in accordance with an event in the virtual world, for example, a reaction force is generated in the force sense presentation device 10 even though the tip of the surgical instrument 101 has not yet touched the auxiliary object 100. There is. In this way, when a wrinkle occurs between the real world and the virtual world, the user may feel uncomfortable. Therefore, the display device 30 displays a virtual image that matches the reaction force presented by the force sense presentation device 10, so that the user can recognize that the tip of the surgical instrument 101 has not yet touched the auxiliary object 100. The illusion is as if the tip of the surgical instrument 101 touched the auxiliary object 100. In this way, it is possible to reduce the sense of incongruity caused by wrinkles that occur between the real world and the virtual world using the illusion of human visual information.
音響デバイス４０は、手術器具１０１による手術の効果音を再生する。手術の効果音は、例えば、仮想手術器具３０１が仮想手術対象物３０２に触れたときの音、仮想手術器具３０１が仮想手術対象物３０２を切開、穿刺、縫合などするときの音などである。 The acoustic device 40 reproduces the sound effect of the operation performed by the surgical instrument 101. The sound effect of surgery is, for example, a sound when the virtual surgical instrument 301 touches the virtual surgical object 302, a sound when the virtual surgical instrument 301 incises, punctures, sutures, or the like.
音響デバイス４０もまた力覚提示デバイス１０が提示する反力に合わせて効果音を再生する。特に重要なのは仮想手術器具３０１が仮想手術対象物３０２に触れたときの音である。上述したように、現実世界と仮想世界との間で齟齬が生じるとユーザが違和感を感じるおそれがある。そこで、音響デバイス４０が、力覚提示デバイス１０が提示する反力に合った効果音を再生することで、ユーザは、手術器具１０１の先端が補助物体１００にまだ触れていないにもかかわらず、あたかも手術器具１０１の先端が補助物体１００に触れたかのように錯覚する。このように、人間の聴覚情報による錯覚を利用して現実世界と仮想世界との間で生じる齟齬によるユーザの違和感を低減することができる。 The acoustic device 40 also reproduces sound effects in accordance with the reaction force presented by the force sense presentation device 10. Particularly important is a sound when the virtual surgical instrument 301 touches the virtual surgical object 302. As described above, when a wrinkle occurs between the real world and the virtual world, the user may feel uncomfortable. Therefore, the acoustic device 40 reproduces a sound effect that matches the reaction force presented by the force sense presentation device 10, so that the user can recognize that the tip of the surgical instrument 101 has not yet touched the auxiliary object 100. The illusion is as if the tip of the surgical instrument 101 touched the auxiliary object 100. In this way, it is possible to reduce the user's uncomfortable feeling caused by wrinkles that occur between the real world and the virtual world using the illusion of human auditory information.
制御装置５０は、力覚提示デバイス１０、アクチュエータ２０、表示デバイス３０、および音響デバイス４０と接続されており、これらを制御および駆動する。制御装置５０は、力覚提示システム専用のハードウェアであってもよいし、あるいは力覚提示システム用のコンピュータプログラムを実行する汎用コンピュータであってもよい。 The control apparatus 50 is connected to the force sense presentation device 10, the actuator 20, the display device 30, and the acoustic device 40, and controls and drives them. The control device 50 may be hardware dedicated to the haptic presentation system, or may be a general-purpose computer that executes a computer program for the haptic presentation system.
制御装置５０は、さまざまな手術対象物について実測された目標反力をデータベース化して保持している。ユーザは手術トレーニングを開始するにあたって、データベースの中から任意の手術対象物を選択することができるようになっている。ユーザによって手術対象物が選択されると、制御装置５０は、当該選択された手術対象物の目標反力に対して力覚提示デバイス１０およびアクチュエータ２０の各制御係数を決定する。そして、制御装置５０は、決定した各制御係数で力覚提示デバイス１０およびアクチュエータ２０を制御する。 The control device 50 stores the target reaction force measured for various surgical objects in a database. When starting the surgical training, the user can select any surgical object from the database. When the surgical object is selected by the user, the control device 50 determines the control coefficients of the force sense presentation device 10 and the actuator 20 with respect to the target reaction force of the selected surgical object. And the control apparatus 50 controls the force sense presentation device 10 and the actuator 20 with each determined control coefficient.
また、制御装置５０は、力覚提示デバイス１０からスタイラスジンバル１２の動きおよびそのＸ，Ｙ，Ｚ軸の各位置情報を受ける。制御装置５０は、当該情報から手術器具１０１の動き、特に手術器具１０１の先端の位置を計算し、当該計算結果に基づいて力覚提示デバイス１０が提示する反力に合った仮想映像および効果音を生成する。こうして生成された仮想映像および効果音は表示デバイス３０および音響デバイス３０によって表示および再生される。 Further, the control device 50 receives the movement of the stylus gimbal 12 and the position information of the X, Y, and Z axes from the force sense presentation device 10. The control device 50 calculates the movement of the surgical instrument 101 from the information, in particular, the position of the distal end of the surgical instrument 101, and based on the calculation result, the virtual image and sound effect suitable for the reaction force presented by the force sense presentation device 10 Is generated. The virtual image and sound effect generated in this way are displayed and reproduced by the display device 30 and the acoustic device 30.
