JP2021151686A - 制御装置及び制御方法、並びにノードシステム - Google Patents

制御装置及び制御方法、並びにノードシステム Download PDF

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Abstract

【課題】連動する複数のノードからなるシステムにおいて、各ノードの状態を相互監視して自ノードの動作を制御する制御装置を提供する。【解決手段】複数のノードからなるシステムにおける１つのノードを制御する制御装置は、自ノードの状態を保持する保持部と、他のノードの状態を入力する入力部と、前記保持部に保持される自ノードの状態と前記入力部から入力された他のノードの状態に基づいて、自ノードの状態を判定する判定部を具備する。前記入力部は、前記状態解除信号が入力されてから所定のデッドタイムの期間だけ他ノードの状態の入力を無効化する。【選択図】 図３

Description

本明細書で開示する技術（以下、「本開示」とする）は、連動する複数のノードからなるシステムにおけるノード毎の制御を行う制御装置及び制御方法、並びにノードシステムに関する。
医療分野では、マスタスレーブ方式の手術支援システムが導入されつつある。その他のさまざまな産業分野においても、マスタスレーブ方式の遠隔操作システムが普及してきている。マスタスレーブ方式のシステムは、基本的に、マスタ側装置とスレーブ側装置の組み合わせで構成される。マスタ側装置とスレーブ側装置は、例えば有線又は無線の通信媒体を介して相互接続されており、オペレータがマスタ側装置に対して入力した指示は通信媒体を介して転送され、スレーブ側装置は受信した指示に従って、ロボットやマニピュレータなどの駆動を制御する。また、スレーブ側でのロボットやマニピュレータなどの動作を撮影したカメラの映像は通信媒体を介して転送され、マスタ側では受信した映像をディスプレイに表示する。したがって、オペレータは、カメラで撮影した映像を確認しながら、マスタ側装置に対して次の指示を入力することができる。
マスタスレーブ方式のシステムでは、例えば、マスタ側装置とスレーブ側装置の間で、オペレータによる入力とロボットやマニピュレータの位置、及び力の状態を一致させるために、バイラテラル方式のフィードバック制御が採用される（特許文献１を参照のこと）。
マスタスレーブ方式のシステムにおけるマスタ側装置とスレーブ側装置は、それぞれ独立した装置であるが、協調して動作する。例えば、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）方式を採用してマスタ側装置とスレーブ側装置の同期をとる制御システムが提案されている（特許文献２を参照のこと）。
また、マスタ側装置とスレーブ側装置のいずれか一方が非常停止した場合には、他方の停止を補償する必要がある。例えば、マスタ側装置とスレーブ側装置の各々に安全回路を設けて、マスタ側装置とスレーブ側装置が相互監視するロボットシステムが提案されている（特許文献３を参照のこと）。
特開２０１９−１３０６０２号公報 特開２００６−２４４２６４号公報 特開２０１７−１００２１２号公報
本開示の目的は、連動する複数のノードからなるシステムにおいて、各ノードの状態を相互監視して自ノードの動作を制御する制御装置及び制御方法、並びにノードシステムを提供することにある。
本開示の第１の側面は、複数のノードからなるシステムにおける１つのノードを制御する制御装置であって、
自ノードの状態を保持する保持部と、
他のノードの状態を入力する入力部と、
前記保持部に保持される自ノードの状態と前記入力部から入力された他のノードの状態に基づいて、自ノードの状態を判定する判定部と、
を具備する制御装置である。
前記保持部は、状態解除信号が入力されるまで自ノードの状態を保持する。また、前記入力部は、前記状態解除信号が入力されてから所定のデッドタイムの期間だけ他ノードの状態の入力を無効化する。前記システムにおけるノード間の伝送遅延に基づいた前記デッドタイムが設定される。
第１の側面に係る制御装置は、自ノード内の複数種類の状態と、前記判定部が判定した状態を統合して判定する統合判定部をさらに備える。自ノードは複数の駆動部を含み、前記統合判定部の判定結果に基づいて各駆動部への制御信号の出力を制御する。
また、本開示の第２の側面は、複数のノードからなるシステムにおける１つのノードを制御する制御方法であって、
自ノードの状態を保持する保持ステップと、
他のノードの状態を入力する入力ステップと、
前記保持ステップにおいて保持された自ノードの状態と前記入力ステップにおいて入力された他のノードの状態に基づいて、自ノードの状態を判定する判定ステップと、
を有する制御方法である。
また、本開示の第３の側面は、
複数のノードからなり、少なくとも一部のノードは、
自ノードの状態を保持する保持部と、他のノードの状態を入力する入力部と、前記保持部に保持される自ノードの状態と前記入力部から入力された他のノードの状態に基づいて自ノードの状態を判定する判定部を備えた監視装置を装備する、
ノードシステムである。
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
本開示によれば、連動する複数のノードからなるシステムにおいて、各ノードの状態を相互監視して、他のノードの状態に高速且つ低遅延で連動して自ノードの動作を制御する制御装置及び制御方法、並びにノードシステムを提供することができる。
なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本開示によりもたらされる効果はこれに限定されるものではない。また、本開示が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。
本開示のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
図１は、手術支援システム１の外観の構成例を示した図である。 図２は、手術支援システム１の外観の構成例示した図である。 図３は、相互監視システム３００の構成例を示した図である。 図４は、図２に示した手術支援システム１のネットワークトポロジーを示した図である。 図５は、相互監視システム５００の構成例を示した図である。 図６は、状態監視装置６００の構成例を示した図である。 図７は、図６に示した状態監視装置６００を装備するノードにおける安全動作フローを示したフローチャートである。 図８は、双腕の手術支援システムのネットワークトポロジーの変形例を示した図である。 図９は、手術支援システムのネットワークトポロジーのさらに他の構成例を示した図である。 図１０は、手術支援システムのネットワークトポロジーのさらに他の構成例を示した図である。 図１１は、相互監視システムにおいて一方のノードから出力した遅延計測パルスがノード間を往復して帰ってくる様子を示した図である。 図１２は、相互監視システムにおいて遅延計測パルスを送受信するタイミングチャートを示した図である。 図１３は、双腕の手術支援システムのネットワークトポロジーを示した図である。 図１４は、図１３に示した手術支援システムの動作モードと通信条件を示した図である。 図１５は、安全トルクオフ判定部６２１、ブレーキ解除判定部６２３、及びレーザ出力オン判定部６２５が共通する回路構成を示した図である。
以下、図面を参照しながら本開示に係る技術について、以下の順に従って説明する。
Ａ．システム構成
Ｂ．相互監視システム
Ｃ．多ノードシステムに組み込まれる相互監視システム
Ｄ．状態監視装置の詳細構成
Ｅ．安全動作フロー
Ｆ．ノードシステムの変形例
Ｇ．デッドタイムの設定
Ｈ．動作モードと通信条件
Ｉ．効果
Ａ．システム構成
図１には、マスタスレーブシステムの一例としての手術支援システム１の外観の構成例を示している。図示の手術支援システム１は、双腕のマスタスレーブシステムである。手術台１１には、患者１２が仰向けに寝かせられている。また、手術台１１の右側には右手用スレーブ装置１３が設置され、手術台１１の左側には左手用スレーブ装置１４が設置されている。右手用スレーブ装置１３及び左手用スレーブ装置１４の先端には、鉗子や気腹チューブ、エネルギー処置具、攝子、レトラクタなどのうちいずれかからなる処置具がそれぞれ取り付けられている。
また、手術台１から離間した場所にある操作台１５の右側及び左側には、右手用スレーブ装置１３を遠隔操作するための右手用マスタ装置１６と、左手用スレーブ装置１４を遠隔操作するために左手用マスタ装置１７がそれぞれ配設されている。右手用マスタ装置１６の先端には、オペレータが右手で保持する操作部１８が取り付けられ、左手用マスタ装置１７の先端には、オペレータが左手で保持する操作部１９が取り付けられている。
