JP2016518877A - ソフトウェア構成可能なマニピュレータ自由度 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は2013年3月15日に出願された米国仮出願第61/793,093号の35USC119(e)の下の利益を主張する。全ての目的のために、その全開示をここに参照として援用する。
Claims (38)
- ロボットシステムの複数のマニピュレータアセンブリを制御する方法であって、
複数の関節空間インターフェース要素で第1の複数のセンサ信号を受信することを含み、該第1の複数のセンサ信号は、第1のマニピュレータアセンブリの関節状態を示し、前記第1の複数のセンサ信号は、前記関節空間インターフェース要素と前記第1のマニピュレータアセンブリの関節との間の第1のマッピングを介して、複数のコネクタ入力要素から受信され、該複数のコネクタ入力要素は、一度に1つのマニピュレータアセンブリにだけ連結するよう動作可能であり、
前記第1のマニピュレータアセンブリを制御するために、前記受信される第1の複数のセンサ信号を関節コントローラで処理することを含み、
第2のマニピュレータアセンブリの関節状態を示す第2の複数のセンサ信号を受信することを含み、該第2の複数のセンサ信号は、前記第1のマッピングと異なる前記関節空間インターフェース要素と前記第2のマニピュレータアセンブリの関節との間の第2のマッピングを介して、前記複数のコネクタ入力要素から受信され、
前記第2のマニピュレータアセンブリを制御するために、前記受信される第2の複数のセンサ信号を前記関節コントローラで処理することを含む、
方法。 - 前記第1のマニピュレータアセンブリ及び前記第2のマニピュレータアセンブリは、同じマニピュレータを含むが、異なるツールを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のマニピュレータアセンブリの前記関節のうちの少なくとも1つは、前記第2のマニピュレータアセンブリの関節の1つと異なる、
請求項1に記載の方法。 - 前記関節空間インターフェース要素は、マニピュレータアセンブリの自由度との所定の対応を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記処理される第1の複数のセンサ信号を前記第1のマニピュレータアセンブリの1つ又はそれよりも多くのアクチュエータに出力すること、及び
前記処理される第2の複数のセンサ信号を前記第2のマニピュレータアセンブリの1つ又はそれよりも多くのアクチュエータに出力することを更に含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記受信される第1の複数のセンサ信号に加えて、少なくとも1つの追加的な信号を処理して前記第1のマニピュレータアセンブリを制御することを更に含み、前記少なくとも1つの追加的な信号は、前記第1のマニピュレータアセンブリの少なくとも1つのシミュレートされる関節に対応する、
請求項1に記載の方法。 - 前記受信される第1の複数のセンサ信号を処理することは、前記関節空間インターフェース要素で受信される1つ又はそれよりも多くの信号を用いるアルゴリズムを実行することを含み、該用いられる信号は、前記アルゴリズムのために受信される入力データに基づき選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記受信される第1の複数のセンサ信号を処理することは、前記関節空間インターフェース要素で受信される1つ又はそれよりも多くの信号を用いるアルゴリズムを実行することを含み、該用いられる信号は、前記関節空間インターフェース要素とマニピュレータアセンブリの自由度との間の所定の対応に基づき選択される、請求項1に記載の方法。
- 第1の関節グループ分け定義が前記第1のマニピュレータアセンブリと関連付けられ、前記第1のマニピュレータアセンブリに特異な前記関節空間インターフェース要素の複数のグループ分けを定め、第2の関節グループ分け定義が前記第2のマニピュレータアセンブリと関連付けられ、前記第2のマニピュレータアセンブリに特異な前記関節空間インターフェース要素の複数グループ分けを定める、請求項8に記載の方法。
- 第2のアルゴリズムを実行することと同時に第1のアルゴリズムを実行する前記関節コントローラを更に含み、前記第1のアルゴリズムは、前記第1のマニピュレータアセンブリに特異な前記グループ分けのうちの第1のものからの信号を前記第1のアルゴリズムへの入力として用い、前記第2のアルゴリズムは、前記第1のマニピュレータアセンブリに特異な前記グループ分けのうちの第2のものからの信号を前記第2のアルゴリズムへの入力として用いる、請求項9に記載の方法。