以上のように、本実施形態によると、簡単な反力モデルを実現する比較的安価な力覚提示デバイス１０を用いて、切る（切開）、刺す（穿刺）、縫う（縫合）などの外科処置についてリアリティの高い力覚提示が可能となる。また、１種類の補助物体１００でさまざまな手術対象物の手術トレーニングが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, a surgical procedure such as cutting (incision), stab (puncture), and sewing (suture) is performed using the relatively inexpensive force sense presentation device 10 that realizes a simple reaction force model. It is possible to present a force sense with high reality. In addition, it is possible to perform surgical training on various surgical objects with one type of auxiliary object 100.
なお、さまざまな特性を有する補助物体１００を用意して、これら補助物体１００をアクチュエータ２０に適宜付け替えるようにすることで、手術トレーニング可能な手術対象物の選択幅をさらに広げることができる。 In addition, by preparing auxiliary objects 100 having various characteristics and appropriately replacing these auxiliary objects 100 with the actuators 20, it is possible to further expand the selection range of surgical objects that can be surgically trained.
本発明に係る力覚提示システムは、簡単な反力モデルを実現する比較的安価な力覚提示デバイスを用いてリアリティの高い力覚提示が可能であるため、手術トレーニングシステムなどに有用である。 The force sense presentation system according to the present invention is useful for a surgical training system and the like because force sense presentation with high reality can be performed using a relatively inexpensive force sense presentation device that realizes a simple reaction force model.
１０ 力覚提示デバイス
２０ アクチュエータ
３０ 表示デバイス（補助デバイス）
４０ 音響デバイス（補助デバイス）
５０ 制御装置
１００ 補助物体
１０１ 手術器具
10 haptic device 20 actuator 30 display device (auxiliary device)
40 Acoustic devices (auxiliary devices)
50 Control Device 100 Auxiliary Object 101 Surgical Instrument
Claims (4)
手術器具が装着可能であり、与えられた制御係数に応じて前記手術器具に対して前記補助物体からの反力に追加して反力を与える力覚提示デバイスと、
さまざまな手術対象物について実測された目標反力をデータベース化して保持し、前記データベースの中から選択された手術対象物の目標反力に対して前記力覚提示デバイスおよび前記アクチュエータの各制御係数を決定して、当該各制御係数で前記力覚提示デバイスおよび前記アクチュエータを制御する制御装置とを備えている
ことを特徴とする力覚提示システム。 An auxiliary object formed of a viscoelastic material can be mounted, and an actuator that acts on the auxiliary object according to a given control coefficient to change the viscoelasticity of the surface of the auxiliary object;
A force sense presentation device that can be mounted with a surgical instrument and applies a reaction force to the surgical instrument in addition to the reaction force from the auxiliary object according to a given control coefficient;
The target reaction force actually measured for various surgical objects is stored in a database, and the control coefficients of the force sense presentation device and the actuator are set for the target reaction force of the surgical object selected from the database. A force sense presentation system comprising: a control device that determines and controls the force sense presentation device and the actuator with each control coefficient.
前記補助物体は、ゴムシートで形成されており、
前記アクチュエータは、前記補助物体を引き延ばす力を変化させることで前記補助物体の表面の粘弾性を変化させる
ことを特徴とする力覚提示システム。 The force sense presentation system according to claim 1,
The auxiliary object is formed of a rubber sheet,
The haptic presentation system, wherein the actuator changes a viscoelasticity of a surface of the auxiliary object by changing a force for extending the auxiliary object.
前記補助物体は、手術対象物の形状を模した立体形状を有しており、その内部は空洞であり、
前記アクチュエータは、前記補助物体の内部の空気圧を変化させることで前記補助物体の表面の粘弾性を変化させる
ことを特徴とする力覚提示システム。 The force sense presentation system according to claim 1,
The auxiliary object has a three-dimensional shape imitating the shape of a surgical object, and its inside is a cavity,
The haptic presentation system, wherein the actuator changes a viscoelasticity of a surface of the auxiliary object by changing an air pressure inside the auxiliary object.