また、手術台１１の上方には、患者の患部の様子を撮像するカメラが先端に取り付けられたカメラ部２０が設置されている。カメラはステレオカメラで、カメラ部２０は３Ｄ映像を撮影するようにしてもよい。カメラ部２０はオペレータが操作する操作部によって操作され撮影角度や距離、フォーカス調整などのカメラ操作のうち少なくとも１つが行われてもよいし（この場合、右手用または左手用マスタ装置による操作対象を、対応するスレーブ装置からカメラ部へ切り替える操作が必要となる）、カメラ部２０が自律的に動作してもよい。一方、操作台１５の近傍にはモニタ２１が設置されている。モニタ２１には、カメラ部２０により撮影した患部の映像が映し出される。カメラ部２０がステレオカメラで撮影する場合には、モニタ２１には３Ｄ映像が表示される。
オペレータ（術者）は、モニタ２１に映し出された右手用スレーブ装置１３及び左手用スレーブ装置１４の先端の処置具並びに患部の様子を見ながら、右手で右手用マスタ装置１６を操作するとともに、左手で左手用マスタ装置１７を操作する。右手用スレーブ装置１３及び左手用スレーブ装置１４は、それぞれ右手用マスタ装置１６及び左手用マスタ装置１７の動きに同期した動きをする。このようにして、オペレータ（術者）は、右手用マスタ装置１６と左手用マスタ装置１７を操作することによって、手術台１１上の患者１２に対して、右手用スレーブ装置１３及び左手用スレーブ装置１４を使って遠隔手術を行うことができる。
図２には、手術支援システム１の機能的構成例を概略的に示している。手術支援システム１は、双腕のマスタスレーブシステムであるが、バイラテラル方式のフィードバック制御が適用されることを想定している。
スレーブ側では、手術台１１の上方に、患者の患部の様子を撮像するカメラ（ステレオカメラ）が先端に取り付けられたカメラ部２０が設置されている。カメラは例えば顕微鏡や外視鏡、内視鏡であってもよい。ＣＣＵ（Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１２３は、カメラの撮影画像を処理して、マスタ側に転送する。マスタ側では、操作台１５の近傍にモニタ２１が設置されている。モニタ２１は、カメラ部２０により撮影した患部の映像を映し出す。カメラ部２０がステレオカメラで撮影する場合には、モニタ２１は３Ｄ映像を表示する。
オペレータ（術者）は、モニタ２１に映し出された右手用スレーブ装置１３及び左手用スレーブ装置１４の先端の処置具並びに患部の様子を見ながら、右手で右手用マスタ装置１６を操作するとともに、左手で左手用マスタ装置１７を操作する。
右手用マスタ制御装置１１１及び制御プロセッサ１１３は、オペレータが右手用マスタ装置１６を操作した量に応じた右手用スレーブ装置１３の制御信号を生成して、右手用スレーブ制御装置１２１に転送する。また、左手用マスタ制御装置１１２及び制御プロセッサ１１３は、オペレータが左手用マスタ装置１７を操作した量に応じた左手用スレーブ装置１４の制御信号を生成して、左手用スレーブ制御装置１２２に転送する。
なお、ＣＣＵ１２３からモニタ２１への映像信号の転送と、マスタ制御装置１１１及び１１２からスレーブ制御装置１２１及び１２２への制御信号の転送は、同期がとれているものとする。
制御プロセッサ１１３は、右手用マスタ制御装置１１１、左手用マスタ制御装置１１２、右手用スレーブ制御装置１２１、左手用スレーブ制御装置１２２の各々を介して、右手用マスタ装置１６、左手用マスタ装置１７、右手用スレーブ装置１３、左手用スレーブ装置１４の運動制御演算を行う。具体的には、制御プロセッサ１１３は、これらマスタ装置及びスレーブ装置に搭載されたエンコーダや力センサの検出値を読み込んで、モータの電流指令値の計算や、モータの電磁ブレーキの制御のための演算を行う。
右手用スレーブ制御装置１２１は、右手用マスタ制御装置１１１から受信した制御信号に基づいて、右手用スレーブ装置１３の駆動を制御する。また、左手用スレーブ制御装置１２２は、左手用マスタ制御装置１１２から受信した制御信号に基づいて、左手用スレーブ装置１４の駆動を制御する。
したがって、右手用スレーブ装置１３及び左手用スレーブ装置１４は、それぞれ右手用マスタ装置１６及び左手用マスタ装置１７の動きに同期した動きをする。このようにして、オペレータ（術者）は、右手用マスタ装置１６と左手用マスタ装置１７を操作することによって、手術台１１上の患者１２に対して、右手用スレーブ装置１３及び左手用スレーブ装置１４を使って遠隔手術を行うことができる。
マスタとスレーブは、通常、１０ｍ程度離れた位置に配置される。但し、それ以上（例えば数１０ｋｍ）マスタとスレーブが離れていてもよい。マスタとスレーブ間の接続には光ファイバケーブル１３０が使用される。但し、同軸ケーブルやＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ケーブルなど別の通信メディアを使用してマスタとスレーブ間を接続してもよい。
手術支援システム１は、安全監視を除いては、基本的には各部が同期して動作する同期システムである。制御プロセッサ１１３は、手術支援システム１内の各部に制御信号を供給する。そして、右手用マスタ制御装置１１１、左手用マスタ制御装置１１２、右手用スレーブ制御装置１２１、左手用スレーブ制御装置１２２の各々の制御ソフトウェアは、制御プロセッサ１１３からの制御信号に基づいて、同期的に動作する。
Ｂ．相互監視システム
図１並びに図２に示した手術支援システム１の構成において、マスタ装置１６及び１７とスレーブ装置１３及び１４は、連動して協調動作するが、基本的には互いに独立した装置であり、各々に個別に非常停止スイッチ（図１及び図２には図示しない）が設置されることが想定される。マスタ装置１６及び１７を操作するオペレータ（術者）は、マスタ装置１６及び１７のいずれか一方に故障や動作の不具合が起きたことに気づくと、その装置の非常停止スイッチを押して停止させるが、他方のマスタ装置及びスレーブ装置１３及び１４もこれに高速に応答して低遅延で停止させる必要がある。また、手術台１付近で手術を補助する手術助手などは、スレーブ装置１３及び１４のいずれか一方に故障や動作の不具合が起きたことに気づくと、その装置の非常停止スイッチを押して停止させるが、他方のスレーブ装置及びマスタ装置１６及び１７もこれに高速に応答して低遅延で停止させる必要がある。
手術支援システム１は、基本的には同期がとれたシステムであり、マスタ（右手用マスタ制御装置１１１及び左手用マスタ制御装置１１２）とスレーブ（右手用スレーブ制御装置１２１及び左手用スレーブ制御装置１２２）、カメラ（ＣＣＵ１２３）、並びに制御プロセッサ１１３は、外部同期回路によりクロックレベルで同期がとられている。
他方、例えばマスタ又はスレーブのいずれか一方で非常停止スイッチが押されたときには、他方も高速に応答して低遅延で連動して停止させる必要がある。例えばイーサキャットやメカトロリンクといった通信プロトコルを利用して同期方式でマスタ及びスレーブ双方の安全監視を行おうとすると、１ｋＨｚといった制御周期で非常停止スイッチが押されたことを検出して、マスタ及びスレーブの双方を停止させることができるが、高速、低遅延とは言い難い。このため、本開示に係る手術支援システム１は、高速でマスタとスレーブ間で相互監視を行うことを目的として、安全監視に関しては、通信プロトコルを用いない非同期回路で構成されている。
図２に示す手術支援システム１の構成では、右手用マスタ制御装置１１１、左手用マスタ制御装置１１２、制御プロセッサ１１３、右手用スレーブ制御装置１２１、左手用スレーブ制御装置１２２、及びＣＣＵ１２３の各々に、個別の非常停止スイッチが設置されることが想定される。そして、これらのうちいずれか１つの装置の非常停止スイッチが押されると、その他のすべての装置も、非同期で高速且つ低遅延で連動して停止される。
図３には、手術支援システム１に適用される相互監視システム３００の構成例を示している。実際の手術支援システム１では、右手用マスタ制御装置１１１と右手用スレーブ制御装置１２１間、右手用マスタ制御装置１１１と左手用スレーブ制御装置１２２間、右手用マスタ制御装置１１１と左手用マスタ制御装置１１２間など、非常停止動作を高速且つ低遅延で連動させるべき複数の装置の組み合わせに対して、相互監視システム３００が組み込まれることが想定される。但し、図３では、説明の便宜上、１つのマスタ側安全監視装置３１０及び１つのスレーブ側安全監視装置３２０の組み合わせからなる場合の相互監視システム３００の構成例に簡素化して描いている。マスタ側安全監視装置３１０は、例えば右手用マスタ制御装置１１１又は左手用マスタ制御装置１１２のいずれかであり、スレーブ側安全監視装置３２０は、例えば右手用スレーブ制御装置１２１又は左手用スレーブ制御装置１２２のいずれかである。なお、図２及び図３では簡素化のため図示を省略したが、伝送メディアに光ファイバケーブル１３０を利用する場合、実際の回路構成では、例えば、送信側は伝送データをパラレルシリアル変換するＰＳ変換器及び電気信号を光信号に変換するＥＯ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ／Ｏｐｔｉｃａｌ）変換器を備え、受信側では光信号を電気信号に変換するＯＥ（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ）変換器及び受信データをシリアルパラレル変換するＳＰ変換器を備えてもよい。
まず、マスタ側安全監視装置３１０の構成について説明する。マスタ側安全監視装置３１０では、停止スイッチ（例えば非常停止スイッチ）が押されたときに停止信号（例えば非常停止信号）３１１が、ラッチ（ＬＡＴ）３１２を介して、マスタ状態判定部３１３に入力される。
非常停止スイッチが一度押されると、非常停止スイッチを解除しても、非常停止スイッチが押された状態がラッチ３１２に保持されたままである。ラッチ３１２は、ラッチ解除信号３１４によって非常停止スイッチの非常停止状態を解除する。したがって、非常停止スイッチが一度押されて、ラッチ解除信号３１４が入力されるまでの間、マスタ状態判定部３１３には、非常停止信号３１１が入力され続ける。ラッチ解除信号３１４は、例えば、マスタ側安全監視装置３１０の上位ソフトウェアから出力されることを想定している。上位ソフトウェアは、マスタ側安全監視装置３１０の復帰シーケンスにおいて、マスタ内の各部の状態を監視して、非常停止から復帰可能かどうかを判定する。各部の状態を監視するためのセンサがマスタ内に配置されていてもよい。あるいは、上位ソフトウェアは、オペレータなど外部から入力される指示に基づいて、非常停止から復帰可能かどうかを判定するようにしてもよい。上位ソフトウェアは、非常停止状態から復帰してよいと判定したときには、ラッチ解除信号３１４を出力する。なお、マスタ側安全監視装置３１０は、スレーブ側安全監視装置３２０とは非同期で動作するが、復帰シーケンスを制御する上位ソフトウェアは、スレーブ側の上位ソフトウェアとともに、制御プロセッサ１１３からの制御信号に基づいて同期的に動作する。
また、スレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７（後述）が、光ファイバケーブル１３０を介して伝搬され、マスタ側安全監視装置３１０にも入力される。スレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７は、光ファイバケーブル１３０を介して伝搬される。マスタ側安全監視装置３１０及びスレーブ側安全監視装置３２０の一方の光モジュールから照射されたレーザ光の信号が、光ファイバケーブル１３０内を通過して、他方で受信処理することで、マスタ側安全監視装置３１０とスレーブ側安全監視装置３２０間の通信が実現する。光ファイバケーブル１３０が外れた開放状態で装置から不要なレーザ光が照射されると、被ばくによる事故が発生する危険がある。
なお、光ファイバケーブル１３０の配線長は、マスタ側安全監視装置３１０とスレーブ側安全監視装置３２０間の距離にほぼ等しく、例えば１０ｍ程度である。したがって、スレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７がマスタ側安全監視装置３１０に伝搬するまでの間には、１〜１０マイクロ秒程度の伝送遅延がある。この伝送遅延には、光ファイバケーブル１３０を介したデータ送受信時におけるＰＳ−ＳＰ変換やＥＯ−ＯＥ変換での遅延時間が含まれる。
マスタ状態判定部３１３は、ＡＮＤ（論理積）ゲートで構成され、非常停止信号３１１と、スレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７との論理積をとって、マスタ自身が非常停止したネゲート状態又は非常停止が解除されたアサート状態のいずれであるかを示す状態信号３１７を、マスタ側安全監視装置３１０内の制御対象装置に出力する。マスタ状態判定部３１３は、非常停止信号３１１が入力されたとき、又は、スレーブ側安全監視装置３２０からネゲート状態（例えば非常停止状態）を示す状態信号が入力されたときには、ネゲート状態の状態信号３１７を出力する。そして、マスタ内の制御対象装置（例えば、右手用マスタ装置１６、左手用マスタ装置１７）は、ネゲート状態では動作を停止させ、アサート状態では動作を開始又は再開する。また、マスタ状態判定部３１３から出力される状態信号３１７は、スレーブ側にも伝送されるので、スレーブ側安全監視装置３２０は、マスタ側の非常停止に連動してスレーブを非常停止させることができる。
但し、スレーブ側安全監視装置３２０から伝送される状態信号３２７は、スイッチ３１５を介してマスタ状態判定部３１３に入力される。また、デッドタイム（ＤＥＴ）検出部３１６は、マスタが非常停止から復帰する際に、ラッチ解除信号３１４が入力されてから所定のデッドタイムが経過するのを検出する。スイッチ３１５は、デッドタイム検出部３１６がラッチ解除からデッドタイムが経過したことを検出した結果に基づいて、オフからオンに切り替わる。したがって、ラッチ解除からデッドタイムが経過するまでの間はスイッチ３１５がオフ状態であり、マスタ状態判定部３１３は、デッドタイムが経過までの間はスレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７を無視又は無効化する。
ここで、デッドタイムは、非常停止からの復帰時に、マスタ状態判定部３１３がマスタ側の状態判定を行わない時間である。言い換えれば、マスタ側安全監視装置３１０が安全監視を行わない不感帯となる時間を意味する。スレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７がマスタ側安全監視装置３１０に届くまでには、光ファイバケーブル１３０の配線長に応じた伝送遅延が生じる。この伝送遅延には、光ファイバケーブル１３０を介したデータ送受信時におけるＰＳ−ＳＰ変換やＥＯ−ＯＥ変換での遅延時間が含まれる。例えば、光ファイバケーブル１３０の配線長が１０ｍであれば、１〜１０マイクロ秒程度の伝送遅延がある。すなわち、スレーブ側が非常停止から復帰したことがスレーブ側安全監視装置３２０からマスタ側安全監視装置３１０に通知されるまでには、伝送遅延がある。
デッドタイム検出部３１６に、伝送遅延時間（又は、光ファイバケーブル１３０の配線長）に連動した最小限の時間からなるデッドタイム（ＤＥＴ）を設定して、マスタ内でラッチが解除されてからデッドタイムが経過するまではスイッチ３１５をオフにして、スレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７に対する不感帯を設ける。これによって、マスタ側だけが非常停止から復帰する状況を回避して、マスタとスレーブが連動して非常停止から復帰できるようにすることができる。スイッチ３１５とデッドタイム検出部３１６は、マスタが非常停止から復帰するときのデッドタイムを設ける復帰回路３１８（図３中、グレーで塗り潰した領域）を構成する。復帰回路３１８は、デッドタイムを設定するためのレジスタなどの記憶要素や、入力をデッドタイムだけ無効化するための遅延回路などを備えている。
続いて、マスタ側安全監視装置３１０の動作について説明する。非常停止スイッチが一度押されると、非常停止スイッチが押された状態がラッチ３１２に保持される。そして、マスタ状態判定部３１３は、非常停止信号３１１と、スレーブ側安全監視装置３２０からの状態信号３２７との論理積をとって、状態信号３１７として、マスタ自身が非常停止したネゲート状態であることを示すネゲート信号を出力する。
また、スレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７がアサート状態からネゲート状態に転じると、マスタ状態判定部３１３は、非常停止信号３１１と、スレーブ側安全監視装置３２０からの状態信号３２７との論理積をとって、状態信号３１７として、マスタ自身が非常停止したネゲート状態であることを示すネゲート信号を出力する。
マスタ内の制御対象装置（例えば、右手用マスタ装置１６、左手用マスタ装置１７）は、マスタ状態判定部３１３によるネゲート状態の判定結果に応答して、動作を停止する。また、マスタ状態判定部３１３から出力されるネゲート状態の状態信号３１７は、スレーブ側にも伝送される。
マスタ側で非常停止スイッチが一度押されると、非常停止スイッチを解除しても、非常停止スイッチが押された状態がラッチ３１２に保持されたままである。マスタ内で実行中の上位ソフトウェアは、非常停止状態から通常の動作状態に復帰してよいかどうかを判定する。そして、上位ソフトウェアは、マスタが非常停止から復帰可能であると判定すると、ラッチ解除信号３１４を出力して、ラッチ３１２が保持する非常停止状態を解除する。その結果、非常停止解除を示す非常停止信号３１１が、マスタ状態判定部３１３に入力される。
デッドタイム（ＤＥＴ）検出部３１６は、ラッチ解除信号３１４が入力されてから所定のデッドタイムが経過するのを検出する。デッドタイムには、伝送遅延時間（又は、光ファイバケーブル１３０の配線長）に連動した最小限の値が設定される（前述）。ラッチ解除からデッドタイムが経過するまでの間はスイッチ３１５がオフ状態であり、マスタ状態判定部３１３は、デッドタイムが経過までの間はスレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７を無視する。すなわち、マスタ内でラッチ３１２が解除されてからデッドタイムが経過するまではスイッチ３１５をオフにして、スレーブ側安全監視装置３２０の状態信号３２７に対する不感帯を設ける。
その後、デッドタイム検出部３１６がラッチ解除からデッドタイムが経過したことを検出した結果に基づいて、スイッチ３１５はオフからオンに切り替わる。この時点で、スレーブ側安全監視装置３２０からアサート状態の状態信号３２７がマスタ状態判定部３１３に入力される場合には、マスタ状態判定部３１３は、入力の論理積をとって、アサート状態の状態信号３１７を出力する。その結果、マスタ内の制御対象装置（例えば、右手用マスタ装置１６、左手用マスタ装置１７）は動作を開始又は再開する。これによって、マスタ側だけが非常停止から復帰する状況を回避して、マスタとスレーブが連動して非常停止から復帰できるようにすることができる。また、マスタ状態判定部３１３から出力されるアサート状態の状態信号３１７は、スレーブ側にも伝送される。
続いて、スレーブ側安全監視装置３２０の構成について説明する。スレーブ側安全監視装置３２０の構成は、マスタ側安全監視装置３１０とほぼ同じである。非常停止スイッチが押されたときに非常停止信号３２１が、ラッチ（ＬＡＴ）３２２を介して、スレーブ状態判定部３２３に入力される。ラッチ３２２は、非常停止スイッチが一度押されると、上位ソフトウェアからラッチ解除信号３２４が入力されるまでは、非常停止状態を保持する。上位ソフトウェアは、スレーブ側安全監視装置３２０の復帰シーケンスにおいて、スレーブ内の各部の状態を監視して、非常停止から復帰可能かどうかを判定する。各部の状態を監視するためのセンサがマスタ内に配置されていてもよい。あるいは、上位ソフトウェアは、オペレータなど外部から入力される指示に基づいて、非常停止から復帰可能かどうかを判定するようにしてもよい。上位ソフトウェアは、非常停止状態から復帰してよいと判定したときには、ラッチ解除信号３２４を出力する。なお、スレーブ側安全監視装置３２０は、マスタ側安全監視装置３１０とは非同期で動作するが、復帰シーケンスを制御する上位ソフトウェアは、マスタ側の上位ソフトウェアとともに、制御プロセッサ１１３からの制御信号に基づいて同期的に動作する。
また、マスタ側安全監視装置３１０の状態信号３１７（前述）が、光ファイバケーブル１３０を介して伝搬され、スレーブ側安全監視装置３２０にも入力される。光ファイバケーブル１３０の配線長は例えば１０ｍ程度であり、マスタ側安全監視装置３１０の状態信号３１７がスレーブ側安全監視装置３２０に伝搬するまでの間には、１〜１０マイクロ秒程度の伝送遅延がある。この伝送遅延には、光ファイバケーブル１３０を介したデータ送受信時におけるＰＳ−ＳＰ変換やＥＯ−ＯＥ変換での遅延時間が含まれる。
スレーブ状態判定部３２３は、ＡＮＤ（論理積）ゲートで構成され、非常停止信号３２１と、マスタ側安全監視装置３１０の状態信号３１７との論理積をとって、スレーブ自身が非常停止したネゲート状態又は非常停止が解除されたアサート状態のいずれであるかを示す状態信号３２７を、スレーブ側安全監視装置３２０内の制御対象装置に出力する。スレーブ状態判定部３２３は、非常停止信号３２１が入力されたとき、又は、マスタ側安全監視装置３１０からネゲート状態（例えば非常停止状態）を示す状態信号が入力されたときには、ネゲート状態の状態信号３２７を出力する。そして、スレーブ内の制御対象装置（例えば、右手用スレーブ装置１３、左手用スレーブ装置１４）は、ネゲート状態では動作を停止させ、アサート状態では動作を開始又は再開する。また、スレーブ状態判定部３２３から出力される状態信号３２７は、マスタ側にも伝送されるので、マスタ側安全監視装置３１０は、スレーブ側の非常停止に連動してスレーブを非常停止させることができる。
但し、マスタ側安全監視装置３１０から伝送される状態信号３１７は、スイッチ３２５を介してスレーブ状態判定部３２３に入力される。また、デッドタイム（ＤＥＴ）検出部３２６は、スレーブが非常停止から復帰する際に、ラッチ解除信号３２４が入力されてから所定のデッドタイムが経過するのを検出する。スイッチ３２５は、デッドタイム検出部３２６がラッチ解除からデッドタイムが経過したことを検出した結果に基づいて、オフからオンに切り替わる。したがって、ラッチ解除からデッドタイムが経過するまでの間はスイッチ３２５がオフ状態であり、スレーブ状態判定部３２３は、デッドタイムが経過までの間はマスタ側安全監視装置３１０の状態信号３１７を無視する。デッドタイムは、スレーブ側安全監視装置３２０が安全監視を行わない不感帯となる時間を意味し、マスタとスレーブ間の伝送遅延に連動した値が設定される（同上）。スイッチ３２５とデッドタイム検出部３２６は、スレーブが非常停止から復帰するときのデッドタイムを設ける復帰回路３２８（図３中、グレーで塗り潰した領域）を構成する。復帰回路３２８は、デッドタイムを設定するためのレジスタなどの記憶要素や、入力をデッドタイムだけ無効化するための遅延回路などを備えている。
続いて、スレーブ側安全監視装置３２０の動作について説明する。非常停止スイッチが一度押されると、非常停止スイッチが押された状態がラッチ３２２に保持される。そして、スレーブ状態判定部３２３は、非常停止信号３２１と、マスタ側安全監視装置３１０からの状態信号３１７との論理積をとって、状態信号３２７として、スレーブ自身が非常停止したネゲート状態であることを示すネゲート信号を出力する。
また、マスタ側安全監視装置３１０の状態信号３１７がアサート状態からネゲート状態に転じると、スレーブ状態判定部３２３は、非常停止信号３２１と、マスタ側安全監視装置３１０からの状態信号３１７との論理積をとって、状態信号３２７として、スレーブ自身が非常停止したネゲート状態であることを示すネゲート信号を出力する。
スレーブ内の制御対象装置（例えば、右手用スレーブ装置１３、左手用スレーブ装置１４）は、スレーブ状態判定部３２３によるネゲート状態の判定結果に応答して、動作を停止する。また、スレーブ状態判定部３２３から出力されるネゲート状態の状態信号３２７は、マスタ側にも伝送される。
スレーブ側で非常停止スイッチが一度押されると、非常停止スイッチを解除しても、非常停止スイッチが押された状態がラッチ３２２に保持されたままである。スレーブ内で実行中の上位ソフトウェアは、非常停止状態から通常の動作状態に復帰してよいかどうかを判定する。そして、上位ソフトウェアは、マスタが非常停止から復帰可能であると判定すると、ラッチ解除信号３２４を出力して、ラッチ３２２が保持する非常停止状態を解除する。その結果、非常停止解除を示す非常停止信号３２１が、スレーブ状態判定部３２３に入力される。
デッドタイム（ＤＥＴ）検出部３２６は、ラッチ解除信号３２４が入力されてから所定のデッドタイムが経過するのを検出する。デッドタイムには、伝送遅延時間（又は、光ファイバケーブル１３０の配線長）に連動した最小限の値が設定される（前述）。ラッチ解除からデッドタイムが経過するまでの間はスイッチ３２５がオフ状態であり、スレーブ状態判定部３２３は、デッドタイムが経過までの間はマスタ側安全監視装置３１０の状態信号３１７を無視する。すなわち、スレーブ内でラッチ３２２が解除されてからデッドタイムが経過するまではスイッチ３２５をオフにして、マスタ側安全監視装置３１０の状態信号３１７に対する不感帯を設ける。
その後、デッドタイム検出部３２６がラッチ解除からデッドタイムが経過したことを検出した結果に基づいて、スイッチ３２５はオフからオンに切り替わる。この時点で、マスタ側安全監視装置３１０からアサート状態の状態信号３１７がスレーブ状態判定部３２３に入力される場合には、スレーブ状態判定部３２３は、入力の論理積をとって、アサート状態の状態信号３２７を出力する。その結果、スレーブ内の制御対象装置（例えば、右手用スレーブ装置１３、左手用スレーブ装置１４）は動作を開始又は再開する。これによって、スレーブ側だけが非常停止から復帰する状況を回避して、マスタとスレーブが連動して非常停止から復帰できるようにすることができる。また、スレーブ状態判定部３２３から出力されるアサート状態の状態信号３３７は、マスタ側にも伝送される。
したがって、図３に示すような相互監視システム３００によれば、マスタとスレーブはそれぞれ非同期で高速に非常停止することが可能であり、また、マスタとスレーブのいずれか一方が非常停止したときには、他方も非同期で高速に連動して非常停止することができる。また、マスタ及びスレーブが非常停止から復帰する際には、マスタとスレーブ間の伝送遅延に連動した値のデッドタイムを設けてお互いの状態を確認し合うようにしている。これによって、マスタとスレーブの一方が先に復帰して他方が遅れて復帰するような状況を回避して、双方が連動して復帰できるようになっている。
マスタ側安全監視装置３１０とスレーブ側安全監視装置３２０は、基本的には同一の構成でよい。なお、マスタ側安全監視装置３１０並びにスレーブ側安全監視装置３２０は、それぞれはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ゲートＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プロセッサのいずれか又はこれらの組み合わせによって構成することができる。
Ｃ．多ノードシステムに組み込まれる相互監視システム
図３には、簡素化のため、１つのマスタと１つのスレーブの組み合わせからなる２ノードシステムに組み込まれる相互監視システム３００を示した。これに対し、図１並びに図２に示した手術支援システム１は、双腕のマスタスレーブシステムであり、右手用マスタ制御装置１１１及び左手用マスタ制御装置１１２と右手用スレーブ制御装置１２１及び左手用スレーブ制御装置１２２の４ノードからなる。
手術支援システム１では、右手用マスタ制御装置１１１及び左手用マスタ制御装置１１２と右手用スレーブ制御装置１２１及び左手用スレーブ制御装置１２２の４ノードのうちいずれか１つのノードが非常停止したときに、残りの３つのノードも非同期で高速に連動して非常停止する必要がある。また、これら４つのノードが非常停止から復帰する際には、ノード間の最大の伝送遅延の連動した値のデッドタイムを設けて、お互いの状態を確認し合う必要がある。
図４には、図２に示した手術支援システム１のネットワークトポロジーを模式的に示している。図示のネットワークトポロジーはツリー構造からなる。具体的には、右手用マスタ制御装置１１１（Ｍ１）と右手用スレーブ制御装置１２１（Ｓ１）が光ファイバケーブル１３０を介して相互接続されるとともに、左手用マスタ制御装置１２１（Ｍ２）と左手用スレーブ制御装置１２２（Ｓ２）が光ファイバケーブル１３０を介して相互接続されている。また、マスタ内では、右手用マスタ制御装置１１１（Ｍ１）と左手用マスタ制御装置１１２（Ｍ２）が相互接続されるとともに、右手用マスタ制御装置１１１（Ｍ１）と制御プロセッサ１１３（ＰＣ）が相互接続されている。本開示が適用されるノードシステムのネットワークトポロジーは、基本的にはツリー構造とする。
右手用マスタ制御装置１１１（Ｍ１）と右手用スレーブ制御装置１２１（Ｓ１）間の伝送遅延をＤ1、右手用マスタ制御装置１１１（Ｍ１）と左手用マスタ制御装置１１２（Ｍ２）間の伝送遅延をＤ2、右手用スレーブ制御装置１２１（Ｓ１）と左手用スレーブ制御装置１２２（Ｓ２）間の伝送遅延をＤ3とする。ツリー構造のノードシステムにおける最大の伝送遅延は、ルートから最長距離となるノードまでの伝送遅延である。図４に示すネットワークトポロジーにおいて、ルートは、制御プロセッサ１１３に接続されている右手用マスタ制御装置１１１であり、このルートから最長距離にあるノードは左手用スレーブ制御装置１２２（Ｓ２）である。したがって、図４に示すネットワークトポロジーからなるノードシステムでは、マスタとスレーブ間のファイバ長が同じであるならば、最大の伝送遅延はＤ1＋Ｄ3ということになる。
図５には、手術支援システム１に組み込まれた相互監視システム５００の構成例を模式的に示している。ここでは、手術支援システム１は、図４に示したネットワークトポロジーにより接続される、右手用マスタ制御装置１１１、左手用マスタ制御装置１１２、右手用スレーブ制御装置１２１、及び左手用スレーブ制御装置１２２の４ノードで構成されることを想定している。但し、図５では制御プロセッサ１１３の図示を省略している。右手用マスタ制御装置１１１と右手用スレーブ制御装置１２１間、並びに左手用マスタ制御装置１１２と左手用スレーブ制御装置１２２間は、上述したように光ファイバケーブル１３０を介して相互接続されている。右手用マスタ制御装置１１１と左手用マスタ制御装置１１２間、並びに右手用スレーブ制御装置１２１と左手用スレーブ制御装置１２２間を相互接続する通信メディアは特に限定されない。
右手用マスタ制御装置１１１と右手用スレーブ制御装置１２１間には、相互監視サブシステム５０１が配設されている。また、右手用マスタ制御装置１１１と左手用マスタ制御装置１１２間には、相互監視サブシステム５０２が配設されている。また、左手用マスタ制御装置１１２と左手用スレーブ制御装置１２２間には、相互監視サブシステム５０３が配設されている。
各相互監視サブシステム５０１〜５０３は、図３に示した相互監視システム３００と同一の構成であるので、ここでは詳細な説明を省略する。但し、各相互監視サブシステム５０１〜５０３のデッドタイム検出部には、手術支援システム１の最大の伝送遅延に連動したデッドタイムが設定される。マスタとスレーブ間のファイバ長が同じであるならば、手術支援システム１の最大の伝送遅延はＤ1＋Ｄ3である。ファイバ長が不明ならば、遅延時間計測回路を用いて最大の伝送遅延を調べる必要がある。遅延時間計測回路の詳細については後述する。
右手用マスタ制御装置１１１内では、相互監視サブシステム５０１と相互監視サブシステム５０２の安全監視状態を共有する。図５では結線を省略したが、右手用マスタ制御装置１１１内で、相互監視サブシステム５０１側の状態判定部が出力する状態信号を相互監視サブシステム５０２側の状態判定部に入力するとともに、相互監視サブシステム５０２側の状態判定部が出力する状態信号を相互監視サブシステム５０１側の状態判定部に入力することにより、相互監視サブシステム５０１と相互監視サブシステム５０２の安全監視状態を共有することができる。
同様に、右手用スレーブ制御装置１２１内では、相互監視サブシステム５０１と相互監視サブシステム５０３の安全監視状態を共有する。図５では結線を省略したが、右手用スレーブ制御装置１２１内で、相互監視サブシステム５０１側の状態判定部が出力する状態信号を相互監視サブシステム５０３側の状態判定部に入力するとともに、相互監視サブシステム５０３側の状態判定部が出力する状態信号を相互監視サブシステム５０１側の状態判定部に入力することにより、相互監視サブシステム５０１と相互監視サブシステム５０３の安全監視状態を共有することができる。
したがって、図５に示す相互監視システム５００によれば、４ノードのうちいずれか１つのノードが非常停止したときに、残りの３つのノードも非同期で高速に連動して非常停止することができる。また、相互監視システム５００によれば、これら４つのノードが非常停止から復帰する際には、ノード間の最大の伝送遅延の連動した値のデッドタイムを設けて、お互いの状態を確認し合うことができる。
Ｄ．状態監視装置の詳細構成
図３には、マスタ側及びスレーブ側の各々において、非常停止スイッチの操作に応答して非同期且つ連動して非常停止するマスタ側安全監視装置３１０とスレーブ側安全監視装置３２０の基本的な構成例を示した。実際には、マスタ側及びスレーブ側の各々では、非常停止スイッチの操作に基づく安全状態の他に、さまざまな状態を監視して、動作を停止し、且つ停止状態を解除して動作を復帰させる必要がある。
図３に示した安全監視回路３１０及び３２０では、非常停止スイッチと他のノードの状態信号のみを監視する基本的な構成である。実際のマスタ制御装置やスレーブ制御装置では、非常停止スイッチ以外にも、モータ駆動回路の異常、制御プロセッサ１１３から異常信号、ケーブルの接続状態など、さまざまな状態を監視する必要がある。もちろん、マスタやスレーブなど制御対象装置毎に監視すべき状態が異なることも想定される。
図６には、非常停止スイッチの操作に基づく安全状態の他に、制御対象装置のさまざまな状態を監視するように構成された状態監視装置６００の構成例を示している。
状態判定部６０１には、安全監視装置６０３から出力される状態信号６０４の他に、ＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）スイッチ信号６０２、モータ駆動回路状態信号６０５、上位ソフトウェアの状態を示すＷａｔｃｈ Ｄｏｇ信号６０６、通信ケーブルの接続状態を示す通信ＡＬＩＶＥ信号６０７などが入力される。安全監視装置６０３の構成及び動作は、図３を参照しながら既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。Ｗａｔｃｈ Ｄｏｇ信号６０６は、ソフトウェアの異常状態が検出されたときに出力される。また、通信ＡＬＩＶＥ信号６０７は、自ノードと他のノードを接続するケーブルに異常が発生したときに出力される。
状態判定部６０１は、ＡＮＤゲートで構成され、上述した入力信号６０１〜６０７、…の論理積をとって、制御対象装置全体がネゲート状態又はアサート状態のいずれであるかを示す全体状態信号６１０を出力する。
安全トルクオフ（Ｓａｆｅ Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｆｆ）判定部６２１は、状態判定部６０１から出力される全体状態信号６１０と、上位ソフトウェアから出力される安全トルクオフ解除信号６１１との論理積をとって、モータ（図示しない）に対して安全トルクオフを解除するか否かを指示する安全トルクオフ解除信号６２２を出力する。
ブレーキ解除判定部６２３は、状態判定部６０１から出力される全体状態信号６１０と、上位ソフトウェアから出力されるブレーキ解除信号６１２との論理積をとって、モータ（図示しない）に対してモータの電磁ブレーキを解除するか否かを指示するブレーキ解除信号６２４を出力する。
レーザ出力オン判定部６２５は、状態判定部６０１から出力される全体状態信号６１０と、上位ソフトウェアから出力されるレーザ出力オン信号６１３との論理積をとって、レーザ（図示しない）に対して出力をオンにするか否かを指示するレーザ出力オン信号６２６を出力する。上位ソフトウェアは、不要なレーザ光の出力による被ばくを回避するために、レーザ出力をオンするかどうかを慎重に判断する。
状態監視装置６００は、右手用マスタ制御装置１１１、左手用マスタ制御装置１１２、右手用スレーブ制御装置１２１、左手用スレーブ制御装置１２２の各々に装備することができる。
安全トルクオフ判定部６２１、ブレーキ解除判定部６２３、及びレーザ出力オン判定部６２５はいずれも、ＡＮＤゲートで構成されるが、状態判定部６０１が自ノードと他のノードの状態に基づいてハードウェア的に安全かどうかを判定した状態信号と、上位ソフトウェアからの制御信号との論理積をとって、デバイスへの制御信号を出力するという点で共通する（図１５を参照のこと）。ここで言うデバイスは、モータ駆動回路、モータの電磁ブレーキ、レーザ光モジュールなどである。
なお、図６に示す状態監視装置６００の構成例では、ＵＩスイッチ信号６０２、モータ駆動回路状態信号６０５、Ｗａｔｃｈ Ｄｏｇ信号６０６、及び通信ＡＬＩＶＥ信号６０７はいずれも、状態判定部６０１に直接（又は、バッファを介して）入力されているが、これらの信号の伝送路上にそれぞれラッチを配設して状態判定部６０１の入力端子に接続し、且つ、上位ソフトウェアの慎重な判断によるラッチ解除指示があるまではラッチの状態を保持するように構成してもよい。
Ｅ．安全動作フロー
図７には、図６に示した状態監視装置６００を装備するノードにおける安全動作フローをフローチャートの形式で示している。図示の安全動作フローは、ノードにおいて実行される上位ソフトウェアによって実施される。ここで言うノードは、右手用マスタ制御装置１１１、左手用マスタ制御装置１１２、右手用スレーブ制御装置１２１、及び左手用スレーブ制御装置１２２のうち少なくとも１つに相当する。
まず、制御プロセッサ１１３で初期設定が実施される（ステップＳ７０１）。初期設定処理には、ノードシステムにおけるケーブル長又は最大伝搬時間などのデッドタイムを検出するために必要な情報を取得する処理や、マスタスレーブシステムが双腕又は単腕のいずれであるか（言い換えれば、システム内のノード数）に関する情報を取得する処理が実施される。ノードシステム内の各ノードは、制御プロセッサ１１３が実施した初期設定の情報を取得する。
次いで、自ノード内の状態の読み取りが実施される（ステップＳ７０２）。ノードが図６に示した状態監視装置６００を備える場合には、ＵＩスイッチ信号６０２、非常停止スイッチ信号６０４、モータ駆動回路状態信号６０５、Ｗａｔｃｈ Ｄｏｇ信号６０６、通信ＡＬＩＶＥ信号６０７、…を読み取る。そして、自ノード内で異常が発生していないかどうかをチェックする（ステップＳ７０３）。
ここで、自ノード内で読み取った信号から異常が検出された場合には（ステップＳ７０３のＹｅｓ）、このノードにおいて安全シーケンスを実施する（ステップＳ７０９）。安全シーケンスの内容は任意であり、ノード毎に異なることも想定される。ここでは安全シーケンスの詳細については説明を省略する。
一方、自ノード内で読み取った信号から異常が検出されなかった場合には（ステップＳ７０３のＮｏ）、ステップＳ７０１の初期設定において取得した情報に基づいて、安全監視装置内のデッドタイムを設定する（ステップＳ７０４）。続いて、他のノードの状態の読み取りを行って（ステップＳ７０５）、他のいずれかのノードにおいて異常が発生していないかどうかをチェックする（ステップＳ７０６）。
他のいずれかのノードにおいて異常が検出された場合には（ステップＳ７０６のＹｅｓ）、このノードにおいて安全シーケンスを実施する（ステップＳ７０９）。安全シーケンスの内容は任意である。
自ノード及び他のノードのいずれでも異常が検出されない場合には（ステップＳ７０６のＮｏ）、このノードは、図３に示した安全監視装置又は図７に示した状態監視装置により、自ノード及び他のノードの定常監視を開始する（ステップＳ７０７）。そして、自ノード及び他のノードのうちいずれかで異常が検出された場合には（ステップＳ７０８のＹｅｓ）、このノードにおいて安全シーケンスを実施する（ステップＳ７０９）。安全シーケンスの内容は任意である。
Ｆ．ノードシステムの変形例
図４には、図２に示した双腕の手術支援システム１のネットワークトポロジーを示した。図８には、双腕の手術支援システムのネットワークトポロジーの変形例を示している。図８に示すネットワークトポロジーは、右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と右手用スレーブ制御装置（Ｓ１）が相互接続され、マスタ内では右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と左手用マスタ制御装置（Ｍ２）が相互接続され、さらに左手用マスタ制御装置（Ｍ２）と左手用スレーブ制御装置（Ｓ２）が相互接続される、というツリー構造からなる。
右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と右手用スレーブ制御装置（Ｓ１）間の伝送遅延をＤ1、右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と左手用マスタ制御装置（Ｍ２）間の伝送遅延をＤ2、左手用マスタ制御装置（Ｍ２）と左手用スレーブ制御装置（Ｓ２）間の伝送遅延をＤ3とする。ツリー構造のノードシステムにおける最大の伝送遅延は、ルートから最長距離となるノードまでの伝送遅延である。図８に示すネットワークトポロジーにおいて、ルートは、制御プロセッサ（ＰＣ）に接続されている右手用マスタ制御装置（Ｍ１）である。マスタとスレーブ間のファイバ長が同じであるならば、このルートから最長距離にあるノードは左手用スレーブ制御装置（Ｓ２）であり、図８に示すノードシステムの最大の伝送遅延はＤ1＋Ｄ2である。ファイバ長が不明ならば、遅延時間計測回路を用いて図８に示すノードシステムの最大の伝送遅延を調べる必要がある。遅延時間計測回路の詳細については後述する。
図９には、手術支援システムのネットワークトポロジーのさらに他の構成例を示している。手術支援システムは、第１乃至第３のマスタ及び第１乃至第３のスレーブ（いずれも図示しない）を備える３腕のシステムであり、第１のマスタを制御する第１のマスタ制御装置（Ｍ１）、第２のマスタを制御する第２のマスタ制御装置（Ｍ２）、第３のマスタを制御する第３のマスタ制御装置（Ｍ３）、第１のスレーブを制御する第１のスレーブ制御装置（Ｓ１）、第２のスレーブを制御する第２のスレーブ制御装置（Ｓ２）、第３のスレーブを制御する第３のスレーブ制御装置（Ｓ３）を想定している。そして、図９に示すネットワークトポロジーは、マスタ内では第１のマスタ制御装置（Ｍ１）と第２のマスタ制御装置（Ｍ２）が相互接続され、第２のマスタ制御装置（Ｍ２）と第３のマスタ制御装置（Ｍ３）が相互接続されている。そして、第１のマスタ制御装置（Ｍ１）は第１のスレーブ制御装置（Ｓ１）と相互接続され、第２のマスタ制御装置（Ｍ２）は第２のスレーブ制御装置（Ｓ２）と相互接続され、第３のマスタ制御装置（Ｍ３）は第３のスレーブ制御装置（Ｓ３）と相互接続される、というツリー構造からなる。
第１のマスタ制御装置（Ｍ１）と第１のスレーブ制御装置（Ｓ１）間の伝送遅延をＤ1、第１のマスタ制御装置（Ｍ１）と第２のマスタ制御装置（Ｍ２）間の伝送遅延をＤ2、第２のマスタ制御装置（Ｍ２）と第２のスレーブ制御装置（Ｓ２）間の伝送遅延をＤ3、第２のマスタ制御装置（Ｍ２）と第３のマスタ制御装置（Ｍ３）間の伝送遅延をＤ4、第３のマスタ制御装置（Ｍ３）と第３のスレーブ制御装置（Ｓ３）間の伝送遅延をＤ5とする。ツリー構造のノードシステムにおける最大の伝送遅延は、ルートから最長距離となるノードまでの伝送遅延である。図８に示すネットワークトポロジーにおいて、ルートは、制御プロセッサ（ＰＣ）に接続されている第３のマスタ制御装置（Ｍ３）である。マスタとスレーブ間のファイバ長が同じであるならば、このルートから最長距離にあるノードは第１のスレーブ制御装置（Ｓ１）であり、図９に示すノードシステムの最大の伝送遅延はＤ1＋Ｄ2＋Ｄ4である。ファイバ長が不明ならば、遅延時間計測回路を用いて図８に示すノードシステムの最大の伝送遅延を調べる必要がある。遅延時間計測回路の詳細については後述する。
なお、図８及び図９はいずれも、マスタとスレーブが１対１に対応する手術支援システムのネットワークトポロジーを示している。１つのマスタに複数のスレーブが接続され、又は複数のマスタに１つのスレーブが接続されるという手術支援システムも想定される。図１０には、第１のマスタ（図示しない）を制御する第１のマスタ制御装置（Ｍ１）に、第１のスレーブ（図示しない）を制御する第１のスレーブ制御装置（Ｓ１）、並びに第２のスレーブ（図示しない）を制御する第２のスレーブ制御装置（Ｓ２）が直列接続されているネットワークトポロジーを示している。
Ｇ．デッドタイムの設定
上述したように、安全監視装置内のデッドタイム検出部には、ノードシステムにおける最大の伝送遅延に連動した値のデッドタイムが設定される。遅延時間はノード間を接続するケーブルの配線長に依存する。したがって、配線長や遅延時間計測回路を用いて、ノード間の伝送遅延を推定することができる。
ノード間が光ファイバケーブルを使って接続される場合には、一方のノードから発光した光を他方のノードで受光した光のレベルに基づいて、ケーブル長を推定することができる。
また、一方のノードから遅延計測パルスを出力し、他方のノードに到達した遅延計測パルスが一方のノードに戻るまでのラウンドトリップ時間に基づいて、伝送遅延を推定することができる。例えば、図３に示した相互監視システム３００において、復帰回路内に遅延計測回路を組み込んで、遅延計測パルスを出力するように構成することができる。図１１には、一方のノードから出力した遅延計測パルスがノード間を往復して帰ってくる様子を示している。また、図１２には、復帰回路に組み込まれた遅延計測回路において、遅延計測パルスを送信して、他方のノードから戻ってくる遅延計測パルスを受信するときのタイミングチャートを示している。図１２には、ノード間の伝送遅延による遅延時間を示している。
要するに、一方のノードから照射したレーザ光の他方のノードでの受光レベルに基づいてケーブル長を計測する方法や、遅延計測パルスのラウンドトリップ時間に基づいて遅延時間を計測する方法などを使用して、ノード間の伝送遅延を推定することができる。ノードシステムでは、伝送遅延を自動計測し、且つ伝送遅延に連動したデッドタイムを各ノードの安全監視回路に自動で設定するようにしてもよい。もちろん、ノード間の伝送遅延の計測結果に基づくデッドタイムを、手動で各ノードの安全監視回路に設定するようにしてもよい。
Ｈ．動作モードと通信条件
ケーブルで接続された複数のノードからなるノードシステムでは、ノード間のケーブル接続状態から動作モードの切り替えが行われる。
例えば、図１３に示すような、右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と右手用スレーブ制御装置（Ｓ１）が相互接続され、マスタ内では右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と左手用マスタ制御装置（Ｍ２）が相互接続され、さらに左手用マスタ制御装置（Ｍ２）と左手用スレーブ制御装置（Ｓ２）が相互接続される、双腕の手術支援システムでは、右手用のマスタ及びスレーブが動作する単腕（Ｒ）モードと、左手用のマスタ及びスレーブが動作する単腕（Ｌ）モードと、両手のマスタ及びスレーブが動作する双腕モードの３つの動作モードと、すべての動作が停止した停止モードを有する。但し、制御プロセッサ（ＰＣ）は右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と相互接続しており、右手用マスタ制御装置（Ｍ１）がツリー構造のルートとする。
図１３において、右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と右手用スレーブ制御装置（Ｓ１）を接続するケーブルをＣ１、右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と左手用マスタ制御装置（Ｍ２）を接続するケーブルをＣ２、左手用マスタ制御装置（Ｍ２）と左手用スレーブ制御装置（Ｓ２）を接続するケーブルをＣ３とする。単腕（Ｒ）モード、単腕（Ｌ）モード、双腕モード、停止モードの各動作モードにおける各ケーブルＣ１〜Ｃ３の通信条件は、図１４に示す通りとなる。
単腕（Ｒ）モードでは、右手用マスタ制御装置（Ｍ１）と右手用スレーブ制御装置（Ｓ１）を接続するケーブルＣ１のみが接続状態オンであればよい。単腕（Ｌ）モードでは、左手用マスタ制御装置（Ｍ２）と左手用スレーブ制御装置（Ｓ２）を接続するケーブルＣ３が接続状態オンであるとともに、左手用マスタ制御装置（Ｍ２）がルートである右手用マスタ制御装置（Ｍ１）とも接続状態オンである必要がある。また、双腕モードでは、すべてのケーブルＣ１〜Ｃ３が接続状態オンである。他方、停止モードでは、すべてのケーブルＣ１〜Ｃ３は接続状態オフである。
右手用マスタ制御装置（Ｍ１）に接続されている制御プロセッサ（ＰＣ）は、例えば図７に示した安全動作フローのステップＳ７０１で実行する初期設定において、ノード間の接続状態に基づいて、手術支援システムが単腕（Ｒ）モード、単腕（Ｌ）モード、双腕モード、停止モードなどのモード切り替えを行う。そして、動作モードに応じて、マスタ装置及びスレーブ装置のモータやブレーキ、レーザなどの駆動部の駆動条件を決定する。また、決定した動作モードに応じて最大の伝送遅延が決まるので、安全監視装置（図３を参照のこと）内のデッドタイム検出部に、動作モードに応じた伝送遅延に連動するデッドタイムを設定する。
例えば、手術支援システムが双腕モードから単腕（Ｒ）モードに切り替わったときには、ケーブル長が短縮されるので、安全監視装置に設定するデッドタイムをケーブル長に応じた短い値に切り替えることによって、非常停止からの復帰時間を短縮することができる。
Ｉ．効果
本開示を手術支援システム又はノードシステムに適用することによって得られる効果についてまとめておく。
（１）非同期式の相互監視システムにおいて、各ノードの安全監視装置に、ノード間を接続するケーブル長又は最大の伝送遅延に連動したデッドタイムを設定する。したがって、各ノードはそれぞれ非同期で高速に非常停止し、他のノードも非同期で高速に連動して非常停止することができ、且つ、非常停止からの復帰時にはデッドタイムを設けてノード間で状態を確認し合うことができる。また、ノードシステムのモード切り替え（例えば、双腕モードから単腕モードに切り替えたとき）に応じて短いデッドタイムを設定することで、復帰時間を短縮することができる。
（２）ノード間を接続するケーブルの挿抜や断線に連動して、各ノードの状態監視回路（図６を参照のこと）が切り替わる。これによって、モータの暴走や電磁ブレーキの忘れ、開放状態にある光ファイバケーブルからの不要なレーザ光照射による被ばくを回避することができる。
（３）ノード間を接続するケーブルの挿抜や断線によって、ノードシステムのモード切り替え（例えば、手術支援システムにおける双腕モード、単腕モード、停止モードの切り替え）を自動的に行うことができる。
以上、特定の実施形態を参照しながら、本開示について詳細に説明してきた。しかしながら、本開示の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
本明細書では、本開示をマスタスレーブ方式の手術支援システムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本開示の要旨はこれに限定されるものではない。医療以外のさまざまな産業分野で使用されるマスタスレーブシステムにも同様に本開示を適用することができる。また、本開示の適用対象はマスタスレーブシステムには限定されず、連動する複数のノードからなり、必ずしも各ノードの間にマスタとスレーブの関係が成立しない、さまざまなタイプのシステムに対して同様に本開示を適用することができる。
要するに、例示という形態により本開示について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本開示の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
なお、本開示は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）複数のノードからなるシステムにおける１つのノードを制御する制御装置であって、
自ノードの状態を保持する保持部と、
他のノードの状態を入力する入力部と、
前記保持部に保持される自ノードの状態と前記入力部から入力された他のノードの状態に基づいて、自ノードの状態を判定する判定部と、
を具備する制御装置。
（２）前記保持部は、状態解除信号が入力されるまで自ノードの状態を保持し、
前記入力部は、前記状態解除信号が入力されてから所定のデッドタイムの期間だけ他ノードの状態の入力を無効化する、
上記（１）に記載の制御装置。
（３）前記保持部は、自ノードの非常停止スイッチの操作に基づく非常停止信号が示す状態を保持し、自ノードで実行されるソフトウェアからの非常停止解除信号に応じて、保持している状態を解除する、
上記（２）に記載の制御装置。
（４）前記システムにおけるノード間の伝送遅延に基づいた前記デッドタイムが設定される、
上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の制御装置。
（５）前記システムにおけるノード間を接続するケーブルの配線長に基づいた前記デッドタイムが設定される、
上記（４）に記載の制御装置。
（６）前記システムにおけるノード間を接続するケーブルの配線長又はノード間の遅延時間計測回路による計測結果に基づいた前記デッドタイムが設定される、
上記（４）又は（５）のいずれかに記載の制御装置。
（７）前記遅延時間計測回路は、ノード間の信号のラウンドトリップ時間に基づいてノード間の伝送遅延を推定する、
上記（６）に記載の制御装置。
（８）ノード間の接続状態に基づく前記システムの動作モードの切り替えに応じて前記デッドタイムが設定される、
上記（４）乃至（７）のいずれかに記載の制御装置。
（９）前記入力部においてデッドタイムを設定する記憶要素、又は入力をデッドタイムだけ無効化するための遅延回路を備える、
上記（２）乃至（８）のいずれかに記載の制御装置。
（１０）自ノード内の複数種類の状態と、前記判定部が判定した状態を統合して判定する統合判定部をさらに備える、
上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の制御装置。
（１１）自ノードは複数の駆動部を含み、
前記統合判定部の判定結果に基づいて各駆動部への制御信号の出力を制御する、
上記（１０）に記載の制御装置。
（１２）複数のノードからなるシステムにおける１つのノードを制御する制御方法であって、
自ノードの状態を保持する保持ステップと、
他のノードの状態を入力する入力ステップと、
前記保持ステップにおいて保持された自ノードの状態と前記入力ステップにおいて入力された他のノードの状態に基づいて、自ノードの状態を判定する判定ステップと、
を有する制御方法。
（１３）複数のノードからなり、少なくとも一部のノードは、
自ノードの状態を保持する保持部と、他のノードの状態を入力する入力部と、前記保持部に保持される自ノードの状態と前記入力部から入力された他のノードの状態に基づいて自ノードの状態を判定する判定部を備えた監視装置を装備する、
ノードシステム。
（１４）前記保持部は、状態解除信号が入力されるまで自ノードの状態を保持し、
前記入力部は、前記状態解除信号が入力されてから所定のデッドタイムの期間だけ他ノードの状態の入力を無効化する、
上記（１３）に記載のノードシステム。
（１５）前記保持部は、自ノードの非常停止スイッチの操作に基づく非常停止信号が示す状態を保持し、自ノードで実行されるソフトウェアからの非常停止解除信号に応じて保持している状態を解除する、
上記（１４）に記載のノードシステム。
（１６）前記システムにおけるノード間の伝送遅延に基づいた前記デッドタイムが設定される、
上記（１３）乃至（１５）に記載のノードシステム。
（１７）ノード間の接続状態に基づく前記システムの動作モードの切り替えに応じて前記デッドタイムが設定される、
上記（１６）に記載のノードシステム。
（１８）前記入力部においてデッドタイムを設定する記憶要素、又は入力をデッドタイムだけ無効化するための遅延回路を備える、
上記（１４）乃至（１７）に記載のノードシステム。
（１９）自ノード内の複数種類の状態と、前記判定部が判定した状態を統合して判定する統合判定部をさらに備える、
上記（１３）乃至（１８）のいずれかに記載の制御装置。
（２０）前記少なくとも一部のノードは、自ノードは複数の駆動部を含み、前記統合判定部の判定結果に基づいて各駆動部への制御信号の出力を制御する、
上記（１９）に記載のノードシステム。
１…手術支援システム、１１…手術台、１３…右手用スレーブ装置
１４…左手用スレーブ装置、１５…操作台、１６…右手用マスタ装置
１７…左手用マスタ装置、１８，１９…操作部、２０…カメラ部
２１…モニタ
１１１…右手用マスタ制御装置、１１２…左手用マスタ制御装置
１１３…制御プロセッサ、１２１…右手用スレーブ制御装置
１２２…左手用スレーブ制御装置、１２３…ＣＣＵ
３００…相互監視システム、３１０…マスタ側安全監視装置
３１１…非常停止信号、３１２…ラッチ、３１３…マスタ状態判定部
３１４…ラッチ解除信号、３１５…スイッチ
３１６…デッドタイム（ＤＥＴ）検出部、３１７…状態信号
３１８…復帰回路
３２０…スレーブ側安全監視装置、３２１…非常停止信号
３２…ラッチ、３２３…スレーブ状態判定部、３２４…ラッチ解除信号
３２５…スイッチ、３２６…デッドタイム（ＤＥＴ）検出部
３２７…状態信号、３２８…復帰回路
５００…相互監視システム、５０１〜５０３…相互監視サブシステム
６００…状態監視回路、６０１…状態判定部
６０２…ＵＩスイッチ信号、６０３…安全監視装置、６０４…状態信号
６０５…モータ駆動回路状態信号、６０６…Ｗａｔｃｈ Ｄｏｇ信号
６０７…通信ＡＬＩＶＥ信号、６１０…全体状態信号
６１１…安全トルクオフ解除信号、６１２…ブレーキ解除信号
６１３…レーザ出力オン信号
６２１…安全トルクオフ判定部、６２２…安全トルクオフ解除信号
６２３…ブレーキ解除判定部、６２４…ブレーキ解除信号
６２５…レーザ出力オン判定部、６２６…レーザ出力オン信号

Claims (13)

  1. 複数のノードからなるシステムにおける１つのノードを制御する制御装置であって、
    自ノードの状態を保持する保持部と、
    他のノードの状態を入力する入力部と、
    前記保持部に保持される自ノードの状態と前記入力部から入力された他のノードの状態に基づいて、自ノードの状態を判定する判定部と、
    を具備する制御装置。
  2. 前記保持部は、状態解除信号が入力されるまで自ノードの状態を保持し、
    前記入力部は、前記状態解除信号が入力されてから所定のデッドタイムの期間だけ他ノードの状態の入力を無効化する、
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記保持部は、自ノードの非常停止スイッチの操作に基づく非常停止信号が示す状態を保持し、自ノードで実行されるソフトウェアからの非常停止解除信号に応じて、保持している状態を解除する、
    請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記システムにおけるノード間の伝送遅延に基づいた前記デッドタイムが設定される、
    請求項１に記載の制御装置。
  5. 前記システムにおけるノード間を接続するケーブルの配線長に基づいた前記デッドタイムが設定される、
    請求項４に記載の制御装置。
  6. 前記システムにおけるノード間を接続するケーブルの配線長又はノード間の遅延時間計測回路による計測結果に基づいた前記デッドタイムが設定される、
    請求項４に記載の制御装置。
  7. 前記遅延時間計測回路は、ノード間の信号のラウンドトリップ時間に基づいてノード間の伝送遅延を推定する、
    請求項６に記載の制御装置。
  8. ノード間の接続状態に基づく前記システムの動作モードの切り替えに応じて前記デッドタイムが設定される、
    請求項４に記載の制御装置。
  9. 前記入力部においてデッドタイムを設定する記憶要素、又は入力をデッドタイムだけ無効化するための遅延回路を備える、
    請求項２に記載の制御装置。
  10. 自ノード内の複数種類の状態と、前記判定部が判定した状態を統合して判定する統合判定部をさらに備える、
    請求項１に記載の制御装置。
  11. 自ノードは複数の駆動部を含み、
    前記統合判定部の判定結果に基づいて各駆動部への制御信号の出力を制御する、
    請求項１０に記載の制御装置。
  12. 複数のノードからなるシステムにおける１つのノードを制御する制御方法であって、
    自ノードの状態を保持する保持ステップと、
    他のノードの状態を入力する入力ステップと、
    前記保持ステップにおいて保持された自ノードの状態と前記入力ステップにおいて入力された他のノードの状態に基づいて、自ノードの状態を判定する判定ステップと、
    を有する制御方法。
  13. 複数のノードからなり、少なくとも一部のノードは、
    自ノードの状態を保持する保持部と、他のノードの状態を入力する入力部と、前記保持部に保持される自ノードの状態と前記入力部から入力された他のノードの状態に基づいて自ノードの状態を判定する判定部を備えた監視装置を装備する、
    ノードシステム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001100805A (ja) * 1999-09-27 2001-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd ロボット制御装置
JP5687467B2 (ja) * 2010-10-12 2015-03-18 国立大学法人東北大学 触覚センサシステム
US9446517B2 (en) * 2013-10-17 2016-09-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Fault reaction, fault isolation, and graceful degradation in a robotic system
JP2015229224A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 産業用ロボット
JP6451323B2 (ja) * 2015-01-06 2019-01-16 株式会社デンソーウェーブ ロボットの配線方法

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