- 第4のアルゴリズムを実行することと同時に第3のアルゴリズムを実行する前記関節コントローラを更に含み、前記第3のアルゴリズムは、前記第2のマニピュレータアセンブリに特異な前記グループ分けのうちの第1のものからの信号を前記第3のアルゴリズムへの入力として用い、前記第4のアルゴリズムは、前記第2のマニピュレータアセンブリに特異な前記グループ分けのうちの第2のものからの信号を前記第4のアルゴリズムへの入力として用いる、請求項10に記載の方法。
- 複数の作業空間インターフェース要素で関節空間出力信号を受信することを更に含み、該関節空間出力信号は、前記関節空間インターフェース要素から受信され、前記関節空間出力信号は、マニピュレータアセンブリの少なくとも1つの自由度に対応し、前記関節空間出力信号は、前記作業空間インターフェース要素と前記関節空間インターフェース要素との間のマッピングを介して受信され、
前記マニピュレータアセンブリを制御するように動作可能な作業空間出力信号を生成するために、前記受信される関節空間出力信号を作業空間コントローラで処理することを更に含み、
前記作業空間出力信号を前記関節空間インターフェース要素に伝えることを更に含む、
請求項1に記載の方法。 - ロボットシステムの複数のマニピュレータアセンブリを制御する方法であって、
複数の作業空間インターフェース要素で第1の関節空間出力信号を受信することを含み、該第1の関節空間出力信号は、複数の関節空間インターフェース要素で受信され、前記第1の関節空間出力信号は、第1のマニピュレータアセンブリの少なくとも1つの自由度に対応し、前記第1の関節空間出力信号は、前記作業空間インターフェース要素と前記関節空間インターフェース要素との間の第1のマッピングを介して受信され、
前記第1のマニピュレータアセンブリを制御するために、前記受信される第1の関節空間出力信号を作業空間コントローラで処理することを含み、
前記作業空間インターフェース要素で第2の関節空間出力信号を受信することを含み、該第2の関節空間出力信号は、前記関節空間インターフェース要素から受信され、前記第2の関節空間出力信号は、前記第1のマニピュレータアセンブリと異なる第2のマニピュレータアセンブリの少なくとも1つの自由度に対応し、前記第2の関節空間出力信号は、前記第1のマッピングと異なる前記作業空間インターフェース要素と前記関節空間インターフェース要素との間の第2のマッピングを介して受信され、
前記第2のマニピュレータアセンブリを制御するために、前記受信される第2の関節空間出力信号を前記作業空間コントローラで処理することを含む、
方法。 - 前記作業空間インターフェース要素の少なくとも1つは、前記関節空間インターフェース要素のいずれにもマッピングされない、請求項13に記載の方法。
- 前記第1の関節空間出力信号を受信することは、複数の作業空間インターフェース要素で、単一の関節空間インターフェース要素によってもたらされる関節空間出力信号を受信することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記複数の作業空間インターフェース要素は、マニピュレータアセンブリの複数のリンクを制御するように動作可能であり、前記リンクのうちの1つのリンクの動きは、前記関節空間出力信号によって独立して制御され、他のリンクの動きは、前記独立して制御されるリンクに依存する、請求項15に記載の方法。
- 前記第1の関節空間出力信号を受信することは、前記第1のマニピュレータアセンブリのシミュレートされる自由度に対応する関節空間インターフェース要素によってもたらされる関節空間出力信号を受信することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記第1のマニピュレータアセンブリが、前記シミュレートされる自由度に対応する関節空間インターフェース要素以外の関節空間インターフェース要素から伝えられる制御信号に基づき制御されるよう、前記シミュレートされる自由度に対応する前記関節空間インターフェース要素は、如何なる制御信号をも前記第1のマニピュレータアセンブリに伝えない、請求項17に記載の方法。
- 前記処理される第1の関節空間出力信号を前記関節空間インターフェース要素に出力すること、及び
前記処理される第2の関節空間出力信号を前記関節空間インターフェース要素に出力することを更に含む、
請求項13に記載の方法。 - 患者に対して手術を行う遠隔手術システムであって、
支持構造と、
該支持構造に連結されるコントローラとを含み、
前記支持構造は、そのコネクタで、複数の異なるマニピュレータを受け取り、各マニピュレータは、複数の自由度を有し、
前記コントローラは、複数のマップを含み、各マップは、信号を前記マニピュレータのうちの1つから関節空間レイヤー及び作業空間レイヤーの少なくとも一方にマッピングするように構成され、前記マップは、互いに異なる、
遠隔手術システム。 - 各マニピュレータアセンブリは、マニピュレータアームと、該マニピュレータアームに機械的に連結される器具とを含む、請求項20に記載の遠隔手術システム。
- 前記器具及び前記マニピュレータアームの各々は、前記マニピュレータアセンブリの自由度のうちの少なくとも1つを含む、請求項21に記載の遠隔手術システム。
- 各マニピュレータは、複数のセンサと、前記マニピュレータの前記自由度を制御する複数のモータとを含み、前記マニピュレータに対応する前記マップは、前記センサと前記関節空間レイヤーとの間で並びに前記モータと前記関節空間レイヤーとの間で信号をマッピングする、請求項20に記載の遠隔手術システム。
- 各マニピュレータから関節空間レイヤー及び作業空間レイヤーの少なくとも一方に信号をマッピングすることは、前記関節空間レイヤーと前記作業空間レイヤーとの間で信号をマッピングすることを含む、請求項20に記載の遠隔手術システム。
- 各マップは、前記コネクタの入力要素と関節空間インターフェース要素との間をマッピングすることを含む、請求項20に記載の遠隔手術システム。
- 各マップは、前記コネクタの前記入力要素と前記関節空間インターフェース要素のサブセットとの間をマッピングすることを含む、請求項25に記載の遠隔手術システム。
- 前記コネクタの前記入力要素と前記関節空間インターフェース要素の前記サブセットとの間でマッピングすることは、異なるマニピュレータアセンブリについて異なる、請求項26に記載の遠隔手術システム。
- 前記サブセットの大きさは、異なるマニピュレータアセンブリについて異なる、請求項26に記載の遠隔手術システム。
- 各マップは、関節空間インターフェース要素と作業空間インターフェース要素との間をマッピングすることを含む、請求項20に記載の遠隔手術システム。
- 1つの関節空間インターフェース要素が複数の作業空間インターフェース要素にマッピングされる、請求項29に記載の遠隔手術システム。
- 前記作業空間インターフェース要素は、前記マニピュレータのうちの1つのマニピュレータの多数のコンポーネントに対応し、該コンポーネントは、並列機構を形成する、請求項29に記載の遠隔手術システム。
- 前記関節空間インターフェース要素のうちの少なくとも1つは、マニピュレータ内でシミュレートされる関節に対応し、作業空間インターフェース要素にマッピングされる、請求項29に記載の遠隔手術システム。
- 患者に対して手術を行う遠隔手術システムであって、
複数の手術ツールの状態を制御するコントローラと、
該コントローラに連結される複数のマニピュレータとを含み、
各マニピュレータは、機械的インターフェースと、電気的インターフェースとを含み、前記機械的インターフェースは、前記マニピュレータを手術ツールに機械的に連結するように動作可能であり、前記電気的インターフェースは、前記コントローラと前記マニピュレータに接続される前記手術ツールとの間で情報を伝えるように動作可能であり、
各マニピュレータは、前記機械的インターフェースを介して複数の異なる手術ツールに連結するように動作可能であり、前記電気的インターフェースは、各手術ツールについて異なる、
遠隔手術システム。 - 各手術ツールの前記電気的インターフェースは、複数の電気接点を含み、各電気接点は、前記手術ツールの自由度に情報を伝えるように動作可能である、請求項33に記載の遠隔手術システム。
- 異なる手術ツールにおける同じ電気接点が、各手術ツールにおける異なる自由度に情報を伝えるように動作可能である、請求項34に記載の遠隔手術システム。
- 各マニピュレータの前記電気的インターフェースは、複数の電気接点を含み、各電気接点は、前記マニピュレータの自由度と関連付けられる、請求項33に記載の遠隔手術システム。
- 各電気接点は、前記複数の手術ツールの全てについて同じ自由度と関連付けられる、請求項36に記載の遠隔手術システム。
- 前記機械的インターフェースは、前記複数の手術ツールについて同じである、請求項33に記載の遠隔手術システム。
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