前記手術器具による手術の仮想映像および／または効果音を提示する補助デバイスを備え、
前記制御装置は、前記補助デバイスを駆動して、前記力覚提示デバイスが提示する反力に合った前記仮想映像および／または前記効果音を提示させる
ことを特徴とする力覚提示システム。 In the haptics presentation system according to any one of claims 1 to 3,
An auxiliary device for presenting virtual images and / or sound effects of surgery by the surgical instrument;
The control device drives the auxiliary device to present the virtual image and / or the sound effect suitable for the reaction force presented by the force sense presentation device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012262762A JP6032669B2 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Force display system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012262762A JP6032669B2 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Force display system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014109818A true JP2014109818A (en) | 2014-06-12 |
| JP6032669B2 JP6032669B2 (en) | 2016-11-30 |
Family
ID=51030440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012262762A Active JP6032669B2 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Force display system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6032669B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180077361A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-09 | 전자부품연구원 | Tactile generation device and medical simulator having the same |
| KR20190053621A (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-20 | 한양대학교 산학협력단 | Laparoscopic Surgical Simulator |
| JP2019532785A (en) * | 2016-09-12 | 2019-11-14 | シグネチャー ロボット リミテッド | Apparatus and method for supporting the use of tools |
| CN111643191A (en) * | 2018-04-27 | 2020-09-11 | 微创（上海）医疗机器人有限公司 | Surgical robot system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001084051A (en) * | 1999-09-13 | 2001-03-30 | Toshiba Corp | Tactie sense interface device and its method |
| JP2007316936A (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Gifu Univ | Tactile interface and control method |
| WO2008072756A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Reaction force presentation method and force presentation system |
| JP2008197483A (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Koken Co Ltd | Esd training model |
| JP2011096171A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | National Institute Of Information & Communication Technology | Multisensory interaction system |
-
2012
- 2012-11-30 JP JP2012262762A patent/JP6032669B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001084051A (en) * | 1999-09-13 | 2001-03-30 | Toshiba Corp | Tactie sense interface device and its method |
| JP2007316936A (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Gifu Univ | Tactile interface and control method |
| WO2008072756A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Reaction force presentation method and force presentation system |
| JP2008197483A (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Koken Co Ltd | Esd training model |
| JP2011096171A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | National Institute Of Information & Communication Technology | Multisensory interaction system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JPN6016016135; 上杉麗子 他: '"柔軟シートを用いたハプティック・デバイスに関する研究"' 第２１回日本ロボット学会学術講演会予稿集ＣＤ-ＲＯＭ , 20030920, ｐｐ．１-４ * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019532785A (en) * | 2016-09-12 | 2019-11-14 | シグネチャー ロボット リミテッド | Apparatus and method for supporting the use of tools |
| JP7136784B2 (en) | 2016-09-12 | 2022-09-13 | シグネチャー ロボット リミテッド | Apparatus and method for assisting tool use |
| US11786335B2 (en) | 2016-09-12 | 2023-10-17 | Kilburn & Strode LLP | Apparatus and method for assisting tool use |
| KR20180077361A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-09 | 전자부품연구원 | Tactile generation device and medical simulator having the same |
| KR102298444B1 (en) * | 2016-12-28 | 2021-09-07 | 한국전자기술연구원 | Tactile generation device and medical simulator having the same |
| KR20190053621A (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-20 | 한양대학교 산학협력단 | Laparoscopic Surgical Simulator |
| KR102055590B1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-12-13 | 한양대학교 산학협력단 | Laparoscopic Surgical Simulator |
| CN111643191A (en) * | 2018-04-27 | 2020-09-11 | 微创（上海）医疗机器人有限公司 | Surgical robot system |
| CN111643191B (en) * | 2018-04-27 | 2021-11-05 | 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 | Surgical robot system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6032669B2 (en) | 2016-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2896034B1 (en) | A mixed reality simulation method and system | |
| Escobar-Castillejos et al. | A review of simulators with haptic devices for medical training | |
| JP6049788B2 (en) | Virtual tool operation system | |
| Basdogan et al. | Force interactions in laparoscopic simulations: haptic rendering of soft tissues | |
| US20190000578A1 (en) | Emulation of robotic arms and control thereof in a virtual reality environment | |
| US20100248200A1 (en) | System, Method and Computer Program for Virtual Reality Simulation for Medical Procedure Skills Training | |
| JP2018142374A (en) | Information processing device | |
| US9214095B2 (en) | Surgical simulation model generating method, surgical simulation method, and surgical simulator | |
| JP2000066575A (en) | Touch device and its use method | |
| JP2009276996A (en) | Information processing apparatus, and information processing method | |
| Okamura et al. | Force feedback and sensory substitution for robot-assisted surgery | |
| JP6032669B2 (en) | Force display system | |
| US20110117530A1 (en) | Method and system of simulating physical object incisions, deformations and interactions therewith | |
| KR101092372B1 (en) | Hybrid medical simulation system and method | |
| CN211827846U (en) | Medical simulation system | |
| Wang et al. | Development of a microsurgery training system | |
| JP2004344491A (en) | Virtual surgery simulation system | |
| Olivieri et al. | Haptic feedback for control and active constraints in contactless laser surgery: concept, implementation, and evaluation | |
| Lam et al. | Computer-based virtual reality simulator for phacoemulsification cataract surgery training | |
| CN114120735A (en) | Cataract ultrasonic emulsification virtual operation training system | |
| Coles et al. | Haptic palpation for the femoral pulse in virtual interventional radiology | |
| WO2017106924A1 (en) | Tactile medical examination simulator | |
| Konietschke et al. | A multimodal training platform for minimally invasive robotic surgery | |
| Van et al. | Augmenting contact stiffness in passive haptics—Preliminary results with twisted string actuation | |
| JPH11219100A (en) | Medical simulator system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150804 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20150804 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160413 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160510 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160615 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160920 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161018 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6032669 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |